銀屑病的轉化醫(yī)學研究

    銀屑病是一種常見的慢性皮膚炎癥性疾病，對患者的生活質量和心理健康都造成嚴重影響。世界范圍內的銀屑病發(fā)病率約為2%~3%，銀屑病藥物的全球市場每年高達33億美元。轉化醫(yī)學是一門新興學科，涵蓋了從基礎科學到臨床應用的各個方面，是創(chuàng)新藥理學工具、生物標記、臨床方法和技術的綜合運用，其主要目的是將基礎研究與臨床實踐聯(lián)系起來，將科研創(chuàng)新成果轉化成新的診療技術或醫(yī)療保健產品。

 

    轉化醫(yī)學的流程主要為三個階段，分別為：T1階段：將基礎科學研究轉化成臨床療效，即把有意義的基礎科研成果轉化成有潛力的臨床項目；T2階段：將臨床療效轉化成臨床效果，即對治療藥物的療效和安全性進行評估研究；T3階段：將臨床效果轉化成醫(yī)療保健措施，即進行實際臨床驗證工作，進入臨床推廣和大規(guī)模使用。銀屑病等遺傳性皮膚病學是我國出產高水平成果較多的一個專業(yè)領域，近年來我國在這方面取得一系列重要成果，因此，銀屑病也將成為我國實踐轉化醫(yī)學最理想的方向之一。

 

    一、 銀屑病致病基因的轉化醫(yī)學研究
    雖然銀屑病的遺傳方式還不明確，但是一些以雙胞胎和家族遺傳為納入對象的研究都顯示銀屑病有強烈的遺傳性。銀屑病患者的兄弟姐妹或直系親屬的患病危險率是常人的4倍，同卵雙生雙胞胎是異卵雙生的3倍。兒童期罹患該病的患者中，71%的患兒有家族史。通過基因組研究已揭示9個不同的銀屑病基因座。其中，HLA—C是目前為止信號最強的基因，它可能與抗原提呈細胞至CD8+T細胞這段通路有關，似乎是由于CD8+T 細胞遷移到表皮層才導致銀屑病皮損的發(fā)生。HLA—C的等位基因中，以HLA—Cw6的危險度最大。攜帶HLA—Cw6的銀屑病患者高達60%，而正常人中只有15%。攜帶這個等位基因的個體發(fā)生銀屑病的危險度是常人的10~20倍。研究發(fā)現(xiàn)，HLA—C，IL12B，IL23R這三個基因區(qū)域不僅與銀屑病的發(fā)生發(fā)展有關，它們之間也有明顯的相關性。臨床實驗證實，靶向p40的抗體ustekinumab（Stelara，Centocor）能有效治療銀屑病的關鍵原因是IL—12和IL—23共用p40亞基，因此Stelara可以同時靶向這兩個細胞因子。IL12B編碼p40，IL23R編碼IL23受體的一個組分，IL23R的其中一個變異型也與克羅恩病有關，而克羅恩病一直被認為與銀屑病相關。

 

    生物靶向制劑TNF—α抑制劑治療銀屑病效果顯著。研究發(fā)現(xiàn)，TNFAIP3和TNIP1這2個新型基因信號均涉及到TNF—α信號的調控。所有與TNFAIP3相似的基因也與風濕性關節(jié)炎和紅斑狼瘡有關。銀屑病會增加心肌梗死的危險度，而實驗證明，Tnfaip3對冠狀動脈疾病也有影響。這2個基因為治療干預提供了新的靶點。另外，由于Stelara的臨床實驗，使人們認識到是Th17細胞推進了銀屑病的發(fā)生，當前銀屑病發(fā)病機制的模型都是圍繞著Th17細胞，這個模型起源于人銀屑病皮損的免疫組化和微陣列分析，源于治療學和最近的全基因組關聯(lián)研究，后者產生Th17細胞因子和核因子（NF）—kB能對TNF—α的下游途徑發(fā)信號的學說。

