大疱性类天疱疮与神经系统疾病相关性的研究现状
2014-04-04李丽华帕丽达
李丽华 帕丽达
大疱性类天疱疮((bullous pemphigoid,BP)是一种慢性反复发作的非遗传性自身免疫性皮肤病,主要发生于年龄>60岁的老年人,偶见儿童及婴儿发病。BP患者多合并神经系统疾病(neurological diseases,ND),包括脑血管疾病、痴呆、癫禶、震颤、多发性硬化、腰椎管狭窄、帕金森病、偏瘫和周围神经病变等。国外一些病例对照研究提示其发病可能与ND具有一定相关性[1],并且认为合并相关疾病的BP较单纯BP的死亡率高[2]。国内亦有文献报道神经系统变性(如痴呆、帕金森病等)和脑卒中是老年BP的独立危险因素,且BP发生与ND的严重程度和功能下降程度有关[3]。
1 BP并发ND的流行病学调查
早在1965年,Sanders等[4]就已报道关于BP合并ND的病例。近年来,国内外医学界对此报道更为常见。Stinco等[5]对1995~2000年意大利某地区120万人口中的934 023人进行调查,以ND患者为研究组,以等比例的外伤患者为对照组,分析发现BP明显多见于有ND的患者。Cordel等[6]报道341例BP患者,其中123例(36%)并发≥1种ND,痴呆占20%(n=68),脑卒中占15%(n=52),帕金森病占9%(n=32),其他ND包括多发性硬化、癫禶、肌萎缩侧索硬化、脊髓空洞症占5%(n=19)。Foueur等[1]报道46例BP患者,其中30例并发ND,包括痴呆17例,脑卒中6例,癫禶2例,多发性硬化、帕金森病、运动障碍、震颤、腰椎管狭窄、促性腺腺瘤伴偏瘫、周围神经病各1例,并报道1例典型的偏瘫患者仅于瘫痪一侧肢体出现BP皮损。Jedlickova等[7]进行了一项回顾性病例对照研究,以1991年至2006年期间捷克疱病中心的89例BP患者为病例组,以性别、年龄匹配的其他皮肤病为对照组,结果发现病例组有42.7%患有ND,而在对照组仅为19.1%,差异具有显著性。男性最常合并的ND为脑卒中,而女性最多见的为痴呆。Langan等[2]对英国某地区进行了一项大样本的关于BP与ND之间关联的病例对照分析,868例BP患者为研究组,3453例体检者为对照组,结果显示在1年前曾有ND病史的患者发生BP的概率明显增加,而BP患者发生痴呆、帕金森病及多发性硬化症的概率亦增高。该结论与之前来自不同地区的病例对照分析及病历报告的结论一致。李丽等[8]对2001年至2005年在北京协和医院就诊的109例BP患者进行分析,发现其中22例并发ND,包括痴呆、脑血管病等,其发病率明显高于该地区痴呆和脑血管病的发病率。王强等[9]对沈阳市第七人民医院皮肤科的133例BP进行分析,合并脑血管疾病最为常见,为27.8%(37/133),且BP多发生在脑血管疾病的后遗症期。有研究认为,一般均为ND发生在先,BP发生在后,二者间隔数月至数年[6]。综合各种资料报道可以认为,ND与BP之间具有相关性。
2 BP合并ND可能的发病机制
BP可见于多种ND患者,二者并发的机制尚不清楚。皮肤和整个中枢神经系统均来自外胚层,这种胚胎上的联系表明某些分子可能同时存在于这2种组织中[10]。BP患者血清的主要自身抗原为BPAG1(BP230)和BPAG2(BP180),它们是半桥粒的2个主要结构蛋白[11]。目前动物研究证实鼠BP抗原BPAG1至少存在3种亚型:皮肤亚型、神经亚型和肌肉亚型。BPAG2除在皮肤有表达外,在人脑神经元也有广泛表达。研究证实,在神经变性类疾病中,由于微血管的病变、多发微创伤及局部炎症可导致血脑屏障的损伤。脑组织的“免疫豁免”功能被破坏,使脑组织抗原暴露于免疫系统[12]。故可推测,神经系统损害可诱发BP,以下将探讨其可能发病机制。
2.1 BPAG1及BPAG2的研究现状及其致病机制研究
2.1.1 BPAG1及其致病机制的研究:BPAG1定位于人类6号染色体短臂,位点是6P11-12,全长约20 kb,有22个外显子,外显子长78~2810 bp。Leung等[13]对小鼠BPAG1基因深入研究之后,发现其有多个不同的结构域:肌动蛋白结合区(ABD)、血小板溶素区(plakin)、螺旋杆状区(CC)、2个中间丝结合区(IFBD)、红细胞膜内蛋白重复结构(SR)和微管结合区(MTBD)。BPAG1有皮肤亚型(BPAG1-e,302 kD)、神经亚型(BPAG1-a,615 kD及BPAG1-n,344 kD)和肌肉亚型(BPAG1-b,834 kD),它们在分子结构上具有一定同源性,各自具有组织特异性及不同的表位。