NB-UVB治疗白癜风的作用机制

张家瑜 吴一菲

(1云南省第一人民医院 昆明理工大学附属医院，云南 昆明 650032；2云南中医药大学)

白癜风是一种常见的色素脱失性皮肤病，无种族差异，其发病机制尚不完全清楚。光疗法被广泛用作白癜风治疗的一线疗法。窄谱中波紫外线(NB-UVB)的特征是多色光，峰值波长为311～313 nm，与补骨脂素光化学疗法(PUVA)相比，NB-UVB治疗后眼睛不需要遮光保护，光毒性反应少，不易灼伤皮肤和引起DNA突变。治疗后引起的皮肤干燥、瘙痒、光老化等不良反应与治疗次数、频率、红斑量和累积剂量相关〔1〕。1997年，Westerhof等〔2〕首次报道使用NB-UVB治疗白癜风，近年来，大量研究证明NB-UVB治疗白癜风疗效优越〔3,4〕，但其作用机制尚未明确。本文对NB-UVB治疗白癜风的作用机制进行综述。

1 诱导毛囊神经脊干细胞分化

毛囊作为皮肤附属器，调节毛发生长和脱落，具有感觉和免疫功能。毛囊隆突区是毛囊外根鞘上部向外膨出的区域，神经嵴是神经管形成过程中位于表皮和神经管之间的一条纵形细胞带，神经嵴干细胞(HF-NCSCs)存在于毛囊隆突区〔5〕。黑素细胞起源于HF-NCSCs，沿神经管迁移至神经节，分化为黑素干细胞，继而在外胚层分化为黑素细胞〔6〕。NB-UVB诱导的色素再生主要是通过毛囊周围复色模式来实现，Dong等〔7，8〕发现，NB-UVB照射能加速体外培养的NCSCs分化为黑素细胞，但在色素脱失区域并未观察到复色的现象，提示NB-UVB通过刺激毛囊外根鞘隆突区的HF-NCSCs分化为黑素细胞，进而促进黑素细胞增殖和迁移。

2 免疫调节

2.1影响T细胞功能

2.1.1调节性T细胞(Tregs) Tregs是一类控制体内自身免疫反应性的T细胞亚群，具有抑制CD4+T细胞和CD8+T细胞的能力〔9〕。Tregs功能失调可能是破坏对黑素细胞自身抗原耐受性并促成白癜风发病的因素之一〔10，11〕。CD4+T细胞在表型上可分为促炎效应T细胞(Teffs)或抗炎Tregs，其中Tregs与CD25共同参与表达叉头样转录因子(FoxP)3。CD4+CD25highFoxP3+是免疫调节的关键参与者之一，已经证实，白癜风患者的CD4+CD25highTregs和FoxP3+Tregs高于正常水平〔12，13〕，而循环中Tregs的数量减少。Moftah等〔14〕发现，NB-UVB治疗后CD4+CD25highTregs和FoxP3+Tregs的水平显著降低，表明NB-UVB可能通过调节循环中的Tregs数量来改善Tregs功能，抑制Tregs对黑素细胞自身抗原耐受性的破坏。

2.1.2TGF-β 转化生长因子(TGF)-β TGF-β是一组多功能蛋白质，影响多种细胞的生长、分化、凋亡及免疫调节，对Tregs从未成熟的CD4+细胞中分化至关重要。由于TGF-β信号通路缺陷或抑制效应分子的存在，导致TGF-β介导的免疫抑制活性缺失，自身反应性T细胞加速增殖，从而促进表皮黑素细胞的选择性破坏〔15〕。Khan等〔16，17〕发现白癜风患者血清中TGF-β1浓度降低，经NB-UVB治疗后TGF-β1的浓度明显升高，表明NB-UVB的复色机制可能是通过恢复Tregs功能或增加TGF-β1的分泌来实现。

2.2调控免疫因子

2.2.1辅助性T细胞(Th)1/Th2细胞 Th1和Th2是CD4+T细胞的特异性亚群，干扰素(IFN)-γ是Th1细胞因子，能诱导CXC趋化因子配体(CXCL)10促进自身反应性T细胞迁移。IFN-γ通过下调酪氨酸酶(TYR)和微眼病相关转录因子(MITF-M)的表达及减缓黑素细胞中黑素小体的成熟来抑制黑素生成〔18〕。白细胞介素(IL)-4是Th1和Th2极化的标志性细胞因子，其诱导未成熟辅助性T细胞(Th0)分化为Th2细胞。在白癜风患者病灶周围的皮肤中发现，IL-4转录物和蛋白质水平的降低〔19〕，Li等〔20，21〕证实NB-UVB可通过抑制白癜风血清中IFN-γ和IL-12的表达，增强IL-4转录，并选择性地减少皮肤损伤区域中释放的炎症因子。

