国外在白癜风基础研究方面取得较大进展,通过生理、生化、病理、遗传和免疫等方面的研究,对白癜风的发病机制进行了深入的探索,积累了丰富的资料。
(一)白癜风与遗传
白癜风有高度阳性的家族史和家族聚集现象。孙越等分析了150例白癜风患者的家族发病情况,有家族阳性史者占26.0%,一级、二级、三级亲属共患率分别为14.6%,16.0%,4.67%,显示白癜风发病与遗传有密切关系。1993年,Majumeder等报道了160个居住在美国的白人孩子的家庭,每个家庭通过先证者而确立,后代发病危险度最高,其次为同胞、父母、祖父母,血缘关系越近的发病的危险度越高。朱铁君等对650例白癜风调查结果表明,一级亲属共患率为55.36%。
对白癜风的遗传模式,许多学者提出不同的类型,如单一位点,常染色体显性伴不完全外显、常染色体隐性等。白癜风的家族聚集性和连锁不平衡分析提示其遗传并不是单纯的隐性或显性,遗传模式并不遵守孟德尔遗传规律,遗传是白癜风的发病的重要因素,白癜风是一种多基因遗传。
(二)白癜风与HLA(人类白细胞抗原)
HLA位于6P21.3,HLA复合体是多位点的共显性复等位基因系统,每个座位上的HLA基因均可编码一种特定的抗原成分,故具有高度多态性。
1976年Retornaz等报道抗甲状腺阳性的白癜风患者与HLA-B13相关。随后国外许多学者对HLA等位基因产物与白癜风相关性进行大量的研究,发现在不同人种及种族人群的白癜风患者中HLA等位基因频率不同。通过基因组扫描及连锁分析证实白癜风免疫异常以及HLA基因区位于6P上,都提示HLA等位基因与白癜风发病密切相关。1999年HLA全部基因测定完成,这对研究HLA基因的功能起到巨大推动作用。过去对HLA与白癜风相关性研究主要用血清学方法。近些年来,随着分子生物学技术,尤其是聚合酶链反应(PCR)方法的应用,使人们对HLA等位基因与白癜风相关性进行了许多有益的探讨。
1.白癜风与HLA-Ⅰ类基因
通常HLA-Ⅰ类基因主要指经典的A、B、C座位,它们具有相似的基因结构。血清学方法的研究证实白癜风与HLA-Ⅰ类基因A、B、C及产物相关。
2.白癜风与HLA-Ⅱ类基因
HLA-Ⅱ类基因区十分复杂,主要位于D区,包括约30个基因座位,经典的Ⅱ类基因一般指HLA-DR,HLA-DP,HLA-DQ3个亚区,新近还确定了HLA-DN,HLA-DO,HLA-DM等3个亚区。HLA-Ⅱ类分子是由分子量相近的α,β链组成异二聚体,双链皆由HLA-Ⅱ基因编码。HLA-Ⅱ类基因产物仅在某些免疫细胞上表达,经常在成熟的B细胞、抗原呈递细胞(巨噬细胞和树突状细胞),活化的T细胞上表达。
3.HLA-Ⅲ类基因
位于Ⅱ类与Ⅰ类基因之间,长约1 000kb,已检出40多个基因,含4个补体成分的基因,从端粒向着尾粒计起,其顺序为:Cz、Bf、C4A和C4B。大多数Ⅲ类基因产物合成后分泌到体液中去。
4.白癜风与HLA单体型
HLA复合体是一组紧密连锁的基因群,这些连锁在一条染色体上的等位基因很少发生同源染色体间的交换,构成了一个单体型。单体型基因与其他基因连锁形成扩展单体型。在遗传过程中,HLA单体型作为一个完整的遗传单位由亲代传给子代。早期研究发现儿童型白癜风与扩展单体型HLA-BFS-C4A3-C4B1-DR5(W11)-DQW3相关,而成人发病与HLA-BFS-C4A3-C4B1-DRT-DQWZSHUD相关。DRB4*0101-DQB1*0303与白癜风显著相关。
HLA与白癜风有着密切的关系,说明白癜风易感基因可能位于HLA基因区内,或者白癜风易感基因与HLA基因连锁,也可能HLA基因参与白癜风的发生。不同种族、不同地区中的白癜风患者,易感基因有差异。
(三)白癜风与黑素合成相关基因