BPAG1-e主要在皮肤组织中表达,是一种细胞内分子,作用为连接角蛋白丝与半桥粒,BPAG1-a主要在神经组织即脑与脊髓中表达[14]。BPAG1-a通过交互连接微丝、中间丝和微管网络结构保持神经元结构的完整性[13]。BPAG1-a主要位于神经元核周质,其丢失导致内质网功能异常,缺乏BPAG1-a尤其是BPAG1-a2会导致神经丝的聚集引起小鼠肌张力障碍,而神经丝聚集与人类神经变性类疾病有关[15]。BPAG1-b主要在横纹肌和心脏中表达,也可能与微丝、中间丝和微管相关[13]。BPAG1-a与BPAG1-b均有3种亚型[16]。Leung等[13]用特异性引物通过多种方法证实脑组织中BPAG1-n表达很少。脑组织中以BPAG1-a存在为主,有少量BPAG1-n及BPAG1-b;皮肤中以BPAG1-e存在为主,有少量BPAG1-a及BPAG1-b[12]。上述研究均以小鼠为研究对象,但BPAG1基因具有高度进化保守性,人BPAG1基因与鼠的同源性极高,达96%[17]。
抗BPAG1抗体能直接与鼠脑切片的神经元蛋白发生交叉反应[5]。Guo等[18]敲除小鼠BPAG1基因后小鼠皮肤脆性增加,机械摩擦后易出现水疱,同时神经元内神经丝聚集,出现感觉神经变性及肌张力障碍。神经丝的聚集可能会导致BPAG1神经亚型的破坏及暴露,随后针对BPAG1皮肤型出现交叉反应而引起皮肤损害。因此推测:ND导致血脑屏障破坏,BPAG1暴露于免疫系统,拮抗BPAG1的抗体,通过免疫交叉反应,使皮肤出现损害。研究证实具有ND的BP患者的血清抗体能识别小鼠和人类脑组织的BPAG1,在无BP的痴呆患者中可检测到BPAG2抗体,这些研究结果进一步支持了这一学说[19-20]。Laffitte等[21]为证实BPAG1基因编码的产物在多发性硬化和BP中作为共同自身抗原这一假说,以两段分别包含BPAG1-e氨基端和羧基端的重组片段(GST-BPAG1-e1-887、GSTBPAG1-e1880-2649,分别能被至少30%及50%的BP患者血清识别)为底物,通过免疫印迹方法对多发性硬化患者脑脊液进行检测,以其他炎症性中枢ND及正常人为对照。结果显示GST-BPAG1-e1880-2649(即BPAG1-e的IFBD)只被多发性硬化组识别(2/18,11%),而不被另外2组识别,角质形成细胞提取物不能被其中任何1组识别。IFBD也见于BPAG1-n,BPAG1-n在人脑少量表达,而BPAG1-e在脑脊液中并非自然存在,故有可能部分多发性硬化患者产生直接拮抗BPAG1神经亚型的抗体,通过表位扩散与BPAG1-e发生反应[21]。此片段有可能是多发性硬化的特异性自身靶抗原,这一学说还有待进一步研究。
2.1.2 BPAG2及其致病机制的研究:BPAG2是BP的主要致病性抗原,在表皮下水疱的形成过程中有重要的作用。人BPAG2基因定位于10号染色体长臂,位点是10q24.3[22]。基因全长约68 kb,有55个外显子,其mRNA约长6 kb,cDNA序列分析表明,BPAG2蛋白有单一的编码区,长4596 bp,肽链全长1497个氨基酸。它是一种Ⅱ型跨膜蛋白,由3个180 kDa的胶原a-1(XVⅡ)链组成,每个链均由1497个氨基酸组成,包含1个胞质中的球状N末端片段(466个氨基酸),跨膜区(23个氨基酸)和1个胞外胶原样C末端功能区(1008个氨基酸),后者由15个间断的胶原样功能区(由Gly-X-Y重复序列组成)构成锚丝的一部分,作为细胞表面的受体,远端与致密板融合,连接表皮细胞与真皮[11,23]。BPAG2细胞外功能区域可被蛋白水解而形成120 kDa的片段(LAD-1)及97 kDa的片段(97-LAD或LABD97),裂解部位位于Nc16A第528~547个氨基酸之间。这种裂解可能与表皮角质形成细胞分化有关,作用为脱落之后促进角质形成细胞离开基底细胞层[11]。97 kDa的片段由BPAG2裂解的细胞外功能区域进一步裂解而成。这2个片段(LAD-1及LABD97)也是线状IgA大疱性皮肤病的靶抗原。BP患者的抗BPAG2抗体多针对细胞外非胶原结构的一个小片段-Nc16A(MCWO-Mcw3区),位于透明板上部与胶原区相邻[12],且血清中抗BPAG2 Nc16A自身抗体的水平与病情活动性相关[24]。抗体也可能针对非Nc16A区域[14]。有1/3的BP患者血清能识别BPAG2的-COOH末端[12]。