細胞因子在白癜風發病機制中的研究進展

黃新綠 丁曉嵐

北京大學人民醫院皮膚科，北京，100044

白癜風是后天獲得性色素脫失性皮膚病，以表皮黑素細胞缺失而出現皮膚和黏膜色素脫失斑為特征。黑素細胞特異性免疫損傷是白癜風的重要機制。細胞因子是由多種組織細胞(主要為免疫細胞)合成和分泌的小分子多肽或糖蛋白，主要參與調節免疫應答、免疫細胞分化及介導炎癥反應等，在自身免疫性疾病中發揮重要作用。近年來，白癜風的免疫學發病機制有很多進展，一些細胞因子被證實參與了黑素細胞免疫損傷的過程，新的靶向免疫治療也隨之產生。本文將綜述干擾素-γ、腫瘤壞死因子-α、白介素-17、白介素-15及CCL22 等多種細胞因子在白癜風發病過程中的復雜作用及隨之產生的新的治療靶點。

1 干擾素-γ(interferon-γ, IFN-γ)

干擾素是機體或細胞受到病毒感染時分泌的一種具有生物活性的糖蛋白，具有抗病毒、抗細菌、免疫調節和抗腫瘤等作用，主要由免疫細胞分泌產生。IFN-γ是一個多效能細胞因子，能促進巨噬細胞活化、介導抗病毒和抗細菌的免疫反應、增強抗原遞呈作用、激活先天性免疫系統，調節Th1和Th2細胞之間的平衡及調控細胞增殖和凋亡。白癜風發生時，CD8+細胞毒性T細胞對表皮黑素細胞的殺傷作用是導致黑素細胞破壞的直接原因。2012年，Harris等[1]利用CD8+細胞毒性T細胞誘導小鼠出現白癜風皮損，該研究發現與人類白癜風相似，白癜風鼠的皮損區有大量CD8+細胞毒性T細胞的浸潤，同時伴有酪氨酸酶的缺失和局部IFN-γ的顯著升高。注射后每7天取小鼠耳部白斑區皮膚組織，RT-qPCR結果顯示IFN-γ表達從注射后第14天開始升高，此后維持在較高水平。使用IFN-γ中和性抗體不僅能避免白癜風的發生，還能在毛囊周圍產生色素而逆轉白癜風。由此可見，白癜風鼠皮損的出現依賴IFN-γ。白癜風患者的皮損和血清中IFN-γ水平也明顯升高。 Gholijani團隊[2]比較了白癜風患者與健康人群血清中輔助性T細胞(helper T lymphocyte, Th)產生的多種細胞因子的水平， IFN-γ作為Th1產生的細胞因子在兩組中具有顯著性差異。Karam等[3]從基因層面證實了IFN-γ在白癜風中的重要作用，白癜風患者IFN-γ的基因表達以及mRNA水平更高且與疾病活動度相關。

目前，IFN-γ及其下游通路在白癜風發病中的作用已被闡明：IFN-γ通過與角質形成細胞(keratinocyte, KC)上的受體結合，激活KC上的JAK,JAK二聚體化后被激活，使其下游的STAT磷酸化，磷酸化的STAT進入細胞核引起CXCL9、10基因的轉錄，進一步產生趨化因子CXCL9和CXCL10，血管中的CD8+細胞毒性T細胞受到CXCL9、CXCL10的趨化，遷移至表真皮交界處，對黑素細胞產生特異性殺傷作用，從而導致白癜風的發生。

由于IFN-γ通路在白癜風發病中的重要作用，阻斷這一通路也成了白癜風治療的新靶點。首先用于白癜風治療的IFN-γ通路阻斷劑是JAK抑制劑(JAK inhibitor)，JAK抑制劑選擇性抑制JAK激酶，阻斷JAK-STAT通路活化及趨化因子產生，從而阻斷CTL對黑素細胞的特異性殺傷作用。2015年美國Craiglow等[4]報道了首例口服JAK抑制劑托法替尼有效治療白癜風的病例。此后陸續報道JAK抑制劑治療有效的病例[5-8]。Kim等[6]報道了2例白癜風患者，采用口服托法替尼聯合小劑量UVB光療，治療3個月后白斑明顯復色。除了系統應用JAK抑制劑，外用JAK抑制劑魯索替尼也被證實有效[9,10]。除了JAK抑制劑，針對IFN-γ通路其他靶點的藥物也被證實在動物模型上有效。目前，已有多個阻斷IFN-γ通路不同位點的藥物進入臨床試驗階段。

