Collectin在皮肤病炎症反应中的作用①

徐 婵 曾维惠 夏育民（西安交通大学第二附属医院皮肤科，西安 710004）

Collectin是包含碳水化合物识别结构域和胶原样结构域的哺乳动物的可溶性C型凝集素，作为重要的模式识别分子（PRM）与微生物或改变的动物细胞表面的相应配体相结合，在固有免疫系统中发挥多种重要作用［1］。Collectin的基本功能包括微生物的聚集和中和、调理作用、补体激活及调节炎症反应，并且参与胚胎发育、凝血、缺血再灌注损伤等生理过程［2-6］。迄今为止，已经鉴定出9种collectin：包括3种经典collectin，甘露聚糖结合凝集素（MBL）、肺表面活性剂蛋白A和D（SP-A和SP-D）；
3种牛血清collectin，共凝集素（conglutinin）、CL-43及CL-46，以及新近发现的3种新型collectin，CL-L1（也称为CL-10）、CL-K1（也称为CL-11）和CL-P1（也称为CL-12）［1-2］。

相关研究表明，collectin分子在皮肤疾病的发病机制中发挥重要作用，如银屑病、特应性皮炎及一些与皮肤相关的自身免疫性疾病等。Collectin与皮肤病炎症的相关关系复杂，存在促炎及抑炎两种可能形式，对机体具有有害及有益两方面影响，参与这些疾病的发生进展，有望成为这些皮肤病的重要分子，并可能作为相应皮肤病诊断的靶标。

1.1 Collectin的结构Collectin是三聚体亚基的寡聚体。对于大多数collectin来说，这些亚基是由同三聚体组成（三个相同的多肽）［1］。但SP-A、CL-K1和CL-L1也可能形成异质三聚体［1，5，7］。每个collectin的亚基包含四个部分：①富含半胱氨酸的短N端结构（含有7～28个氨基酸残基），参与多聚体亚基排列；
②由Gly-XY三联体（X和Y代表任何氨基酸）重复序列组成的胶原样结构域；
③由α-螺旋组成的颈部结构域；
④C端球状C型凝集素结构域，负责模式识别，也被称为CRD，介导病原体的识别［1，8］。MBL、SP-A、CL-K1、CL-L1在三聚体亚基的基础上形成十八聚体的“花束状”结构，该结构的形成是由于Gly-XY三联体重复结构被打断，在这个区域中引入了一个扭结，使其具有更大的灵活性。SP-D、共凝集素及CL-46在三聚体亚基的基础上形成十二聚体的“十字状”结构［1，3，9-12］。CL-43仅包含一个三聚体亚基单元［10-11］。与其他collectin不同的是，CL-P1是一个单通道（Ⅱ型）跨膜蛋白（图1）［5，12］。

图1 目前所知9种collectin的分子结构Fig.1 Molecular structure of nine known collecti n

1.2 Collectin的基本功能Collectin的基本功能与先天防御有关，可促进微生物清除，调节炎症和过敏反应，并可影响凋亡细胞清除并调节适应性免疫系统［1-3］。近来也发现了一些关于collectin的新的生物学功能，如在胚胎发育、凝血、妊娠及分娩等中的作用［4-5，13］。

Collectin通过聚集、调理作用、吞噬作用、抑制微生物生长、补体激活及调节适应性免疫多种机制限制感染，清除微生物［1-3］。Collectin清除微生物最初是通过CRD结构识别细菌和真菌表面的病原体相关分子模式（PAMPs）。Collectin还可结合损伤相关分子模式（DAMP），即在凋亡、坏死、低氧和低温应激以及恶性细胞表面显示出的碳水化合物结构。

Collectin可以调节过敏反应，相关研究显示，SP-A和SP-D显示出抗过敏作用，包括在变应原激发的早期阶段抑制IgE结合过敏原，并抑制嗜碱性细胞释放组胺，在气道炎症的晚期抑制淋巴细胞增殖［1，3］。

