NB-UVB治療白癜風的作用機制

張家瑜 吳一菲

(1云南省第一人民醫院 昆明理工大學附屬醫院，云南 昆明 650032；2云南中醫藥大學)

白癜風是一種常見的色素脫失性皮膚病，無種族差異，其發病機制尚不完全清楚。光療法被廣泛用作白癜風治療的一線療法。窄譜中波紫外線(NB-UVB)的特征是多色光，峰值波長為311～313 nm，與補骨脂素光化學療法(PUVA)相比，NB-UVB治療后眼睛不需要遮光保護，光毒性反應少，不易灼傷皮膚和引起DNA突變。治療后引起的皮膚干燥、瘙癢、光老化等不良反應與治療次數、頻率、紅斑量和累積劑量相關〔1〕。1997年，Westerhof等〔2〕首次報道使用NB-UVB治療白癜風，近年來，大量研究證明NB-UVB治療白癜風療效優越〔3,4〕，但其作用機制尚未明確。本文對NB-UVB治療白癜風的作用機制進行綜述。

1 誘導毛囊神經脊干細胞分化

毛囊作為皮膚附屬器，調節毛發生長和脫落，具有感覺和免疫功能。毛囊隆突區是毛囊外根鞘上部向外膨出的區域，神經嵴是神經管形成過程中位于表皮和神經管之間的一條縱形細胞帶，神經嵴干細胞(HF-NCSCs)存在于毛囊隆突區〔5〕。黑素細胞起源于HF-NCSCs，沿神經管遷移至神經節，分化為黑素干細胞，繼而在外胚層分化為黑素細胞〔6〕。NB-UVB誘導的色素再生主要是通過毛囊周圍復色模式來實現，Dong等〔7，8〕發現，NB-UVB照射能加速體外培養的NCSCs分化為黑素細胞，但在色素脫失區域并未觀察到復色的現象，提示NB-UVB通過刺激毛囊外根鞘隆突區的HF-NCSCs分化為黑素細胞，進而促進黑素細胞增殖和遷移。

2 免疫調節

2.1影響T細胞功能

2.1.1調節性T細胞(Tregs) Tregs是一類控制體內自身免疫反應性的T細胞亞群，具有抑制CD4+T細胞和CD8+T細胞的能力〔9〕。Tregs功能失調可能是破壞對黑素細胞自身抗原耐受性并促成白癜風發病的因素之一〔10，11〕。CD4+T細胞在表型上可分為促炎效應T細胞(Teffs)或抗炎Tregs，其中Tregs與CD25共同參與表達叉頭樣轉錄因子(FoxP)3。CD4+CD25highFoxP3+是免疫調節的關鍵參與者之一，已經證實，白癜風患者的CD4+CD25highTregs和FoxP3+Tregs高于正常水平〔12，13〕，而循環中Tregs的數量減少。Moftah等〔14〕發現，NB-UVB治療后CD4+CD25highTregs和FoxP3+Tregs的水平顯著降低，表明NB-UVB可能通過調節循環中的Tregs數量來改善Tregs功能，抑制Tregs對黑素細胞自身抗原耐受性的破壞。

2.1.2TGF-β 轉化生長因子(TGF)-β TGF-β是一組多功能蛋白質，影響多種細胞的生長、分化、凋亡及免疫調節，對Tregs從未成熟的CD4+細胞中分化至關重要。由于TGF-β信號通路缺陷或抑制效應分子的存在，導致TGF-β介導的免疫抑制活性缺失，自身反應性T細胞加速增殖，從而促進表皮黑素細胞的選擇性破壞〔15〕。Khan等〔16，17〕發現白癜風患者血清中TGF-β1濃度降低，經NB-UVB治療后TGF-β1的濃度明顯升高，表明NB-UVB的復色機制可能是通過恢復Tregs功能或增加TGF-β1的分泌來實現。