2 腫瘤壞死因子-α(tumour necrosis factor-α, TNF-α)

TNF-α是一種促炎癥性細胞因子，具有促進組織修復、調節炎癥反應、增強自然殺傷細胞的活性等生物學作用，與許多自身免疫性疾病的炎癥過程密切相關。在白癜風患者的外周血及皮損處，TNF-α的表達增加[11]，且與白癜風疾病活動度密切相關。研究表明TNF-α可以從多個途徑參與白癜風黑素細胞的破壞[12]。首先，TNF-α可以抑制酪氨酸酶的釋放，抑制黑素細胞增殖，進而影響黑素的合成[13]。TNF-α處理后的黑素細胞發生明顯的皺縮，黑素合成上游的調節蛋白小眼畸形相關轉錄因子(microphthalmia-associated transcription factor, MITF)表達也顯著下降，直接導致黑素合成的減少[14]。同時TNF-α呈濃度依賴性的抑制黑素細胞的增殖，這種抑制作用部分通過上調CXC-趨化因子受體II來發揮作用。其次，白癜風皮損區細胞間黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)表達升高，TNF-α可以誘導培養的正常和白癜風患者黑素細胞表達ICAM-1[15]。這一過程會影響T細胞對黑素細胞的識別和免疫殺傷作用。TNF-α還可以誘導細胞毒性T細胞的產生，后者在白癜風的發病中具有關鍵作用[16]。基于以上研究，有學者開始嘗試用TNF-α抑制劑治療白癜風，然而結果并不一致。Webb等[17]研究發現，進展期白癜風患者使用TNF-α抑制劑可以阻止病情的進展。但是也有研究報道[18-21]，對于原本未患白癜風的人群，TNF-α抑制劑可能會誘導白癜風的發生。Camara等[12]認為，TNF-α對于黑色素形成過程具有雙向作用，TNF-α一方面可以誘導黑素細胞的損傷、抑制黑素生成，另一方面又可以增強黑素細胞的功能，維持黑素細胞的存活。因此目前研究結果不支持TNF-α抑制劑用于白癜風的治療。

3 白介素(interleukin, IL)

3.1 白介素-17(interleukin-17, IL-17) IL-17屬于IL-17細胞因子家族，IL-17家族的細胞因子被分別命名為IL-17A到IL-17F，由Th17細胞分泌，在多種炎癥反應及自身免疫疾病過程中發揮關鍵作用。但IL-17在白癜風發病中的作用仍有爭議。研究發現白癜風患者的循環Th17細胞數量及血清中IL-17含量明顯高于正常人，兩者在白癜風皮損處的表達也明顯增高。而且有研究發現，IL-17的數量與白癜風患者的VIDA評分和病情進展具有正相關性[22-24]，進展期白癜風患者皮損處IL-17受體(IL-17R)的表達也增加[24]。Kotobuki等[25]發現，角質形成細胞和成纖維細胞暴露于IL-17后，可以釋放促炎性細胞因子IL-1β,IL-6以及TNF-α，IL-17 可加強這些炎癥因子的活動而抑制黑素細胞增殖，或通過細胞因子間相互作用而誘發黑素細胞凋亡。但也有研究發現，銀屑病患者皮損處可以體外分離出大量 IL-17A，而白癜風患者皮損處并無IL-17A[26,27]。

使用IL-17抑制劑治療白癜風也沒有取得良好效果。Speeckaert等[28]使用靶向IL-17A抑制劑司庫奇尤單抗(secukinumab)治療10例進展期非節段型白癜風患者，發現司庫奇尤單抗300 mg皮下注射(第0，1，2，3，4周每周皮下注射一次，隨后每4周皮下注射一次，用藥7個月，隨訪9個月)治療7個月并不能有效治療白癜風，反而大部分患者出現了病情的進展。Reinhart等認為，這可能是因為非節段型白癜風患者體內Th1/Th17.1/Th17微妙的平衡關系。Th17.1細胞是介于Th1細胞和Th17細胞之間的一種表型，在不同的免疫環境中，Th17.1細胞可以向Th1細胞或Th17細胞轉化，Th17細胞和IL-7對于白癜風的重要作用可能不是直接的，而是因為這一平衡的改變。這與上述不同研究得到的矛盾結論相符，也提示了靶向Th17.1細胞向Th1/Th17細胞的轉化可能成為未來白癜風治療的方向。

