董炳琦 雷鐵池

白癜風(fēng)是一種常見的難治性慢性自身免疫性色素脫失性疾病,在世界范圍內(nèi)的患病率為0.5%～1.0%,其黑素細(xì)胞的破壞造成皮膚色素脫失,形成白斑,嚴(yán)重影響患者美觀,給患者帶來嚴(yán)重的心理和精神壓力,甚至?xí)?dǎo)致抑郁[1]。目前白癜風(fēng)的總體治療選擇有限,缺乏持續(xù)的療效,停止治療后復(fù)發(fā)概率高(大約40%的白癜風(fēng)患者在停止治療后1年內(nèi)復(fù)發(fā))等問題仍亟待解決,這些問題促使人們不斷探索白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制[2,3]。然而目前對于白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制尚不明確,自身免疫、氧化應(yīng)激、神經(jīng)精神等多種因素可能參與了疾病的發(fā)生和發(fā)展,其中異常的免疫應(yīng)答導(dǎo)致白癜風(fēng)黑素細(xì)胞破壞的免疫學(xué)機(jī)制被認(rèn)為在白癜風(fēng)發(fā)病中具有突出作用,特別是T細(xì)胞[4]。

記憶T細(xì)胞最初被認(rèn)為是僅存在于循環(huán)系統(tǒng)的,只有在機(jī)體需要時才會進(jìn)入組織,以清除感染或炎癥。近年來,一個新發(fā)現(xiàn)的記憶T細(xì)胞亞群,它長期維持在皮膚、腸道、肺、腎臟和生殖道等外周組織中,被稱為組織常駐記憶T細(xì)胞(tissueresident memory T cells,TRM),TRM有對試圖破壞皮膚上皮細(xì)胞的病原體或外來抗原產(chǎn)生快速反應(yīng)的傾向[5]。然而,TRM異常對炎癥性疾病有害,很多研究報道了白癜風(fēng)患者皮膚中存在TRM,并表明他們在白癜風(fēng)的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮一定的作用。

一、白癜風(fēng)皮損中存在常駐記憶T細(xì)胞

在2011年的國際色素細(xì)胞大會(International Pigment Cell Conference,IPCC)期間,白癜風(fēng)全球問題共識會議明確指出白癜風(fēng)是一種自身免疫性疾病,所有形式的白癜風(fēng)都可能涉及自身免疫或炎癥機(jī)制[6]。Boorn等[7]通過皮膚外植體技術(shù),證實白癜風(fēng)是由CD8T細(xì)胞攻擊黑素細(xì)胞導(dǎo)致的色素脫失;臨床上,白癜風(fēng)通常在治療停止后在同一部位再復(fù)發(fā),表明皮膚中存在常駐記憶細(xì)胞,當(dāng)相同抗原再次刺激后重新被激活[8]。

多面研究已經(jīng)證實了白癜風(fēng)中TRM的存在,例如Malik等[9]一項關(guān)于皮膚中的介導(dǎo)對黑色素瘤的持久免疫的研究結(jié)果顯示,黑色素瘤相關(guān)白癜風(fēng)小鼠模型皮膚中存在TRM,且對于黑素細(xì)胞有持久攻擊性; Stanley Cheuk等[10]對白癜風(fēng)患者的病灶皮膚活檢檢出含有抗原特異性CD8TRM,且CD8+TRM位于基底角質(zhì)形成細(xì)胞之間的基膜。Richmond等[11]對白癜風(fēng)患者的皮損進(jìn)行了分析顯示病變皮損中含有表達(dá)IL-15受體的TRM,這種TRM在白癜風(fēng)小鼠模型中也存在,且在表皮和真皮中可持續(xù)存在1年以上,通過給患白癜風(fēng)的小鼠注射針對IL-15受體的抗體,阻斷IL-15的表達(dá),可使TRM減少或耗盡,恢復(fù)小鼠皮膚的色素沉著。Kok等[12]通過對效應(yīng)T細(xì)胞、循環(huán)記憶T細(xì)胞和TRM池進(jìn)行譜系追蹤和單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析,證實T細(xì)胞克隆的一個亞群具有較高的形成TRM的能力,且該亞群在進(jìn)入皮膚前生成TRM的能力是永久性的。

