壞疽性膿皮病發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展

黎曉麗， 林乃余， 唐旭華， 韓建德

中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院皮膚科，廣東 廣州 510080

壞疽性膿皮病(pyoderma gangrenosum，PG)是嗜中性皮膚病(neutrophilic dermatoses, NDs) 最具代表性的疾病之一，通常表現(xiàn)為下肢和軀干繞以紅暈的疼痛性丘疹、膿皰，逐漸擴(kuò)大形成境界清楚的、潛行性痛性潰瘍，邊緣多為藍(lán)紫色，臨床上病程表現(xiàn)為慢性或復(fù)發(fā)性經(jīng)過(guò)，病情從輕度到重度不等[1]。壞疽性膿皮病在世界范圍內(nèi)發(fā)病率不同，流行病學(xué)研究表明，PG的平均發(fā)病年齡在40歲左右，美國(guó)發(fā)病率約為58例/每百萬(wàn)人年，英國(guó)則為6例/每百萬(wàn)人年[2]，我國(guó)目前尚無(wú)確切統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。既往PG的診斷缺乏統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)，主要依靠“排他性診斷”。2018年國(guó)際專家德?tīng)柗乒沧R(shí)提出了潰瘍性壞疽膿皮病的診斷標(biāo)準(zhǔn)，其中包括1個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)和8個(gè)次要標(biāo)準(zhǔn)。滿足4個(gè)次要標(biāo)準(zhǔn)時(shí)診斷敏感度和特異度分別可達(dá)86%和90%，即滿足1個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)和4個(gè)次要標(biāo)準(zhǔn)可最大限度地提高診斷區(qū)分度[3]。主要標(biāo)準(zhǔn)包括潰瘍邊緣皮膚病理活檢提示中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，8個(gè)次要標(biāo)準(zhǔn)分別是：①排除感染；②潰瘍發(fā)生于創(chuàng)傷部位；③有炎癥性腸病或炎癥性關(guān)節(jié)炎病史；④近4 d內(nèi)出現(xiàn)丘疹、膿皰或水皰并破潰；⑤皮疹周圍繞以紅斑、潛行性邊緣、潰瘍部位壓痛；⑥多發(fā)潰瘍，且至少一處位于小腿伸側(cè)；⑦潰瘍愈合后留下篩狀或褶紙樣疤痕；⑧服用免疫抑制藥物后1個(gè)月內(nèi)潰瘍面積減小。另外，Jockenh?fer等[4]制定了Paracelsus評(píng)分用以PG的診斷。

PG的病因尚不明確，通常被認(rèn)為是一種自體炎癥性疾病。PG患者常合并潛在的全身性疾病，如炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)、風(fēng)濕性疾病、血液系統(tǒng)疾病和惡性腫瘤等[1]。目前發(fā)現(xiàn)多個(gè)與PG相關(guān)的自身炎癥性綜合征，如PAPA綜合征、PASH綜合征、PAPASH綜合征等[2]。PAPA綜合征是一種常染色體顯性遺傳的以化膿性無(wú)菌性關(guān)節(jié)炎(pyogenic sterile arthritis)、PG、痤瘡(acne)為特征的自身炎性綜合征，PASH綜合征以化膿性汗腺炎(hidradenitis suppurativa)、PG、痤瘡為特征，PAPASH綜合征則以化膿性關(guān)節(jié)炎(pyogenic arthritis)、PG、化膿性汗腺炎、痤瘡為特征。目前對(duì)PG及與其相關(guān)的多種合并基因突變的自身炎癥性綜合征的研究顯示，PG發(fā)病具有一定的遺傳易感性。臨床上PG患者遷延不愈的疾病進(jìn)程及傳統(tǒng)治療方案的局限性可能源于對(duì)該病發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí)不足，近年來(lái)以細(xì)胞因子為治療靶點(diǎn)的精準(zhǔn)治療為PG的治療提供了新方向，而據(jù)此出現(xiàn)的治療反應(yīng)亦可能為進(jìn)一步闡明各個(gè)治療靶點(diǎn)在該病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用及影響提供線索?，F(xiàn)本文就PG發(fā)病機(jī)制中可能存在的遺傳易感因素、免疫異常作一綜述。