3.2 白介素15(interleukin-15, IL-15) IL-15屬于I型細胞因子家族，CD122，CD215和CD132是IL-15的三個受體亞單位，已有研究發現IL-15在病毒感染和皮膚淋巴瘤的疾病過程中可以誘導組織定居記憶性T細胞(tissue resident memory T cells, TRM)，并在自身免疫性疾病中具有重要作用[29]。Richmond等[30]證實人類和小鼠白癜風皮損處存在TRM細胞并且可以表達IL-15的受體成分，黑素細胞特異性T細胞可以表達CD122亞單位，角質形成細胞可以表達CD215。他們發現短期阻斷CD122可以抑制TRM細胞的功能，而長期阻斷CD122可以清除皮膚中的TRM細胞，推測CD122可能作為白癜風治療的靶點。另外，Chen等[31]發現白癜風皮損的表皮內IL-15表達增加，并與表皮的過氧化氫水平相關，氧化應激反應可以促進IL-15及其受體表達增加。他們進一步發現，IL-15可以促進CD8+效應記憶T細胞(effector memory CD8+ T cells, TEMs)的產生，其機制可能與IL-15-JAK-STAT通路有關。

4 趨化因子(chemokine)

趨化因子是一類小分子蛋白家族，與免疫細胞循環歸巢密切相關，可定向趨化免疫細胞到靶器官發揮免疫效應。根據其氨基末端半胱氨酸的排列方式，可分為CXC、CC、C和CX3C四個亞家族。

4.1 CCL22(C-C motif chemokine ligand 22) 調節性T細胞(regulatory T cells, Tregs)是負調節機體免疫反應的淋巴細胞，作為維持免疫穩態的調控者，其數目和(或)功能異常均可打亂機體免疫平衡，導致自身免疫病的發生。Tregs的功能喪失與白癜風的發生相關。白癜風發病早期和進展期患者外周血中Tregs數量明顯低于健康人，皮損周邊的Tregs也明顯降低。CCL22是與Tregs對應的趨化因子，在皮膚中通常由巨噬細胞和樹突狀細胞產生。在白癜風皮損中CCL22表達明顯降低，反之，過表達CCL22可以恢復表皮中Tregs的數量并抑制白癜風的發生。Eby等[32]使用基因槍技術上調H3TA2小鼠CCL22的表達，小鼠皮膚中Tregs數量明顯增加，色素減退明顯好轉。因此注射Tregs、CCL22外用制劑可能是白癜風治療的新方法。Le Poole等[33]在H3TA2小鼠中也印證了上述結論，但他們提出，雖然CCL22和Tregs與白癜風密切相關，但是再將其用于治療時要考慮到體內復雜的免疫環境。

4.2 其他趨化因子 Yang等[34]觀察到白癜風患者血清和白癜風皮損區負壓吸皰皰液中CCL5和CXCL10水平升高，且在進展期白癜風明顯高于穩定期白癜風患者和健康對照組，而CXCL8的水平在進展期患者、穩定期患者以及健康對照的血清和皰液中沒有觀察到顯著差異。

Rezk等[35]發現，CXCL12和CCL5在新發白癜風(≤2個月)患者血清中較長期患者(≥6個月)升高。進一步在小鼠試驗中證實在白癜風早期皮損中黑素細胞會釋放CXCL12和CCL5，二者可以招募抗原呈遞細胞和T細胞，推測它們可能參與了白癜風的啟動過程，但尚未發現二者與疾病活動存在相關性。

Zhang等[36]發現白癜風患者CCL20的水平顯著升高，進展期患者較穩定期患者升高。CCL20還與歐洲白癜風特別小組評分標準(vitiligo european task force assessment, VETFa)評分和白癜風面積評分指數(vitiligo area scoring index, VASI)評分呈正相關性。另外，在有效治療后，CCL20在血清和皰液中的水平顯著下降。從而推測CCL20可以作為評估白癜風疾病活動度的重要指標。

Li等[37]發現氧化損傷的KC產生趨化因子CXCL16，后者趨化CXCR6+CD8+T細胞到達皮損處發揮免疫殺傷作用，這一過程與非折疊蛋白反應(unfolded protein response, UPR)通路、PERK-eIF2α通路及IRE1α-XBP1通路相關，阻斷CXCL16-CXCR6的相互作用可以減少CD8+T細胞的遷移，提示活性氧(reactive oxygen species, ROS)-CXCL16-CXCR6軸可以作為白癜風治療的靶點。

5 結語

自身免疫機制是白癜風發病的重要機制，多種細胞因子表達水平的變化及相互作用促進了免疫反應的進展，進而誘導或加重了白癜風的發生發展過程。本文探討了多種細胞因子與白癜風發病的關系，為白癜風發病機制研究和治療提供了新的方向。