2.2.2Th17细胞 Th17是CD4+T细胞谱系的一个独特子集，IL-17是Th17细胞产生的促炎细胞因子。报道显示，血清中IL-17水平升高与白癜风褪色斑区的面积呈正相关〔22〕,IL-17可能在广泛性白癜风的发生和进展中起关键作用。Tembhre等〔17〕发现，NB-UVB处理的广泛性白癜风患者血清中IL-17A水平降低，表明在NB-UVB治疗能够减少IL-17A的分泌。但NB-UVB对这些细胞因子的潜在作用机制尚未完全清楚，其免疫调节作用可能是通过影响T细胞聚集，减少炎症浸润，进而影响细胞因子的血清水平。

3 氧化应激

氧化应激学说被认为是白癜风发病的核心机制之一，研究表明白癜风患者皮肤中存在活性氧簇(ROS)累积，ROS过量积聚能促使线粒体膜发生脂质过氧化反应，改变线粒体跨膜心磷脂的分布，减弱电子呼吸链复合物的活性，加剧黑素细胞的凋亡，并诱导释放抗黑素合成细胞因子〔23〕。抗氧化机制的失调打破了氧化-还原平衡，导致ROS自由基水平上调〔24〕，NB-UVB光疗通过逆转氧化剂和抗氧化剂的不平衡来缓解氧化应激。Karsli等〔25〕通过研究NB-UVB光疗对氧化应激标志物的影响发现，使用NB-UVB光疗6个月与氧化剂-抗氧化剂失衡的显著改善相关，表现为红细胞丙二醛(MDA)水平降低和红细胞谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平升高，与Wacewicz等〔26〕研究结果一致。此外，在节段型白癜风患者的研究中发现，表皮中甲硫基九亚砜还原酶(MSR)A、MSRB及酪氨酸酶/过氧化氢酶(TR/T)均受到过氧化氢(H2O2)介导的氧化作用〔27〕。Schallreuter等〔28〕证实，通过局部使用NB-UVB能够激活假过氧化氢酶(PC-KUS)，下调累积的H2O2，减缓毛囊黑素细胞的凋亡和DNA损伤。核因子E2相关因子(Nrf2)是细胞调节抗氧化应激反应最重要的转录因子，其主导的信号通路在抗氧化应激通路中具有关键作用。研究证实，白癜风患者黑素细胞中Nrf2核转录激活障碍或缺失可导致黑素细胞的功能障碍、甚至凋亡或坏死〔29～30〕。Jeayeng等〔31〕发现，Nrf2通过ROS依赖性机制调节角质形成细胞(KC)产生的旁分泌因子，并对UVB介导的黑素细胞损伤起保护作用。然而，NB-UVB光疗对氧化应激中Nrf2信号通路的影响尚不清楚，有待进一步研究。

4 调节黑素细胞微环境

4.1内皮素(ET)-1 ET-1是人角质形成细胞合成和分泌的一种血管收缩肽，能够促有丝分裂及刺激黑素细胞DNA合成。角质形成细胞和黑素细胞之间ET-1的旁分泌连接表明，ET-1是UVB诱导色素沉着中人黑素细胞的内在黑素原或促分裂原〔32〕。同时ET-1对碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)刺激黑素细胞分裂也具有协同刺激作用。Wu等〔33〕发现NB-UVB照射的KC培养液中ET-1的分泌量显著增加，并与照射剂量呈正比，而体外培养的黑素细胞(MC)则无明显变化，表明NB-UVB可能通过角质形成细胞来刺激黑素的生成。

4.2bFGF bFGF是由角质形成细胞和成纤维细胞分泌的一种有丝分裂原。黏着斑激酶(FAK)是一种细胞质酪氨酸激酶，通过调节细胞迁移所必需的细胞骨架蛋白在细胞迁移信号转导中发挥重要作用。bFGF通过磷酸化(p)-125FAK的水平上调FAK在黑素细胞中的表达及刺激黑素细胞迁移〔33〕。Castanedo-Cázares等〔34〕证实NB-UVB照射能增加p-125FAK的水平，刺激bFGF分泌，进而增强黑素细胞的迁移能力。

4.3基质金属蛋白酶(MMPs) MMPs是一类介导细胞外基质成分降解的酶。其中，成纤维细胞分泌的MMP2和MMP9通过降解细胞外基质中的明胶和基底膜胶原蛋白Ⅳ，促进黑素细胞或黑素细胞前体细胞迁移。研究显示，白癜风患者中胶原蛋白Ⅳ降解缺陷导致基底层增厚，MMP2和MMP9的表达和活性降低〔35〕。NB-UVB可通过诱导降解胶原蛋白Ⅳ的MMP分泌，上调MMP2和MMP9的表达，促进黑素细胞或黑素细胞前体细胞迁移〔36,37〕。

4.4肿瘤坏死因子(TNF)-α TNF-α是参与Th1细胞介导反应和免疫稳态的促炎细胞因子。MC、KC和成纤维细胞可合成TNF-α，通过自分泌和旁分泌的方式抑制黑素细胞的增殖和酪氨酸酶活性〔38～39〕。有研究〔40〕还发现TNF-α通过诱导黑素细胞表面细胞间黏附分子(ICAM)-1，进而诱导B细胞活化，增加自身抗体的产生并导致白癜风中黑素细胞的损伤。Laddha等〔41〕发现，与对照组相比，白癜风患者血清TNF-α水平显著升高。研究报道〔42〕，大剂量NB-UVB照射可诱导黑素生成所继发的氧化应激反应，促使核转录因子(NF)-κB活化，从而阻断TNF-α。然而Attwa等〔43〕通过免疫组化却发现，在NB-UVB治疗后白癜风患者血清中TNF-α过表达，这与之前的研究〔44〕结果相矛盾。目前，NB-UVB治疗白癜风对TNF-α的作用机制尚未完全清楚。

