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这些皮肤病,原来与微生态和免疫息息相关!

仅供医学专业人士阅读参考

 
 

微生态平衡与免疫介导的皮肤疾病密切相关,皮肤的微生物群是否具有调节皮肤免疫稳态的能力?

 
 

皮肤是人体与环境的界面,它作为防止病原体入侵的物理屏障,同时也为共生微生物群提供生存场所。

 

皮肤拥有数百万种构成皮肤微生物群的细菌、真菌和病毒,是一个动态而复杂的微生物生态系统。如果微生态平衡遭到破坏,可能会导致皮肤疾病甚至系统性疾病。

 

在病理状态下,皮肤常驻菌和致病性细菌之间的平衡会受到内源性或外源性因素的干扰(图1)。都市人的生活方式和习惯(例如饮食、压力和久坐)可能会改变微生物群的组成,并导致免疫系统稳态的紊乱。

 

图1.内源性和外源性因素对皮肤微生态平衡的影响(整理自参考文献)

 

近年来,免疫介导的皮肤疾病(IMSD)成为重要的公共卫生问题。和其他自身免疫性疾病一样,IMSD是由免疫系统的不当激活所致,驻留皮肤的微生物具有调节皮肤免疫稳态的能力。

 

微生物群在各类IMSD中如何作用?让我们一起来了解一下。

 

维持微生物稳态是特应性皮炎的治疗目标之一

 

特应性皮炎(AD)是最常见的免疫介导的皮肤病之一。金黄色葡萄球菌是研究最多的微生物之一,主要位于鼻部。AD患者的金黄色葡萄球菌增加,尤其是在病变皮肤内。一项Meta分析纳入对AD患者的91项观察性研究,与非病变皮肤(39%)或鼻黏膜(62%)相比,病变部位金黄色葡萄球菌的定植率更高(70%)

 

AD患者的皮肤微生物多样性降低。黄色葡萄球菌能够在皮肤上繁殖并起到改变Th1/Th2比值的作用,这导致Th2细胞因子(IL-4、L-5、L-13)和IgE的分泌,以及金黄色葡萄球菌在病变皮肤大量定植。

 

然而,金黄色葡萄球菌不是参与AD病理生理的唯一因素。宿主和病原体之间存在复杂的相互作用。一方面,宿主具备化学、物理和抗菌特性;另一方面,病原体具有干扰黏附、诱导炎症和改变免疫的机制。

 

AD患者表现出复杂的皮肤免疫反应。在疾病的急性期,角质形成细胞的释放会刺激Th2免疫反应的细胞因子TSLP(胸腺基质淋巴细胞生成素)、IL-25和IL-33。在慢性期,Th-22细胞释放IL-22并刺激表皮产生抗菌肽(AMP,例如防御素)

 

其他研究观察到AD患者的链球菌、棒状杆菌和丙酸杆菌属物种减少。在AD急性期,皮肤细菌种类的丰度变化可能是金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌分泌抗菌化合物作用的直接结果,而皮肤微生物群的失衡由AD治疗药物所致。

 

因此,AD治疗的目标不仅是恢复皮肤屏障、减少炎症反应和控制触发因素,还包括恢复正常的皮肤微生物群或治疗微生物感染。

 

微生态研究为银屑病治疗提供了新的方向

 

银屑病是一种慢性炎症性皮肤病,数据显示,此病可能影响着全世界2%至4%的人口。该疾病的发作和发展涉及多种因素,如遗传学、皮肤屏障破坏和免疫功能障碍。

 

银屑病的发病机制涉及微生物群,例如细菌(金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌)、真菌(马拉色菌、白念珠菌)和病毒(某些逆转录病毒)

 

在斑块型银屑病患者的血液中发现某些种类的大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、粪肠球菌、奇异变形杆菌和化脓性链球菌的细菌DNA含量更高。

 

有研究表明,与银屑病患者相比,健康个体皮肤中放线菌的水平明显更高,而病变皮肤中变形杆菌占主导地位。此外,还观察到这些患者皮肤中链球菌/变形杆菌比例更高。

 