白癜风的发病与黑素生物合成有着密切的关系。黑素生物合成受两个基因家族的调控:酪氨酸酶基因家族和Pmel17基因家族。有研究表明酪氨酸酶基因家族调节黑素合成是在黑素合成途径的近端步骤,而Pmel17基因家族是在黑素生物合成途径的远端步骤。
(四)白癜风与免疫
白癜风目前公认与自身免疫即体液免疫与细胞免疫有关系。支持白癜风自身免疫机制的证据如下。
(1)自身免疫疾病伴发白癜风的比率均较正常人比率高。
(2)白癜风患者同形反应率高。
(3)对边缘隆起的白癜风以及进展期的白斑边缘有淋巴细胞或单核细胞浸润。
(4)白癜风患者有抗黑素抗体。
(5)皮质类固醇激素治疗白癜风有效,而且在白斑好转、消失后,血液中异常的免疫指标也随之好转或恢复正常。
1983年,Naughton等首先以体外培养的人正常黑素细胞为底物,利用免疫沉淀法证实,在普通型白癜风患者血清中普遍存在抗黑素细胞自身抗体。随后该结果被越来越多的文献报道证实,包括国内学者的观察。在人白癜风的动物模型“Smyth鸡”(Smyth chicken)上也观察到类似的现象。不仅如此,在体外实验中,白癜风患者血清可通过补体激活或ADCC(抗体依赖性细胞毒性)诱发对黑素细胞的损伤。最近,Gihar等将人皮肤移植裸鼠,然后给动物注射从白癜风患者血清中纯化的IgG成分,发现白癜风IgG抗体可特异地沉积于移植皮肤,并使其黑素颗粒明显减少,黑素细胞破坏,从而出现与人白癜风类似的脱色现象。
近年来,随着黑素细胞新的生物学和免疫学功能的发现,人们开始关注白癜风的细胞免疫现象,即由体内T淋巴细胞发挥特异性免疫效应所致的黑素细胞破坏或损伤。
皮肤细胞免疫主要指由朗格汉斯细胞,CD4+或CD8+淋巴细胞参与,在多种细胞因子或色素共同作用下针对靶细胞的特异性免疫应答反应。多数研究表明,白癜风患者外周淋巴细胞计数与分类存在异常。但结果多不统一,一般认为白癜风患者CD4+/CD8+比率下降,外周CD4+细胞下降多见于病程在1年以内的患者,病程>1年时,外周淋巴细胞则无明显改变。活动性白癜风,尤其是非节段性白癜风患者,外周血中CD4+细胞显著减少,可溶性白介素受体和白细胞移动抑制因子水平却明确升高,泛发性白癜风患者多伴有CD8+细胞数量的增加。
(五)白癜风与皮肤黑素细胞储库
黑素细胞起源于神经嵴,在胚胎发育第7周进入表皮,黑素由黑素细胞产生,通过树突输入周围的角质形成细胞,形成皮肤色素并保护机体免受紫外线照射损伤。黑素细胞在白癜风病的发生和色素恢复中起重要作用。(www.daowen.com)
人皮肤黑素细胞存在于表皮、基质和毛囊外根鞘。白癜风皮损组织主要表现在2个方面,先是表皮基底层黑素细胞受损,然后是毛囊黑素细胞排空。Galadari等用电镜观察发现白癜风患者早期黑素细胞异常,晚期皮损黑素细胞消失。Le Poole等利用抗黑素细胞的多克隆抗体和17种单克隆抗体,采用免疫组化技术,发现白癜风皮损区所有的黑素细胞表型特异均消失。但在分离表皮制备物中偶见阳性染色的细胞,并用共焦点扫描显微镜及黑素细胞100kD的黑素小体相关蛋白单克隆抗体免疫荧光染色,发现是变性的黑素细胞,由此认为白癜风皮损区黑素细胞明显减少或丢失。
由于白癜风晚期皮损中无黑素细胞,所以其色素恢复,只能由皮损以外迁移的而来的黑素细胞产生。
Cui等联合应用多巴-甲苯胺蓝染色,毛囊分离多巴染色和扫描电镜观察,发现只有正常皮肤的表皮中存在有活性的黑素细胞,一些无活性的黑素细胞位于正常毛囊的外根鞘。白癜风患者皮损表皮的有活性的黑素细胞完全丢失,而外根鞘内无活性的黑素细胞未受损,治疗刺激了此处无活性的黑素细胞分裂、增殖,并沿外根鞘表面迁移至附近的表皮,继续放射状迁移,形成临床上所见的色素恢复斑,在向表皮移动的过程中,黑素细胞以无活性状态慢慢成熟至有活性状态,为白癜风的色素恢复提供了黑素细胞的来源。