4.5干细胞分子(SCF)/SCF受体(c-Kit) SCF是KC来源的一种干细胞因子，c-Kit是一种跨膜酪氨酸激酶受体，在黑素细胞膜表面进行表达。黑素细胞能表达SCF的受体c-Kit，而不表达SCF〔45〕，SCF与c-Kit结合能激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)，丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和肉瘤基因家族(Src)激酶途径，促进成黑素细胞分化为黑素细胞〔46，47〕。小眼相关转录因子(MITF)是SCF/c-Kit信号传导途径的下游分子，可调节酪氨酸酶mRNA的表达。Moretti等〔48〕用免疫组化检测发现，白癜风皮损区SCF等多种细胞因子水平明显下降，而Kitamura等〔49〕发现，与非皮损区相比，白癜风患者皮损区中膜SCF蛋白表达增强而c-kit 和MITF表达明显下降。Mizutani等〔50〕发现NB-UVB照射后，c-Kit受体在成熟黑素细胞中的含量显著增加。王鹰等〔51〕发现，KC与MC共培养体系经NB-UVB照射后，SCF、c-Kit和MITF mRNA表达明显高于对照组。这些研究结果表明NB-UVB照射后可促进KC分泌SCF，提高MC表面的c-Kit受体和MITF的表达能力，进而增加黑素细胞酪氨酸酶的分泌，促进黑素生成。

5 诱导内源性维生素D合成

维生素D是一种具有免疫调节作用的类固醇激素，其生物活化是将维生素D转化为25-羟基维生素D〔25(OH)D〕，然后进行1a-羟基化以获得1,25-二羟基维生素D3，血清25(OH)D是维生素D的血清标志物和重要因子。维生素D通过抗细胞凋亡作用增加MC的黑素生成和酪氨酸酶含量来控制其活化，增殖和迁移，并通过调节T细胞活化来减少黑素细胞的自身免疫损伤〔52〕。研究显示，与正常血清相比，白癜风患者的血清25(OH)D水平显著降低〔53～56〕。Ibrahim等〔56〕对80例白癜风患者NB-UVB治疗24 w后发现血清25(OH)D水平增加，这与Sehrawat等〔57,58〕研究结果一致。维生素D受体(VDR)是调节靶组织对维生素D3反应性的重要机制，细胞中维生素D3的生物活性与VDR的组织浓度呈正比，这些组织浓度在黑素细胞上表达，与黑素合成的调节有关。EL-Hanbuli等〔58〕通过免疫组化发现，与正常皮肤相比，VDR在白癜风皮损中的表达显著降低，NB-UVB治疗12 w后，血清25〔OH〕D的水平与VDR表达呈正相关。这些研究结果表明，NB-UVB与维生素D合成和VDR表达相关，但仍需进一步探究NB-UVB诱导的复色模式和维生素D合成机制的关系。

6 影响皮肤基因表达谱

近年来，世界各地通过基因表达分析，候选基因关联，遗传连锁和基因组关联等研究探索与白癜风发病机制相关的基因〔59〕，这些基因表达模式变化的影响包括信号传导，氧化应激控制，色素再生和细胞凋亡等。最近，Ocampo-Candiani等〔60〕通过RT-PCR和靶向RNA测序(RNA-seq)分析白癜风患者皮肤中的基因表达定量和转录物鉴定，证实多巴色素互变异构酶(DCT)，黑素-A(Melan-A，MLANA)，酪氨酸酶相关蛋白(TYRP1)三种基因在皮肤中过表达。Regazzetti等〔61〕发现，经NB-UVB治疗6个月后，上述三种基因表达模式均有减少。这些研究结果表明NB-UVB对色素相关基因表达模式产生显著变化。此外，新型靶基因的鉴定包括肿瘤坏死因子受体家族(TNFRS1)A，磷酸甘油脱氢酶(GPD)1和人酪蛋白激酶IG3基因(CSNK1G3)等，NB-UVB对这些靶基因表达模式的影响需要深入挖掘。

综上，NB-UVB治疗白癜风的作用机制涉及多种生物学作用，主要包括诱导毛囊HF-NCSCs分化、免疫调节、氧化应激、调节黑素细胞微环境、诱导内源性维生素D合成、影响皮肤基因表达谱等。近年来，308 nm准分子激光在白癜风光疗中的应用也越来越受到重视，308 nm准分子激光对白斑面积小、数量少的白癜风疗效更佳，而NB-UVB更适合散发型或泛发型白癜风的治疗。研究NB-UVB治疗白癜风的作用机制，有助于根据不同类型的白癜风选择合适的光疗手段，更好地应用于临床。