另外有研究发现,与健康人群相比,银屑病患者的类杆菌水平降低。类杆菌属可以干扰人体对外部病原体的反应能力,这些细菌通过刺激多糖A激活调节性T细胞。

 

一些研究观察到细菌DNA与细胞因子水平(TNF-α、IFN-γ、IL-1b、IL-6、IL-12、IL-22)之间存在直接联系,人类免疫细胞以Toll样受体9(TLR9)依赖的方式对细菌DNA的存在做出反应,β-防御素hBD3具有进一步刺激该反应的能力。

 

对银屑病和微生物群的研究结果为疾病治疗提供了新的观点,抗生素、益生菌和益生元(靶向微生物群)可以影响疾病的预后和进展。

 

白癜风患者的微生物多样性降低

 

白癜风同样是一种IMSD,由于T细胞、单核细胞、促炎性细胞因子和/或自身抗体破坏了皮肤中的黑素细胞,患者皮肤会出现色素脱失斑。

 

几种介质与黑素细胞的活性有关,包括干细胞因子(SCF)、碱性成纤维细胞生长因子和内皮素-1(ET-1)。SCF是促黑素生成因子,可促进黑素细胞的生长、分化、迁移和存活。在白癜风患者中,与非病变皮肤相比,病变皮肤中的SCF和ET-1均降低。

 

在外源性因素(例如紫外线辐射)的作用下从表皮角质形成细胞释放的ET-1也会促进角质形成细胞的增殖、分化和迁移。除了这些介质外,真皮成纤维细胞分泌的其他细胞因子(IL-1α、TNF-α)也会影响黑素细胞的功能并刺激SCF的产生。

 

一项研究分析了白癜风患者的皮肤微生物群,与非病变部位相比,病变部位的微生物群落的多样性降低,放线菌是非病变皮肤的主要细菌种类,而硬壁菌(Firmicutes)和变形杆菌在病变部位占主导地位。

 

系统性红斑狼疮患者的口腔及肠道菌群组成改变

 

系统性红斑狼疮(SLE)是一种女性发病率高于男性的自身免疫性疾病,特征是免疫细胞过度活跃,对细胞抗原的抗体反应异常。SLE病因的其中一种假设是遗传和环境因素复杂作用所致,另一个假设指出,肠道和口腔的微生物组成可能影响SLE发病。

 

有研究比较了SLE患者和健康受试者的口腔和肠道菌群,结果表明,与对照组相比,SLE患者的多形类杆菌(B.thetaiotaomicron,潜在的肠道病原体)含量更高。

 

对于SLE患者的口腔微生物群,研究最多的是厚壁菌/类杆菌比值。与健康人群相比,SLE患者的这一比值更低。针对西班牙和中国南部SLE患者的研究表明,厚壁菌/类杆菌比值较低,放线菌显著增加。

 

SLE患者肠道菌群组成的变化与疾病的临床进程有关。据研究报道,SLE患者血清中的IFN-γ水平略有降低,这与厚壁菌的数量和厚壁菌/类杆菌比值存在直接相关性。

 

小结

 

微生态平衡与人类健康密切相关。更好地了解微生物群,尤其是皮肤微生物群和肠道菌群,有助于理解IMSD的病因和病理生理学,对于开发具有更高功效和安全性的创新疗法很有帮助。同时,需要更多的科学研究以确定是否可以通过恢复自身免疫性疾病患者的微生物群稳态来缓解或者治疗疾病。

 
参考文献:

1、Adrian Catinean,Maria Adriana Neag,Andrei Otto Mitre,et al.Microbiota and immune-mediated skin diseases-an overview.Microorganisms.2019;7(9):279.

2、Allyson L Byrd,Yasmine Belkaid,Julia A Segre.The human skin microbiome.Nat Rev Microbiol.2018;16(3):143-155.

 

本文首发:医学界皮肤频道

本文作者:清心

本文审核:唐教清

责任编辑:穆弦

 

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