二、皮膚常駐記憶T細(xì)胞的演化及其發(fā)育過程

皮膚中存在大量的效應(yīng)記憶T細(xì)胞,TRM是這些效應(yīng)記憶T細(xì)胞的亞群,它們在組織中長期存在,對病原體的入侵做出及時反應(yīng),對防止病原體再感染發(fā)揮重要保護(hù)作用。然而,越來越多的證據(jù)表明,這些細(xì)胞的異常激活可能會導(dǎo)致自身免疫性疾病和炎癥性疾病,不同部位或不同疾病的常駐記憶T細(xì)胞表型不盡相同,CD69和CD103通常是TRM細(xì)胞的關(guān)鍵表面標(biāo)記,如在腸和肺部中存在不表達(dá)CD103的TRM,而胰臟、唾液腺和陰道發(fā)現(xiàn)很大比例的TRM中CD69和CD103都是陰性[13～16]。這些研究說明,TRM亞群間可能存在較大的表型異質(zhì)性,它說明了組織來源的信號是確定TRM功能及其適應(yīng)局部環(huán)境的關(guān)鍵[17]。

在白癜風(fēng)的皮損中TRM的免疫表型主要是CD8+CD103+CD49a+,TRM借助CD103+和CD49a+牢固的定植在表皮,不再進(jìn)入血液循環(huán)[18]。TRM是由未成熟的CD8+T細(xì)胞在受到抗原刺激后增殖、分化成效應(yīng)CD8+細(xì)胞,進(jìn)一步分化為短壽命效應(yīng)細(xì)胞(short-lived effector cells,SLECs)和記憶前體效應(yīng)細(xì)胞(memory-precursor effector cells,MPECs),這些效應(yīng)T細(xì)胞在抗原被清除后在血液及次級淋巴器官形成循環(huán)記憶T細(xì)胞,在病原體進(jìn)入的部位則形成組織常駐記憶T細(xì)胞[16,19]。在這一演化過程中(圖1),SLECs/MPECs的命運取決于T-bet的水平,在T細(xì)胞啟動過程中,低水平的T-bet會促進(jìn)MPECs形成,對T細(xì)胞的命運起決定作用[20]。Mackay等[21]研究結(jié)果表明,T-box轉(zhuǎn)錄因子與細(xì)胞因子轉(zhuǎn)化生長因子TGF-β和IL -15結(jié)合,控制組織駐留記憶T細(xì)胞的命運;Eomesodermin(Eomes)是一種T-box轉(zhuǎn)錄因子(TF),與它同源的T-bet一起,二者協(xié)同調(diào)節(jié)細(xì)胞發(fā)育方向,在長壽命細(xì)胞中Eomes表達(dá)高,短壽命細(xì)胞中T-bet表達(dá)高,在TRM發(fā)育過程中,二者協(xié)調(diào)下調(diào),成熟后的CD8+CD103+TRM中Eomes消失,殘留部分T-bet,此時T-bet通過促進(jìn)白細(xì)胞介素-15受體(IL-15R) β鏈(CD122)的表達(dá),與角質(zhì)形成細(xì)胞分泌的IL-15結(jié)合,通過IL-15信號通路維持TRM的生存[22]。而TGF-β信號負(fù)向調(diào)節(jié)T-bet表達(dá),缺乏TGF-β的細(xì)胞表達(dá)高水平的Eomes和T-bet,TFs和細(xì)胞因子TGF-β受體信號在Trm細(xì)胞發(fā)育構(gòu)成前饋環(huán)路。TGF-β增加使T-box下調(diào),T-box的下調(diào)又進(jìn)一步增加TGF-β受體數(shù)量,使T-box進(jìn)一步減少,促進(jìn)TRM形成。

圖1 皮膚常駐記憶T細(xì)胞的演化及其發(fā)育過程示意圖

三、常駐記憶T細(xì)胞在白癜風(fēng)發(fā)生和發(fā)展中的作用

TRM具有中等程度的細(xì)胞毒性活性,在IL-15刺激后分泌促炎性細(xì)胞因子IFN-γ、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、穿孔素和顆粒酶B等,這些分子對于誘導(dǎo)白癜風(fēng)的黑素細(xì)胞凋亡至關(guān)重要,通過分泌這些細(xì)胞因子,TRM可能具有定向細(xì)胞毒性,盡管它具有細(xì)胞毒性,但是單獨的TRM并不足以誘導(dǎo)和維持色素脫失,它必需與再循環(huán)記憶T細(xì)胞(recirculating memory T cells,TCM)一起發(fā)揮作用[10,23,24]。TRM能夠分泌趨化因子CXCL9和CXCL10,將黑素細(xì)胞特異性的再循環(huán)的記憶T細(xì)胞募集到表皮組織,靶向殺傷再生的黑素細(xì)胞,Willemsen等[25]在小鼠白癜風(fēng)模型中用FTY720阻斷TCM招募到皮膚或低劑量Thy1.1抗體消耗TCM會逆轉(zhuǎn)疾病也支持了這一觀點。此外,皮膚中存在調(diào)節(jié)性T細(xì)胞已被證明對毛囊干細(xì)胞的再生至關(guān)重要,常駐記憶T細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子和趨化因子可以通過局部調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory cell,Treg)干擾毛囊中干細(xì)胞再生來阻止黑素細(xì)胞的補(bǔ)充,從而使白斑區(qū)域缺乏來自毛囊的黑素細(xì)胞遷移,使白斑面積擴(kuò)大[26]。