 
    在天然免疫系統(tǒng)中，TNF—α和Toll樣受體能識別小分子物質，刺激機體產生免疫應答，而以上這些基因所產生的的效應就是阻斷這樣的免疫反應，從而導致疾病的發(fā)生。隨著發(fā)現(xiàn)銀屑病的危險標記物增多，我們可預測患者對治療的反應，還可以預測個體患上尋常性、關節(jié)病性銀屑病和心血管并發(fā)癥的可能性。最近又一個新的銀屑病敏感基因ZNF312/RNF14被發(fā)現(xiàn)可能通過泛激素鏈激酶活動來調節(jié)T細胞的活化。這些研究把所有銀屑病的基因座在一條似乎很合理的路徑上連接起來，即多種基因產物對銀屑病免疫調節(jié)的共同作用構成了疾病的發(fā)病機制，為轉化醫(yī)學的臨床治療提供新的靶點。通過轉化醫(yī)學的橋梁，未來銀屑病的個體化用藥和臨床預測都可能成為現(xiàn)實。

 
    二、從銀屑病發(fā)病機制研究探索轉化醫(yī)學線索
    雖然致病基因在銀屑病發(fā)生發(fā)展過程中的作用舉足輕重，但即便是在同卵雙生雙胞胎中，銀屑病的發(fā)病率也不是100%，甚至可以低至35%，這提示了環(huán)境因素是一個重要的因素。臨床觀察結果顯示，鏈球菌感染、精神壓力和藥物（包括β阻斷劑和鋰劑）等這些危險因素對銀屑病危險基因所造成的影響，最終導致了銀屑病的發(fā)生。

 
    ㈠ 銀屑病發(fā)病機制的假說：當前銀屑病發(fā)病機制假說認為，在某鐘前炎癥刺激因子的作用下，皮膚樹突細胞（DC）和T細胞之間形成了“免疫突觸”，DC活化后，通過共刺激分子的信號傳遞，把抗原信號傳遞給T細胞，同時促進了其他DC分泌細胞因子，使T細胞分化成效應亞型中的一種（如Th1、Th2和Th17）并進行克隆增殖。DC生成的細胞因子決定了T輔助細胞的分化類型并驅動T細胞的分化，如IL—12刺激Th1細胞的分化，IL—23和IL—1β引起Th17細胞的分化。每一個細胞亞型可產生至少一種有特征的細胞因子。這些依次產生的細胞因子，如IL—17和IL—22啟動了角化細胞的增殖和變異，角質形成細胞增殖并產生各種各樣的細胞因子，包括腫瘤壞死因子（TNF—α），趨化因子和抗菌肽，進一步加強了T細胞和抗原提呈細胞的活化，尤其是銀屑病斑塊里的DC的活化，從而形成一個惡性循環(huán)。雖然銀屑病確切的發(fā)病機制尚未清楚，但是近年來銀屑病轉化醫(yī)學的研究打破了從實驗室逐步到臨床實驗的傳統(tǒng)模式，在很大程度上促進了銀屑病發(fā)病機制的研究發(fā)展。

 
    ㈡ T細胞在銀屑病中的作用：銀屑病最初被認為是一種表皮角化細胞疾病，一直到20世紀80年代免疫組化的出現(xiàn)，人們在銀屑病皮損中找到了大量的T細胞浸潤才使這個觀點產生了動搖。隨后，人們在銀屑病皮損中又發(fā)現(xiàn)了T細胞的單克隆，再者，臨床應用能阻斷T細胞釋放細胞因子的免疫抑制劑（環(huán)孢素和他克莫司）對銀屑病治療有效，這些證據(jù)都加固了T細胞在銀屑病中的作用。銀屑病是一種T細胞介導的自身免疫性疾病，表皮的過度增生只是細胞免疫滲透的結果，該理論可以說是銀屑病生物時代的里程碑。