1 遺傳易感性

既往曾有數(shù)例家族聚集性PG病例[5]，表明遺傳因素與PG的病因存在一定關(guān)聯(lián)。盡管在PG患者中未檢測(cè)出某一特征性的基因突變，但近年數(shù)個(gè)研究報(bào)道了與PG相關(guān)的自身炎癥性綜合征存在不同程度的基因突變[6]。

由MEFV(mediterranean fever)基因突變所致的家族性地中海熱(familial mediterranean fever，F(xiàn)MF)是最先被認(rèn)識(shí)及最常見(jiàn)的遺傳性自身炎癥性綜合征[7]。Honda等[8]報(bào)道2例伴發(fā)化膿性無(wú)菌性關(guān)節(jié)炎的PG患者存在MEFV基因外顯子雜合突變，MEFV基因編碼的熱蛋白(pyrin)可調(diào)節(jié)炎癥小體的功能使IL-1β(interleukin-1β)分泌增加，這是由于炎癥小體是由胞漿內(nèi)模式識(shí)別受體參與組裝的多蛋白復(fù)合物,可招募和激活促炎癥蛋白酶Caspase-1，活化的Caspase-1切割I(lǐng)L-1β和IL-18的前體,產(chǎn)生相應(yīng)的成熟細(xì)胞因子。IL-1β分泌增加可誘導(dǎo)細(xì)胞在炎癥和應(yīng)激條件下死亡，參與了針對(duì)多種病原體的宿主防御反應(yīng)，進(jìn)一步誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞產(chǎn)生中性粒細(xì)胞趨化因子[9]。目前秋水仙堿是治療FMF的主要藥物[10]，而這2例患者對(duì)秋水仙堿和小劑量皮質(zhì)類固醇的聯(lián)合治療反應(yīng)良好。這表明MEFV基因突變可能與PG的發(fā)病有關(guān)，但仍需大樣本的研究支持。

Marzano等[11]在7例PG和13例PASH綜合征患者中不僅發(fā)現(xiàn)MEFV基因出現(xiàn)突變，還發(fā)現(xiàn)PSTPIP-1、NOD2、NLRP3、NLRP12、LPIN2等多種自體致炎基因發(fā)生多重突變。其中，位于15號(hào)染色體的PSTPIP-1基因還與PAPA綜合征的發(fā)生密切相關(guān)，PSTPIP-1基因編碼脯氨酸-絲氨酸-蘇氨酸磷酸酶相互作用蛋白(PSTPIP-1)，突變的蛋白質(zhì)對(duì)吡啶具有更高的親和力，并導(dǎo)致炎癥小體過(guò)度組裝，最終激活I(lǐng)L-1β、TNF-α和IL-8[12]。而NOD2基因編碼的NOD2蛋白(nucleotide-binding oligomerization domain-containing protein 2)在協(xié)調(diào)自噬相關(guān)蛋白的正確組裝過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，其突變會(huì)導(dǎo)致自噬功能受損，與炎癥性腸病的發(fā)生密切相關(guān)。另外，一項(xiàng)基因表達(dá)差異研究提示Ptpn6基因缺陷導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)了NDs樣皮損，且在部分PG患者中檢測(cè)出Ptpn6基因雜合突變[13]。

這些研究結(jié)果為PG的遺傳學(xué)機(jī)制提供了新的研究依據(jù)，提示PG及其相關(guān)綜合征可能具有共同的遺傳基礎(chǔ)，并有助于建立NDs在自體炎癥性疾病中的分類。雖然目前仍未在PG中發(fā)現(xiàn)明確致病基因，但關(guān)于PG遺傳易感性的研究對(duì)疾病的預(yù)防及診斷有著重要意義，并可能為新的治療策略提供幫助。