2.2調控免疫因子

2.2.1輔助性T細胞(Th)1/Th2細胞 Th1和Th2是CD4+T細胞的特異性亞群，干擾素(IFN)-γ是Th1細胞因子，能誘導CXC趨化因子配體(CXCL)10促進自身反應性T細胞遷移。IFN-γ通過下調酪氨酸酶(TYR)和微眼病相關轉錄因子(MITF-M)的表達及減緩黑素細胞中黑素小體的成熟來抑制黑素生成〔18〕。白細胞介素(IL)-4是Th1和Th2極化的標志性細胞因子，其誘導未成熟輔助性T細胞(Th0)分化為Th2細胞。在白癜風患者病灶周圍的皮膚中發現，IL-4轉錄物和蛋白質水平的降低〔19〕，Li等〔20，21〕證實NB-UVB可通過抑制白癜風血清中IFN-γ和IL-12的表達，增強IL-4轉錄，并選擇性地減少皮膚損傷區域中釋放的炎癥因子。

2.2.2Th17細胞 Th17是CD4+T細胞譜系的一個獨特子集，IL-17是Th17細胞產生的促炎細胞因子。報道顯示，血清中IL-17水平升高與白癜風褪色斑區的面積呈正相關〔22〕,IL-17可能在廣泛性白癜風的發生和進展中起關鍵作用。Tembhre等〔17〕發現，NB-UVB處理的廣泛性白癜風患者血清中IL-17A水平降低，表明在NB-UVB治療能夠減少IL-17A的分泌。但NB-UVB對這些細胞因子的潛在作用機制尚未完全清楚，其免疫調節作用可能是通過影響T細胞聚集，減少炎癥浸潤，進而影響細胞因子的血清水平。

3 氧化應激

氧化應激學說被認為是白癜風發病的核心機制之一，研究表明白癜風患者皮膚中存在活性氧簇(ROS)累積，ROS過量積聚能促使線粒體膜發生脂質過氧化反應，改變線粒體跨膜心磷脂的分布，減弱電子呼吸鏈復合物的活性，加劇黑素細胞的凋亡，并誘導釋放抗黑素合成細胞因子〔23〕。抗氧化機制的失調打破了氧化-還原平衡，導致ROS自由基水平上調〔24〕，NB-UVB光療通過逆轉氧化劑和抗氧化劑的不平衡來緩解氧化應激。Karsli等〔25〕通過研究NB-UVB光療對氧化應激標志物的影響發現，使用NB-UVB光療6個月與氧化劑-抗氧化劑失衡的顯著改善相關，表現為紅細胞丙二醛(MDA)水平降低和紅細胞谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)水平升高，與Wacewicz等〔26〕研究結果一致。此外，在節段型白癜風患者的研究中發現，表皮中甲硫基九亞砜還原酶(MSR)A、MSRB及酪氨酸酶/過氧化氫酶(TR/T)均受到過氧化氫(H2O2)介導的氧化作用〔27〕。Schallreuter等〔28〕證實，通過局部使用NB-UVB能夠激活假過氧化氫酶(PC-KUS)，下調累積的H2O2，減緩毛囊黑素細胞的凋亡和DNA損傷。核因子E2相關因子(Nrf2)是細胞調節抗氧化應激反應最重要的轉錄因子，其主導的信號通路在抗氧化應激通路中具有關鍵作用。研究證實，白癜風患者黑素細胞中Nrf2核轉錄激活障礙或缺失可導致黑素細胞的功能障礙、甚至凋亡或壞死〔29～30〕。Jeayeng等〔31〕發現，Nrf2通過ROS依賴性機制調節角質形成細胞(KC)產生的旁分泌因子，并對UVB介導的黑素細胞損傷起保護作用。然而，NB-UVB光療對氧化應激中Nrf2信號通路的影響尚不清楚，有待進一步研究。