BPAG2序列具有高度进化保守性,在蛋白水平,人BPAG2与鼠BPAG2的同源性达86%[25]。Claudepierre等[26]证实在鼠视网膜、小脑及嗅球有BPAG2表达,而在前脑(皮质)无表达。Seppanen等[27-28]通过原位杂交、免疫组化及反转录聚合酶链反应证实BPAG2在人脑神经元有表达,无年龄及性别差异。BPAG2见于人脑大部分区域,主要位于胞质。不同区域其分布与密度各异,最多见于运动核团(舌下神经核、动眼神经核)、Betz细胞、丘脑底核、海马CA2-CA4区椎体细胞、基底前脑核团(Meynert核、视上核)。而在白质、胶质细胞及内皮细胞则无表达。免疫印记以人脑组织提取蛋白行电泳实验后,与Nc16A-3反应,可检测到150 kDa条带。人脑BPAG2与皮肤BPAG2的区别:前者位于胞浆,部分与粗面内质网有关,而后者则位于胞膜;前者分子量为150 kD,后者为180 kD,可能与死亡的脑组织部分降解有关,也可能为转录后修饰不同而形成皮肤及神经的不同亚型。BPAG2在中枢神经系统的神经元移行与突触可塑性中起着重要作用,从而将神经元锚定在基质中,如该功能受损,则有可能出现癫禶及智力发育迟缓[27-28]。
除了BPAG1,动物实验证实中枢神经系统(包括视网膜、小脑、嗅球)还可表达BPAG2和层黏连蛋白,这些分子在突触区和突触外区协同表达。层黏连蛋白有可能与跨膜的BPAG2和与细胞骨架相连的BPAG1组成复合体,成为神经元特异复合体,使突触前成分能够锚定在细胞外基质分子上从而稳定突触。这一连接模式与皮肤特异的层黏蛋白-BPAG2-BPAG1复合体非常相似。这些半桥粒样结构的存在可能参与突触的形成与稳定[26]。
陈金波等[30]先后以鼠脑、人脑组织提取物为底物,探讨BPAG1和BPAG2在BP与ND合并发病过程中的作用,结论为BP合并ND患者血清中的自身抗体能识别人脑中的BPAG1抗原和BPAG2抗原,且脑血栓形成患者血清易出现抗人脑BPAG1抗体及BPAG2抗体。而BPAG2在人脑神经元广泛表达被得到证实[28-29]。有作者报道BP与帕金森病、阿尔茨海默病等有关。阿尔茨海默病病变神经元为Meynert核,帕金森病表现为黑质区的神经元严重受损,而这些部位都是BPAG2中度到大量表达的部位[28]。Foureur等[31]对无类天疱疮皮损的老年人进行抗BPAG2抗体的检测,无痴呆组69例与痴呆组69例相比,2组的阳性率分别为0和7%(P<0.05)。应用核磁共振成像技术发现在神经系统病变急性期,血脑屏障受到较严重损伤,外周免疫系统活化,针对暴露的抗原产生免疫反应,放大中枢神经系统的损伤,并形成针对皮肤的抗原亚型。这解释了为何BP总是在神经系统损害之后出现[5]。
综上,由于BPAG1及BPAG2均有皮肤及中枢神经系统亚型,且ND伴随血脑屏障损伤,因此ND诱发BP的机制推测可能为:ND导致血脑屏障破坏,BPAG1神经亚型(BPAG1-a、BPAG1-n)及BPAG2暴露于免疫系统,拮抗BPAG1-a、BPAG1-n及BPAG2的抗体与皮肤中的BPAG1-e、BPAG2及少量BPAG1-a、BPAG1-b发生免疫反应、交叉反应,使皮肤出现BP损害。
2.2 药物、褥疮、创伤及其他相关机制
曾有人认为药物、长期卧床、褥疮等原因导致ND患者发生BP。肌肉松弛药如巴氯芬及含硫药被认为可能引起BP,但药物的服用与皮损的出现并无时间上的关联[5]。若巴氯芬为诱因则这类患者中BP发病率会更高,而事实上其他未给予巴氯芬治疗的多发性硬化患者也可出现BP,故该假说不成立。最近的一项病例对照研究也并没有发现巴氯芬是BP的危险因素[32]。创伤引起BP也未被明确证实,可能为表皮真皮结合部的破坏使抗原暴露、激活免疫系统有关。长期卧床、褥疮、瘫痪及置管与出现BP之间并无时间上的联系[5]。
另外,有文献报道正常老年人脑组织中存在着突触和神经元的缺失,其脑脊液中免疫球蛋白含量亦较年轻人增加[33],因此我们推测年龄相关的神经免疫系统的变性退化过程进一步激发BP发病。BP和脑血管疾病好发于老年人,均与年龄相关。有实验证明随着年龄的增长,神经系统内干扰素聚集量增加,α-干扰素可诱导IRFS的产生,后者为转录因子家族的一个成员,它对BPAG1基因具有调节作用[34]。