2 免疫系統(tǒng)異常

2.1 中性粒細(xì)胞功能障礙

中性粒細(xì)胞抗感染主要通過(guò)直接吞噬病原體或利用中性粒細(xì)胞壞死或者凋亡后釋放縮合染色質(zhì)、組蛋白和抗菌肽形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以捕殺病原體，即中性粒細(xì)胞胞外陷阱(neutrophil extracellular traps，NETs)[14]。中性粒細(xì)胞功能障礙與PG的發(fā)病機(jī)理密切相關(guān)，中性粒細(xì)胞活化失調(diào)、凋亡延遲、吞噬功能異常被認(rèn)為在PG的發(fā)病機(jī)理中起重要作用[15]。NETs 與包括PG在內(nèi)的多種炎癥性皮膚病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)[16]，示例性熒光圖像顯示PG患者皮損中存在密集的中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，且觀察到大量的NETs聚集[17]，這提示NETs參與了PG的發(fā)病過(guò)程。Mistry等[18]亦強(qiáng)調(diào)這一觀點(diǎn)，認(rèn)為在PAPA綜合征中NETs凈形成增強(qiáng)和凈降解減少是導(dǎo)致炎癥的重要原因。

粒細(xì)胞集落刺激因子(granucyte-clone stimulate factor, G-CSF)是中性粒細(xì)胞最重要的調(diào)節(jié)劑之一，可延長(zhǎng)中性粒細(xì)胞的存活時(shí)間，同時(shí)增強(qiáng)其趨化性、吞噬作用、產(chǎn)生超氧化物和其他代謝功能[19]。高G-CSF水平還會(huì)導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞遷移和增殖，并誘導(dǎo)細(xì)胞因子IL-1β和腫瘤壞死因子-α(tumournecrosis factor-α，TNF-α)的產(chǎn)生，進(jìn)一步導(dǎo)致中性粒細(xì)胞的異常聚集[20]。血清或組織中G-CSF水平的升高可能會(huì)顯著影響中性粒細(xì)胞募集和釋放，因此G-CSF現(xiàn)被廣泛用于治療惡性腫瘤化療后的中性粒細(xì)胞減少癥。有研究者發(fā)現(xiàn)PG患者在治療前血清G-CSF顯著升高，治療后急劇下降至正常水平，且有部分中性粒細(xì)胞減少癥患者在使用G-CSF 后發(fā)生了包括 PG 在內(nèi)的多種NDs[19]。

2.2 補(bǔ)體系統(tǒng)

PG與補(bǔ)體C2、C4、C7的先天性缺陷有關(guān)[21]，其中，C7的缺乏可導(dǎo)致中性粒細(xì)胞趨化性、調(diào)理作用和吞噬作用的降低，提示該途徑的失調(diào)可能參與PG的發(fā)生與發(fā)展。此外，補(bǔ)體過(guò)敏毒素(例如C3a和C5a)在中性粒細(xì)胞的募集和激活中被上調(diào)，Rafail等[22]發(fā)現(xiàn)在C5a受體缺陷小鼠中皮膚傷口早期愈合率更高，阻斷C5a受體激活可加速早期愈合，推測(cè)加速愈合的機(jī)制與缺乏 C5a受體信號(hào)傳導(dǎo)和炎癥細(xì)胞向傷口的募集減少有關(guān)。IFX-1(vilobelimab)是一種IgG4單克隆嵌合抗體,它是補(bǔ)體 C5a 抑制劑，可抑制中性粒細(xì)胞活化、趨化，并減少炎癥信號(hào)傳導(dǎo),目前正在進(jìn)行的一項(xiàng)關(guān)于IFX-1 對(duì) PG 患者的療效和安全性Ⅱa期開(kāi)放性試驗(yàn)(NCT03971643)中，5例PG患者中有 2例可達(dá)到臨床完全緩解，且沒(méi)有報(bào)告嚴(yán)重的不良事件[21]。