四、針對白癜風(fēng)皮膚中常駐記憶T細(xì)胞的潛在治療靶點

白癜風(fēng)的治療存在已復(fù)色皮損再次復(fù)發(fā)、復(fù)色進(jìn)程阻滯等問題,這表明白癜風(fēng)的發(fā)展與皮膚中TRM和TCM有關(guān),因此針對TRM和TCM的治療成為新的研究方向[8]。例如,Azzolino等[27]研究發(fā)現(xiàn),JAK抑制劑(如托法替尼和魯索替尼)可抑制白癜風(fēng)皮損中TRM的功能,但不能減少或刪除TRM。如前所述,TRM的發(fā)育和維持是一個極其復(fù)雜的過程,對TRM的形成和駐留機(jī)制仍不十分清楚,目前研究已經(jīng)證實T-box轉(zhuǎn)錄因子對于形成TRM至關(guān)重要,IL-15和TGF-β等是TRM的維持必不可少的[18];因此,筆者針對TRM的發(fā)育和生存,提出如下可能存在的治療靶點。

1.減少TGF-β信號,干擾T-box轉(zhuǎn)錄因子:T-box轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)細(xì)胞發(fā)育方向。設(shè)想,在細(xì)胞發(fā)育起始,干擾Eomes和T-bet的表達(dá)水平,可以調(diào)節(jié)細(xì)胞向短壽命細(xì)胞分化,致長壽命細(xì)胞所占比例較小,從而減少TRM數(shù)量,可能對白癜風(fēng)的治療有幫助。由于TGF-β信號負(fù)向調(diào)節(jié)T-bet表達(dá),也可通過降低TGF-β的水平或者阻TGF-β受體減少TRM形成。

2.阻斷IL-15信號通路:IL-15信號通路維持TRM的生存,因此通過阻斷IL-15R b鏈(CD122) 成為一種治療靶點。Richmond等[11]通過對白癜風(fēng)小鼠模型每周3次腹腔注射100μg抗鼠CD122抗體, 阻斷IL-15信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,證實CD122阻斷劑可用于治療白癜風(fēng),可導(dǎo)致自反應(yīng)性TRM和其他記憶T細(xì)胞池的耗盡。目前John Harris實驗室正在開發(fā)研制CD122單克隆抗體生物制劑可刪除皮損中的TRM。另一方面,減少角質(zhì)形成細(xì)胞分泌IL-15,使IL-15信號通路受損,可加速TRM的死亡,從而清除皮膚中已存在的TRM,對白癜風(fēng)的治療有積極意義。

3.調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝:Pan等[28,29]研究表明,TRM的生存率依賴于外源性脂肪酸的攝取和代謝,利用脂肪酸-氧化磷酸化來支持其使用壽命這表明調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝也可以消除皮膚中TRM以治療白癜風(fēng)。

4.阻斷CXCL9/10-CXCR3 通路:Willemsen等[25]研究發(fā)現(xiàn),趨化因子受體CXCR3(趨化因子類CXCL9和CXCL10的受體)對效應(yīng)器T細(xì)胞的表皮定位和TRM的發(fā)育很重要,針對 CXCL9/10-CXCR3 通路也可能是治療白癜風(fēng)的一種策略。

另一方面,通過抑制循環(huán)記憶T細(xì)胞進(jìn)入皮膚,也對白癜風(fēng)的治療有一定幫助,例如Richmond等[30]在白癜風(fēng)小鼠模型中發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)不僅皮膚TRM,而且TCM在白癜風(fēng)的發(fā)展中起著重要作用,并證FTY720可抑制循環(huán)記憶體細(xì)胞進(jìn)入皮膚。

綜上所述,本研究進(jìn)一步揭開了TRM在白癜風(fēng)發(fā)病中所扮演的角色,為白癜風(fēng)的治療提供了一種新的理論支持。希望通過靶向TRM能為白癜風(fēng)患者提供更為有效、復(fù)發(fā)率低的治療策略。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。