近年来随着分子生物学及免疫学的飞速发展,对BP的病因学有了越来越深的认识。目前为止,医学界普遍认为,BPAG1和BPAG2的抗体是导致此病发病的核心因素。最近英国牛津大学Taghipour等[35]比较了单纯BP患者及BP合并ND患者的皮肤免疫反应,并据此推断BP合并ND患者中是否存在特定的免疫病理学特征,进行了一项病例对照研究。其结果表明BP合并ND的患者表现出针对特定抗原BP180和BP230的免疫应答,且中枢神经系统与皮肤之间的联系并不依赖于某种特定抗原,但是抗原及其亚型的暴露可能是在神经系统受损之后出现,并且在免疫应答的产生中发挥作用。其详细发病机制有待进一步研究及证实。
[1]Foureur N,Descamps V,Lebrun-Vignes B,et al.Bullous pemphigoid in a leg affected with hemiparesia:a possible relation of neurological diseases with bullous pemphigoid?[J].Eur JDermatol,2001,11(3):230-233.
[2]Langan SM,Groves RW,West J.The relationship between neurological disease and bullous pemphigoid:a population-based case-control study[J].J Invest Dermatol,2011,131(3):631-636.
[3]陈大伟,刘玮,陈晋文,等.老年人大疱性类天疱疮与内科疾病关系的研究[J].中国临床保健杂志,2011,14(1):5-7.
[4]Sanders SL,Nelson CT.Pemphigus and pemphigoid[J].Med Clin North Am,1965,49:681-694.
[5]Stineo G,Codutti R,Scarbolo M,et al.A retrospective epidemiological study on the association of bullous pemphigoid and neurological diseases[J].Acta Derm Venereol,2005,85(2):136-139.
[6]Cordel N,Chosidow O,Hellot MF,et al.Neurological disorders in patients with bullous pemphigoid[J].Dermatology,2007,215(3):187-191.
[7]Jedlickova H,Hlubinka M,Pavlik T,et al.Bullous pemphigoid and intemal diseases-A case-control study[J].Eur JDennatol,2010,20(1):96-101.
[8]李丽,王宝玺,陈霞.大疱性类天疱疮合并神经系统疾病22例临床分析[J].北京医学,2006,28(5):286-288.
[9]王强,邢育华,佟艳梅.大疱性类天疱疮和脑血管疾病相关性的临床研究[J].中国麻风皮肤病杂志,2007,23(11):974-975.
[10]Stinco G,Mattighello P,Zanchi M,et al.Multiple sclerosis and bullous pemphigoid:a casual association or a pathogenetic correlation?[J].Eur J Dermatol,2002,12(2):186-188.
[11]Thoma-Uszynski S,Uter W,Schwietzke S,et al.BP230-and BP180-specific auto-antibodies in bullous pemphigoid[J].J Invest Dermatol,2004,122(6):1413-1422.
[12]李丽,王宝玺.大疱性类天疱疮合并神经系统损害研究进展[J].国际皮肤性病学杂志,2008,34(1):48-50.
[13]Leung CL,Zheng M,Prater SM,et al.The BPAG1 locus:alternative splicing produces multiple isoforms with distinct cytoskeletal linker domains,including predominant isoforms in neurons and muscles[J].J Cell Biol,2001,154(4):691-697.