2.3 多種細(xì)胞因子異常

中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞之間的關(guān)聯(lián)在固有免疫和適應(yīng)性免疫中互有交叉，有學(xué)者認(rèn)為中性粒細(xì)胞趨化性的改變僅是炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)的終點(diǎn)之一。既往大量研究集中于中性粒細(xì)胞趨化性缺陷在PG發(fā)病機(jī)理中的作用[5-6]，但最新的研究試圖將PG中異常的中性粒細(xì)胞凝集追溯到引發(fā)炎性級(jí)聯(lián)反應(yīng)并最終招募中性粒細(xì)胞的來(lái)源，潛在的炎癥異常來(lái)源包括T淋巴細(xì)胞及其分泌的細(xì)胞因子，角質(zhì)形成細(xì)胞等。

通過(guò)蛋白質(zhì)抗體矩陣方法發(fā)現(xiàn)PG患者皮膚中細(xì)胞因子和趨化因子的過(guò)度表達(dá)，其中包括IL-1α、IL-1β、IL-8、IL-17、CXCL1/2/3、CXCL16、TNF-α、CD40/CD40L和FAS/FASL等[23]。其中，IL-1β可誘導(dǎo)TNF-α和趨化因子IL-8的產(chǎn)生，IL-1β和IL-1α是參與自身炎癥的重要多效細(xì)胞因子[24]，并導(dǎo)致中性粒細(xì)胞炎癥浸潤(rùn)，IL-1β及其受體在 PG 中過(guò)度表達(dá)可能與炎癥小體功能失調(diào)有關(guān)[11]。在Ptpn6小鼠模型中發(fā)現(xiàn),中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的皮膚自炎關(guān)鍵調(diào)節(jié)成分是IL-1α而不是IL-1β，該研究闡述了IL-1α通路的復(fù)雜調(diào)控，并確定了一些在Ptpn6小鼠皮膚炎癥發(fā)展過(guò)程中起關(guān)鍵作用的信號(hào)成分，如IL-1受體(IL-1R)、髓系分化初級(jí)反應(yīng)基因88(MyD88)、受體相互作用蛋白激酶1(receptor-interacting protein kinase 1，RIPK1)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β激活激酶1(transforming growth factor beta-activated kinase 1，TAK1)和凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1(apoptosis signal-regulating kinase 1，ASK1)等[25]。另外，IL-17是中性粒細(xì)胞激活和誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-8的關(guān)鍵細(xì)胞因子，而IL-8是中性粒細(xì)胞的主要趨化因子，在PG中與TNF-α協(xié)同增強(qiáng)和維持促炎狀態(tài)[26-27]。PG患者中亦出現(xiàn)IL-25表達(dá)上調(diào)[28]。

這些炎癥介質(zhì)為靶向免疫療法提供了多種機(jī)會(huì)，例如臨床上部分PG患者使用TNF-α拮抗劑、IL-1 受體拮抗劑[29]、IL-17受體拮抗劑[30]治療取得良好的療效，但由于目前PG發(fā)病率低，診療相對(duì)困難，這些療法均缺乏較高質(zhì)量的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)，僅能為部分難治性患者提供新的診療思路。

3 結(jié)語(yǔ)

PG是一種系統(tǒng)性免疫炎癥性疾病。現(xiàn)有研究表明，包括MEFV、PSTPIP-1、NOD2、Ptpn6等多種自身炎癥性基因的突變、中性粒細(xì)胞功能障礙、補(bǔ)體系統(tǒng)功能缺陷以及細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)反應(yīng)均可能在其發(fā)病中起重要作用。深入探討PG遺傳因素基礎(chǔ)及免疫系統(tǒng)紊亂的發(fā)病機(jī)制將有助于進(jìn)一步闡明這些因素間的相互作用，為PG的準(zhǔn)確診斷及個(gè)體化治療提供更清晰明朗的思路。