    1979年，美國食品藥品管理局（FDA）正式批準環(huán)孢素治療銀屑病。環(huán)孢素有強大的抗增殖效應，其對T細胞的作用尤為顯著，能下調T細胞的活性及其生成細胞因子的數(shù)量。環(huán)孢素最初是作為一種高效的免疫抑制劑應用于器官移植后的排斥反應，在后來的臨床實踐中發(fā)現(xiàn)，它還可有效改善銀屑病患者的皮損，由此，提示了T細胞在銀屑病中的作用，也使人們開始研究銀屑病的本質——一種自身免疫性疾病。特異性CD3、CD4的單克隆抗體以及其他選擇性更高的T細胞拮抗劑對一些嚴重銀屑病也有臨床緩解的作用。IL—2—白喉毒素融合蛋白可以選擇性地消耗在銀屑病皮損中表達IL—2受體的活性T細胞，使尋常性銀屑病皮損的癥狀在臨床和組織病理上均得到緩解。另外，使用T淋巴細胞抗原4—免疫球蛋白作為融合蛋白能逆轉銀屑病的臨床癥狀和細胞特性，其原因是這個試劑阻斷了DC細胞與T細胞的共刺激，但不直接消耗T細胞。該機制提示銀屑病活動的維持需要持續(xù)性的T細胞共刺激。這些研究激起了應用靶向T細胞的藥物來治療銀屑病的熱潮，加固了T細胞在銀屑病發(fā)病機制中的地位，為銀屑病的轉化醫(yī)學研究T1階段提供了更多的理論支持。

    ⒈ Th2細胞在銀屑病中的作用：人們曾經以為銀屑病是由Th1細胞促使的，因為銀屑病皮損中有大量的Th1細胞，并且，IFN—γ，TNF—α和IL—12等Th1細胞因子均升高的。臨床實驗顯示，把細胞因子的環(huán)境從Th1向Th2轉變可能會改善銀屑病的炎癥反應。這使人們開始把治療靶點定在驅動Th1細胞分化的IL—12（由p35和p40兩個亞基組成的異二聚體）上。因此，Centocor公司生產了抗IL—12 p40抗體（Stelara）來對付Th1細胞，但當時不知道IL—12的p40亞基是與IL—23公用的，也不知道IL—23對Th17的作用。Stelara進入臨床后，雖然取得了預期的良好療效，但在后來的驗證實驗中，Centocor公司的研究者卻發(fā)現(xiàn)Stelara能有效改善銀屑病皮損的原因并不是如他們所設計的那樣，而是因為結合p40的藥物Stelara能抗IL—23。療效一樣，但原因卻大相徑庭。IL—23是在2000年被發(fā)現(xiàn)的，到了2005年，它在Th17細胞增殖中的作用逐漸為人們所了解。后來的證據(jù)都表明原來是IL—23和Th17細胞推進了銀屑病的產生，而不是IL—12或者Th1細胞，之前誤認為IL—12存在于銀屑病皮損中是因為IL—12p40亞基的mRNA含量太多，才使人們誤認為銀屑病是一種Th1疾病。Th1細胞衍生的細胞因子IFN—γ和TNF—α主要刺激炎癥介質級聯(lián)的產生，從而導致銀屑病皮損的發(fā)展和持續(xù)。IFN—γ和TNF—α結合細胞表面受體，激活STAT—1和NFkB轉錄途徑并引起其他免疫以及炎癥介質的產生。

    美國FDA正式批準Stelara治療銀屑病。在這個事件中，Stelara在銀屑病中能起作用是因為它同時攻擊了IL—23和Th17細胞，遠非公司最初對該藥的基本原理的闡述，遺傳學和動物實驗只是用來確認研究者的猜測，這是銀屑病轉化醫(yī)學史上的一個傳奇故事。

    ⒉ IL—23/Th17軸在銀屑病中的作用：IL—23是一個二聚體細胞因子，由IL23p19和IL—12p40組成，IL—12p40同時也是IL—12的一個亞基。全基因組研究顯示，IL—23受體的基因變異以及它的配基IL—12B是與銀屑病關聯(lián)的，由此，奠定了IL—23/Th17軸在銀屑病中的地位。IL—23介導了表皮增生、棘皮癥、角化不全和角化過度，在小鼠皮下注射IL—23可以出現(xiàn)銀屑病樣的表現(xiàn)。2010年，倫敦大學國王學院的研究者在動物實驗中發(fā)現(xiàn)，抗IL—23單克隆抗體能阻斷銀屑病，這是目前能證明IL—23推進了銀屑病發(fā)生的最好證據(jù)，前面提及Stelara的臨床轉化醫(yī)學研究也對這一作用提供了有力的支持。另外，在銀屑病皮損中，IL—23p19和IL—12p40（IL—23的前體）在mRNA水平上都是過度表達，在臨床上應用抗TNF—α制劑、環(huán)孢素、A、UV或者生物治療等方法來降低IL—12和（或）IL—23水平，均能改善銀屑病患者的癥狀，這些臨床研究支持了IL—23在銀屑病中的致病作用。