[14]McKee PH,Calonje E,Ganter SR.Pathology of the skin,with clinical correlations[M].3rd ed.USA:Philadelphia,2005:98-110.
[15]Young KG,Kothary R.Dystonin/Bpag1-a link to what?[J].Cell Motil Cytoskeleton,2007,64(12):897-905.
[16]Ko MS,Marinkovich MP.Role of dermal-epidermal basement membrane zone in skin,cancer,and developmental disorders[J].Dermatol Clin,2010,28(1):1-16.
[17]Brown A,Dalpé G,Mathieu M,et al.Cloning and characterization of the neural isoforms of human dystomin[J].Genomics,1995,29(3):777-780.
[18]Guo L,Degenstein L,Dowling J,et al.Gene targeting of BPAG1:abnormalities in mechanical strength and cell migration in stratified epithelia and neurologicdegeneration[J].Cell,1995,81(2):233-243.
[19]Chen J,Li L,Chen J,et al.Sera of elderly bullous pemphigoid patients with associated neurological diseases recognize bullous pemphigoid antigens in the human brain[J].Ge-rontology,2011,57(3):211-216.
[20]Li L,Chen J,Wang B,et al.Sera from patients with bullous pemphigoid(BP)associated with neurological diseases recognized BP antigen 1 in the skin and brain[J].Br J Dermatol,2009,160(6):1343-1345.
[21]Laffitte E,Burkhard PR,Fontao L,et al.Bullous pemphigoid antigen 1 isoforms:potential new target autoantigensinmultipleselerosis?[J].Br J Dermatol,2005,152(3):537-540.
[22]Li KH,Sawamura D,Giudice GJ,et al.Genomic organization of collagenous domains and chromosomal assignment of human 180-kDa bullous pemphigoid antigen-2,a novel collagen of stratified squamous epithelium[J].J Biol Chem,1991,266(35):24064-24069.
[23]Zillikens D,Giudice GJ.BP180/type XVⅡcollagen:its role in acquired and inherited disorders or the dermal-epidermal junction[J].Arch DermatolRes,1999,291(4):187-194.
[24]Wieland CN,Comfere NI,Gibson LE,et al.Anti-bullous pemphigoid 180 and 230 antibodies in a sample of unaffected subjects[J].Arch Dermatol,2010,146(1):21-25.
[25]Has C,Kern JS.Collagen XVc[J].Dermatol Clin,2010,28(1):61-66.
[26]ClaudepierreT,ManglapusMK,Marengi N,et al.Collagen XVⅡand BPAG1 expression in the retina:evidence for an anchoring complex in the central nervous system[J].J CompNeurol,2005,487(2):190-203.
[27]Seppanen A,Autio-Harmainen H,Alafuzoff I,et al.Collagen XVⅡis expressed in human CNS neurons[J].Matrix Biol,2006,25(3):185-188.
[28]Seppanen A,Suuronen T,Hofmann SC,et al.Distribution of collagen XVⅡin the human brain[J].Brain Res,2007,1158:50-56.
[29]李丽,王宝玺,左亚刚,等.大疱性类天疱疮与某些神经系统疾病间发病机制的研究[J].中华皮肤科杂志,2008,41(1):22-24.
[30]陈金波.大疱性类天疱疮抗原1和2在大疱性类天疱疮合并神经系统损害中的作用机制的探讨[D].北京:北京协和医院,2010.
[31]Foureur N,Mignot S,Senet P,et al.Correlation between the presence of type-2 anti-pemphigoid antibodies and dementia in elderly subjects with no clinical signs of pemphigoid[J].Ann Dermatol Venereol,2006,133(5 Pt 1):439-443.
[32]Chosidow O,Doppler V,Bensimon G,et al.Bullous pemphigoid and amyotrophic lateral selerosis:a new clue for understanding the bullous disease?[J].Arch Dermatol,2000,136(4):521-524.
[33]Bouras C,Riederer BM,Kövari E,et al.Humoral immunity in brain aging and Alzheimer's disease[J].Brain Res Brain Res Rev,2005,48(3):477-487.
[34]Odanagi M,Kikuchi Y,Yamazaki T,et al.Transcriptional regulation of the 230-kDa bullous pemphigoid antigen gene expression by interferon regulatory factor 1 and interferon regulatory factor 2 in normal human epidermal keratinocytes[J].Exp Dermatol,2004,13(12):773-779.
[35]Taghipour K,Chi CC,Bhogal B,et al.Immuno pathological characteristics of patients with bullous pemphigoid and neurological disease[J].J Eur Acad Dermatol Venereol,2014,28(5):569-573.