黑素细胞进入白癜风皮损区一是通过皮损边缘的黑素细胞向内移动2~3mm,二是毛囊的黑素细胞库内无活性的黑素细胞的迁移。
黑素细胞迁移是黑素细胞与基质、刺激因子与细胞之间的相互作用的过程。一些炎症介质和细胞因子可促进黑素细胞的迁移,从而加速白癜风的色素恢复。
Horikawa发现黑素细胞在bFGF,干细胞因子,内皮素包围下,黑素细胞以随机的非线性方式移动,呈剂量相关性,上述因子通过诱导毛囊外根鞘黑素细胞增殖和迁移,使白癜风治疗有效。Le Poole等发现白癜风皮损区基膜和真皮乳头上的腱生蛋白含量增加,且与病程长短相关,抑制了黑素细胞黏附,说明皮损区存在抗黑素细胞的环境。
表皮是一个内分泌器官,能分泌前列腺素后F2(PGF2)、白介素-1、白三烯B4、干细胞因子等调节黑素细胞的生长、树突形成和黑素生成。研究表明发现表皮黑素细胞的位置和分化受角质形成细胞的影响,无角质形成细胞时培养中的黑素细胞不活跃,只有与角质形成细胞发生联系时,才变成树突状。
人成纤维细胞产生的丝裂原可影响人黑素细胞的生物学特征。Imolcawa等发现培养4d的成纤维细胞介质可显著刺激黑素细胞DNA的合成。进一步研究发现老化皮肤与年轻皮肤成纤维细胞比较前者的干细胞生长因子高于后者,且加入抗干细胞生长因子或干细胞因子抗体后,黑素细胞合成DNA下降32%,说明成纤维细胞分泌的干细胞生长因子和干细胞因子可刺激黑素细胞的DNA合成。
促黑素细胞激素来源于前体激素阿黑皮素原,除垂体外,表皮内角质形成细胞,黑素细胞和朗格汉斯细胞均可产生促黑素细胞激素和相关肽类,其中角质形成细胞是合成促黑素细胞激素的主要来源细胞,但在黑素细胞中促黑素细胞激素的浓度最高,越来越多的研究表明,表皮内细胞分泌的促黑素细胞激素通过和黑素细胞表面黑皮素受体结合等途径,不仅可以促进黑素细胞的黑素合成,同时对维持和调节黑素细胞的树突形成、增殖功能起着重要的调节作用。
(六)治疗研究
白癜风是一种获得性色素减退皮肤病。病理学表现为皮肤黏膜的黑素细胞(MC)被破坏,皮损区MC明显减少或消失。治疗的主要目的是恢复皮损中的MC,使皮肤恢复正常的外观和功能。
1.治疗白癜风
主要作用机制如下。
(1)激活酪氨酸酶。
(2)促进酪氨酸酶基因及相关基因的表达。
(3)抑制自身免疫,防止皮损扩大。
(4)刺激黑素细胞移动,增殖和产生黑素。
(5)纠正细胞内钙紊乱。
(6)减轻氧化压力。
2.常用治疗方法
理论的研究成果丰硕,但是在治疗方法上有很大的局限性,常用的治疗方法有:①光化学疗法;②遮盖疗法;③移植疗法;④局部或系统使用糖皮质激素疗法等。常用的药物有敏白灵片、敏白灵药水(法国);外用药有强烈的刺激性,易引起同形反应,白斑易扩大,外用激素类如适确得(瑞士),有效率低、治愈率更低;口服小剂量糖皮质激素可治疗白癜风,但需要长期用药,副作用大,停药后易复发。
从国内外临床治疗情况看,尚处于显效慢、疗程长、治愈率低的阶段,况且随着工业化进程的加速,环境污染日益严重,医源性、药源性疾病激增等多种因素,都促使白癜风的发病率逐年增高。于是,攻克白癜风便成为国内外医学界为之奋斗的共同目标之一。
(七)其他理论阐述
1.白癜风与钙紊乱
白癜风皮损区整个表皮单位钙的内在稳定性受损,其中KC摄钙与MC钙离子转运障碍。细胞内钙减少导致硫氧还原蛋白浓度增加,从而抑制了酪氨酸酶活性。
2.白癜风与氧化压力
Schallreuter等发现白癜风患者表皮内四氢生物蝶呤循环障碍,导致过氧化氢生成过多,而过氧化氢酶活性低,使白癜风表皮内过氧化氢过量,对MC产生了细胞毒作用。
3.白癜风与酪氨酸酶
人体表皮和毛囊的黑素细胞内酪氨酸酶的活性减低或消失,导致黑素体生成的进行性减少或消失而引起局限性或泛发性脱色素病变。
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