    IL—23與受體結合后可使T細胞分化成Th17細胞。Th17細胞轉而產生IL—17A、IL—17F、IL—22和IL—26等促炎因子。這些細胞因子能激活角質形成細胞從而導致過度增生并由此促使更多的促炎因子、趨化因子和抗菌肽的產生，這些因子反過來會導致炎癥皮膚的其他免疫細胞聚集和活化，從而導致炎癥反應的和臨床癥狀的進一步擴大。

    ㈢ TNF—α的作用：把TNF—α抑制劑用于銀屑病只源于一個意外發(fā)現(xiàn)，當時是用英利昔單抗（Remicade）治療一例婦女的炎癥性腸炎，巧合的是，該患者同時也患有銀屑病，在接受了這單一藥物的注射后，她身上的銀屑病皮損也消失了。由此，人們開始了TNF—α抑制劑的銀屑病臨床實驗。在2006年FDA正式批準了英利昔單抗作為治療這個病的藥物。

    由于依那西普（etanercept），英利昔單抗和阿達木單抗（adalimumab）等TNF—α抑制劑對銀屑病臨床癥狀的有效改善，TNF—α在銀屑病中的作用得到了證實。銀屑病患者真皮的血管增殖從組織學看來是由血管生成因子驅使的，在斑塊型銀屑病中，血管內皮生長因子的水平是升高的，而血管內皮生長因子和血管生成素/Tie2信號途徑的相互作用是由TNF—α調控的。TNF—α是銀屑病中的一個關鍵的前炎癥細胞因子。TNF—α可能對早期細胞因子的產生有強大的調節(jié)作用，并且支持由IEN—γ 驅動的炎癥反應、信號轉導物以及轉錄通路的激活，由此，TNF—α通過支持細胞因子的產生來調節(jié)T細胞和DC在皮膚上的相互作用。

    疲乏和抑郁都是銀屑病的相關合并癥，它們都與TNF—α有關，在銀屑病患者的中樞神經系統(tǒng)中可檢測到TNF—α受體，因此，靶向TNF—α的生物治療可能還可治療此類銀屑病的相關疾病。

    三、結語
    銀屑病是一種多基因遺傳的自身免疫性疾病。近年來，銀屑病生物治療的有效性推動了人們對該病發(fā)病機制的研究，而使得這些藥物具備傳奇色彩的原因不僅是由于它們顯著的療效，更是因為它們打破了從實驗室逐步到臨床的傳統(tǒng)模式（首先從遺傳學得到了可能的疾病機制，然后經過一系列漫長而繁瑣的體外和動物實驗來驗證，最后只有極少數(shù)的科研成果能通往臨床藥物實驗），在轉化醫(yī)學的道路上不斷充實銀屑病的發(fā)病機制，并為臨床實踐提供卓有成效的新藥。轉化醫(yī)學是基礎與臨床的橋梁，一方面，實驗室的研究成果，要迅速有效地轉化為技術、方法和藥物，應用于臨床實踐；另一方面，臨床的需求和問題，又要能及時地反饋到實驗室，作為開展醫(yī)學科研的導向，以此指導和配置科研資料，使醫(yī)學科研在開展伊始，就具備轉化為現(xiàn)實生產力的性質。銀屑病為其他疾病，尤其是自身免疫性疾病提供了一個轉化醫(yī)學研究的榜樣。張學軍認為，轉化醫(yī)學的實質是轉化，就是要實現(xiàn)有用信息在基礎研究、診療方案研發(fā)和臨床應用之間的通暢流動，這將是醫(yī)學科研成果真正體現(xiàn)在提高人類健康水平上的最合理策略。 （參考來源：張敏,曾文軍,張?zhí)玫?銀屑病的轉化醫(yī)學研究[J]中華皮膚科雜志,2012,45(10)）

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