Collectin还可通过调节细胞因子和趋化因子，通过抗原呈递细胞增强适应性免疫应答，因此可以充当先天性免疫和适应性免疫之间的纽带［1-3］。

缺血再灌注损伤的模型研究显示，collectin是缺血再灌注损伤的关键介质之一［6］。在MBL基因敲除小鼠中构建肾脏、肠道及心脏的缺血再灌注模型，显示MBL调节再灌注损伤，阻断MBL途径可能有益于对缺血再灌注的保护［14-16］。

Collectin在维持妊娠（植入、血管重建、胎盘形成）和分娩中具有重要意义，在妊娠期间的女性生殖组织中表达，且随着孕龄的增加，其在妊娠组织中的作用逐渐增强，但其在妊娠维持和分娩中的整体作用尚不明确［13，17-18］。

CL-L1、CL-K1及CL-P1被称作“新型collectin”，目前研究发现，这些“新型collectin”具有一些特殊的生物学功能。CL-K1在胚胎发育中具有重要作用。Mingarelli-Malpuech-Michels-Carneval综合征（3MC综合征）是一种常染色体隐性遗传疾病，患者具有高弓形的眉毛、上睑下垂、腭裂、唇裂等特点的独特面容，并伴有认知障碍、发育迟缓和头骨异常融合等异常。CL-K1或MASP-3基因突变可引起3MC综合征的发生［4，19］。目前也在3MC综合征患者中发现了CL-L1基因的突变［20］。CL-K1可引导神经C细胞的迁移和发育［4-5］。CL-P1可能在发育及血管动态平衡中起重要作用［3］。

MBL、CL-L1及CL-K1与凝血、缓激肽释放及内皮和血小板活化有关的过程有关［4］。TAKAHASHI等［21］发现弥散性血管内凝血（DIC）患者血浆CL-K1水平升高的发生率明显高于非DIC患者。血浆中CL-K1的高水平与凝血功能障碍有关，提示CL-K1可能是DIC发展的生物标志物。

2.1 自身免疫性皮肤病近年关于自身免疫性疾病发病机制的研究发现，先天免疫系统异常可能导致自身免疫性疾病的发生。目前自身免疫性疾病与collectin研究较多的疾病是系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE），除此之外，还有关于皮肌炎、天疱疮、白塞病及系统性硬化症（systemic sclerosis，SSc）的相关报道［22-25］。

SLE是一种多因素慢性自身免疫性疾病，目前关于MBL与SLE的研究结果有相互矛盾的地方。首先，关于MBL多态性与SLE关系的研究具有矛盾性。部分研究显示，在MBL-2基因的启动子区和编码区存在的一些多态性变异与MBL缺陷有关。MBL基因的遗传多态性导致MBL浓度或功能的降低。目前已经观察到SLE患者中这些低产型基因多态变异的高发生率［26］。但TSAI等［27］的研究结果显示，不能将MBL-2基因多态性与SLE易感性联系起来。目前看来，MBL多态性与SLE的关系仍需进一步研究支持。其次，关于SLE患者血清MBL水平的相关性研究显示，SLE患者血清MBL呈低水平，可能与抗MBL抗体存在于SLE患者的血清中，并影响MBL的功能活性及浓度有关［28］。也有SLE患者出现高水平MBL的报道，SLE中MBL高水平的原因尚不明确，猜测其可能归因于持续炎症引起的急性期反应。再次，关于MBL在SLE患者皮肤的局部沉积，有研究发现SLE患者的病灶皮肤中存在MBL沉积，但在SLE非病灶皮肤中未发现MBL沉积［29］。关于MBL复杂的观察结果目前尚未得到令人满意的解释，这进一步突出了MBL与SLE发病机制相关的复杂性。在关于SLE的横断面队列研究中发现，血清中CL-L1水平的降低与SLE有关［5］。