4 調節黑素細胞微環境

4.1內皮素(ET)-1 ET-1是人角質形成細胞合成和分泌的一種血管收縮肽，能夠促有絲分裂及刺激黑素細胞DNA合成。角質形成細胞和黑素細胞之間ET-1的旁分泌連接表明，ET-1是UVB誘導色素沉著中人黑素細胞的內在黑素原或促分裂原〔32〕。同時ET-1對堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)刺激黑素細胞分裂也具有協同刺激作用。Wu等〔33〕發現NB-UVB照射的KC培養液中ET-1的分泌量顯著增加，并與照射劑量呈正比，而體外培養的黑素細胞(MC)則無明顯變化，表明NB-UVB可能通過角質形成細胞來刺激黑素的生成。

4.2bFGF bFGF是由角質形成細胞和成纖維細胞分泌的一種有絲分裂原。黏著斑激酶(FAK)是一種細胞質酪氨酸激酶，通過調節細胞遷移所必需的細胞骨架蛋白在細胞遷移信號轉導中發揮重要作用。bFGF通過磷酸化(p)-125FAK的水平上調FAK在黑素細胞中的表達及刺激黑素細胞遷移〔33〕。Castanedo-Cázares等〔34〕證實NB-UVB照射能增加p-125FAK的水平，刺激bFGF分泌，進而增強黑素細胞的遷移能力。

4.3基質金屬蛋白酶(MMPs) MMPs是一類介導細胞外基質成分降解的酶。其中，成纖維細胞分泌的MMP2和MMP9通過降解細胞外基質中的明膠和基底膜膠原蛋白Ⅳ，促進黑素細胞或黑素細胞前體細胞遷移。研究顯示，白癜風患者中膠原蛋白Ⅳ降解缺陷導致基底層增厚，MMP2和MMP9的表達和活性降低〔35〕。NB-UVB可通過誘導降解膠原蛋白Ⅳ的MMP分泌，上調MMP2和MMP9的表達，促進黑素細胞或黑素細胞前體細胞遷移〔36,37〕。

4.4腫瘤壞死因子(TNF)-α TNF-α是參與Th1細胞介導反應和免疫穩態的促炎細胞因子。MC、KC和成纖維細胞可合成TNF-α，通過自分泌和旁分泌的方式抑制黑素細胞的增殖和酪氨酸酶活性〔38～39〕。有研究〔40〕還發現TNF-α通過誘導黑素細胞表面細胞間黏附分子(ICAM)-1，進而誘導B細胞活化，增加自身抗體的產生并導致白癜風中黑素細胞的損傷。Laddha等〔41〕發現，與對照組相比，白癜風患者血清TNF-α水平顯著升高。研究報道〔42〕，大劑量NB-UVB照射可誘導黑素生成所繼發的氧化應激反應，促使核轉錄因子(NF)-κB活化，從而阻斷TNF-α。然而Attwa等〔43〕通過免疫組化卻發現，在NB-UVB治療后白癜風患者血清中TNF-α過表達，這與之前的研究〔44〕結果相矛盾。目前，NB-UVB治療白癜風對TNF-α的作用機制尚未完全清楚。

4.5干細胞分子(SCF)/SCF受體(c-Kit) SCF是KC來源的一種干細胞因子，c-Kit是一種跨膜酪氨酸激酶受體，在黑素細胞膜表面進行表達。黑素細胞能表達SCF的受體c-Kit，而不表達SCF〔45〕，SCF與c-Kit結合能激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)，絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和肉瘤基因家族(Src)激酶途徑，促進成黑素細胞分化為黑素細胞〔46，47〕。小眼相關轉錄因子(MITF)是SCF/c-Kit信號傳導途徑的下游分子，可調節酪氨酸酶mRNA的表達。Moretti等〔48〕用免疫組化檢測發現，白癜風皮損區SCF等多種細胞因子水平明顯下降，而Kitamura等〔49〕發現，與非皮損區相比，白癜風患者皮損區中膜SCF蛋白表達增強而c-kit 和MITF表達明顯下降。Mizutani等〔50〕發現NB-UVB照射后，c-Kit受體在成熟黑素細胞中的含量顯著增加。王鷹等〔51〕發現，KC與MC共培養體系經NB-UVB照射后，SCF、c-Kit和MITF mRNA表達明顯高于對照組。這些研究結果表明NB-UVB照射后可促進KC分泌SCF，提高MC表面的c-Kit受體和MITF的表達能力，進而增加黑素細胞酪氨酸酶的分泌，促進黑素生成。