白塞病是一种病因不明的自身免疫性疾病。有研究发现，白塞病患者血液循环中低水平的MBL与白塞病的严重程度相关［30］。MBL-2的野生型单倍型（HYPA单倍型）增加了白塞病的易感性［31］。在一项关于皮肤组织局部的研究中，白塞病患者的皮肤活检样本中检出较正常皮肤样本更高的SP-A和SP-D水平，且真皮炎症细胞浸润明显［32］。

皮肌炎是一种光敏性自身免疫性皮肤病。皮肌炎患者皮肤组织凋亡细胞的产生增加、对易位抗原的过度免疫反应及凋亡细胞清除不良可能与皮肌炎发生有关。目前研究发现与低血清MBL水平相关的MBL多态性在皮肌炎中明显过高［23］。低水平的MBL影响了凋亡细胞的清除；
低MBL水平可能会增加单核细胞对血管系统的黏附，且与单核细胞促炎细胞因子的产生增加有关（IL-6和IL-1β）［33］。凋亡增加与细胞因子分泌异常及凋亡细胞的清除延迟可能导致了皮肌炎患者的自身免疫。

天疱疮作为一种自身免疫性大疱性皮肤病，其特征是产生针对桥粒抗原的自身抗体，一旦与靶标抗原结合，就会诱导表皮和黏膜上皮细胞间黏附的破坏，导致水疱形成。一项关于寻常型天疱疮皮肤活检研究中，所有标本的细胞间隙（ICS）和基底膜区（BMZ）中都发现了MBL沉积，MBL可能与皮肤中改变的细胞间结构结合，并导致补体的原位活化，从而导致天疱疮的组织损伤［24］。

SSc是一种复杂的自身免疫性疾病，血管损伤、广泛的纤维化和自身抗体是其主要病理特征［34］。缺血和再灌注（I/R）的反复发作是SSc发病的基本特征。补体系统是I/R后组织损伤的关键介质［35］。MBL可在较小程度上调节SSc的疾病表现，特别是在弥漫性皮肤亚型中［34］。

基于现有的研究，课题组猜测collectin在自身免疫性疾病的发生中可能具有双重作用。其相关机制其一可能是collectin缺陷导致凋亡细胞的清除减少。在炎症性环境中，由于凋亡细胞的积累，高水平的自身抗原可能会不适当地呈递给免疫系统，从而导致免疫耐受机制的缺陷，以及免疫系统激活和自身抗体产生的机制失衡。其二，较高水平的collectin可能与增强补体激活和组织损伤有关。对宿主细胞补体的过度激活或控制不足会导致免疫失衡，可能加剧补体、炎症细胞和组织损伤间的恶性循环，从而加剧临床并发症。

2.2 银屑病银屑病是一种慢性皮肤炎症性疾病。角化细胞的过度激活、免疫细胞的募集以及免疫细胞释放的炎症细胞因子均可导致皮肤炎症的产生和发展。先天免疫应答对银屑病的发病和发展起关键作用［36］。

研究表明，银屑病患者皮肤活检样本较正常组织具有更高的SP-A和SP-D水平，且真皮中浸润的炎症细胞也有明显的染色［32］。但银屑病患者与正常人相比，血清SP-A和SP-D水平差异无统计学意义［37］。利用MBL的基因敲除小鼠构建银屑病模型，MBL加重了咪喹莫特诱导的小鼠银屑病样皮肤炎症，与皮损中更严重的红斑及中性粒细胞浸润有关。基因敲除小鼠皮肤损伤减弱的同时，促炎细胞因子（如IL-1α、IL-1β、IL-6、TNF-α）显著减少。MBL的缺乏限制了皮肤角质形成细胞产生趋化因子CXCL1的产生，这可能是中性粒细胞皮肤募集功能受损的原因。MBL可能是角质形成细胞与免疫细胞相互作用的关键［38］。

目前已经发现，MBL可与凋亡的角质形成细胞相互作用，课题组猜测MBL可能通过与角质形成细胞相互作用影响角质形成细胞活化。活化的角质形成细胞分泌促炎细胞因子和趋化因子。中性粒细胞募集到受损的皮肤可分泌促炎细胞因子，形成中性粒细胞胞外陷阱（NETs），从而加重银屑病病情进展。对宿主细胞补体激活的过度激活导致免疫失衡，可能加剧补体、炎症细胞和组织损伤间的恶性循环，从而加剧临床症状。