5 誘導內源性維生素D合成

維生素D是一種具有免疫調節作用的類固醇激素，其生物活化是將維生素D轉化為25-羥基維生素D〔25(OH)D〕，然后進行1a-羥基化以獲得1,25-二羥基維生素D3，血清25(OH)D是維生素D的血清標志物和重要因子。維生素D通過抗細胞凋亡作用增加MC的黑素生成和酪氨酸酶含量來控制其活化，增殖和遷移，并通過調節T細胞活化來減少黑素細胞的自身免疫損傷〔52〕。研究顯示，與正常血清相比，白癜風患者的血清25(OH)D水平顯著降低〔53～56〕。Ibrahim等〔56〕對80例白癜風患者NB-UVB治療24 w后發現血清25(OH)D水平增加，這與Sehrawat等〔57,58〕研究結果一致。維生素D受體(VDR)是調節靶組織對維生素D3反應性的重要機制，細胞中維生素D3的生物活性與VDR的組織濃度呈正比，這些組織濃度在黑素細胞上表達，與黑素合成的調節有關。EL-Hanbuli等〔58〕通過免疫組化發現，與正常皮膚相比，VDR在白癜風皮損中的表達顯著降低，NB-UVB治療12 w后，血清25〔OH〕D的水平與VDR表達呈正相關。這些研究結果表明，NB-UVB與維生素D合成和VDR表達相關，但仍需進一步探究NB-UVB誘導的復色模式和維生素D合成機制的關系。

6 影響皮膚基因表達譜

近年來，世界各地通過基因表達分析，候選基因關聯，遺傳連鎖和基因組關聯等研究探索與白癜風發病機制相關的基因〔59〕，這些基因表達模式變化的影響包括信號傳導，氧化應激控制，色素再生和細胞凋亡等。最近，Ocampo-Candiani等〔60〕通過RT-PCR和靶向RNA測序(RNA-seq)分析白癜風患者皮膚中的基因表達定量和轉錄物鑒定，證實多巴色素互變異構酶(DCT)，黑素-A(Melan-A，MLANA)，酪氨酸酶相關蛋白(TYRP1)三種基因在皮膚中過表達。Regazzetti等〔61〕發現，經NB-UVB治療6個月后，上述三種基因表達模式均有減少。這些研究結果表明NB-UVB對色素相關基因表達模式產生顯著變化。此外，新型靶基因的鑒定包括腫瘤壞死因子受體家族(TNFRS1)A，磷酸甘油脫氫酶(GPD)1和人酪蛋白激酶IG3基因(CSNK1G3)等，NB-UVB對這些靶基因表達模式的影響需要深入挖掘。

綜上，NB-UVB治療白癜風的作用機制涉及多種生物學作用，主要包括誘導毛囊HF-NCSCs分化、免疫調節、氧化應激、調節黑素細胞微環境、誘導內源性維生素D合成、影響皮膚基因表達譜等。近年來，308 nm準分子激光在白癜風光療中的應用也越來越受到重視，308 nm準分子激光對白斑面積小、數量少的白癜風療效更佳，而NB-UVB更適合散發型或泛發型白癜風的治療。研究NB-UVB治療白癜風的作用機制，有助于根據不同類型的白癜風選擇合適的光療手段，更好地應用于臨床。