2.3 特应性皮炎特应性皮炎是一种常见的慢性炎症性皮肤病，其特征是皮肤屏障结构（角质层和紧密连接）的异常、对环境抗原的强烈Th2反应、微生物群落的改变和先天免疫缺陷［39］。

特应性皮炎患者的皮肤活检样本较正常人具有更高的SP-A和SP-D水平及明显的真皮中的炎症细胞浸润［33］。HOHWY等［37］研究则显示，特应性皮炎患者与正常人相比，血清SP-A和SP-D无明显差别。关于MBL多态性与特应性皮炎的研究结果具有争议，文献显示，一个家庭中出现反复发生特应性皮炎的孩子，其的MBL水平未检出，表明MBL可能在特应性皮炎的发展或易感性中发挥作用［40］。CARRÉRA等［41］研究显示，MBL-2基因变异相关的MBL血清水平低或不足可能是特应性皮炎的诱因，但对疾病的严重程度没有影响。一项针对患有特应性皮炎的儿童及健康人的研究显示，MBL-2基因变异与巴西儿童对特应性皮炎的敏感性增加有关［42］。然而，矛盾的是，一项日本人群的研究则显示，MBL单核苷酸多态性与特应性皮炎在日本患者中不相关［43］。

Collectin异常引起的先天免疫缺陷可引起细菌感染的发生及微生物在皮肤表面的定植，局部collectin浓度的升高可能引起补体激活、炎症介质的释放，造成局部炎症及损伤。这些因素都可能与特应性皮炎的发生有关。

依据现有的研究结果，collectin具有双重作用。对于感染的控制方面，高水平collectin于机体有利。然而，高水平的collectin可能引起强烈的补体激活，导致广泛的组织损伤和炎症反应。在这种情形下，低collectin水平可能是有利的。但低水平的collectin可能在先天免疫完整性对预防感染至关重要的情况下不利。

在collectin与皮肤病的研究中，关于自身免疫性疾病的研究较多。Collectin可能作为SLE诊断及治疗的关键分子之一。目前发现，血清MBL水平在SLE疾病活动过程中会发生波动，并且已经发现MBL基因型可用于评估大多数SLE患者接受免疫抑制治疗期间的感染风险。血浆MBL水平可作为SLE疾病活动的潜在生物标志物［28］。目前可用于SLE疾病活动的生物标志物，如抗dsDNA、C3和C4，被广泛应用于临床实践，但MBL及MBL抗体尚未得到充分验证及应用。有报道称，血浆MBL水平与SLE疾病活动评分（SLEDAI）显著相关。此外，其与抗dsDNA呈正相关，与补体因子（C3和C4）呈负相关［44］。MBL似乎是评估SLE疾病活动性的有前景的生物标志物。

Collectin可能是参与银屑病和特应性皮炎发生及发展的重要分子，对于银屑病和特应性皮炎的诊疗有可能发挥重要作用。银屑病患者病变皮肤中SP-A免疫组化染色强度增加，而NB-UVB治疗后SP-A强度降低。经过NB-UVB治疗后，在基底层以上缺乏SP-A与更好的反应及更短的治疗时间相关［45］。

Collectin作为重要的先天免疫相关分子，对机体而言是一把双刃剑，过高或过低的表达对于机体而言都具有危害。Collectin和皮肤病间的联系复杂，可影响皮肤炎症、凋亡细胞清除等各个方面。

Collectin和皮肤病炎症反应的关系复杂，其在促炎及抑炎两个维度上均有作用。相对含量的高低及结合靶点的不同可能产生不同的结局。目前仍需对于collectin进行进一步研究，更加深入地认识collectin在皮肤病及相关炎症反应中的作用，阐明相关机制。为皮肤病的诊断及治疗提供更多帮助。