許秋云 紀(jì) 超 程 波

Elafin與皮膚疾病

許秋云 紀(jì) 超 程 波

Elafin是中性粒細(xì)胞彈力蛋白酶(neutrophil elastase，NE)的內(nèi)源性特異性抑制物，通過(guò)拮抗NE作用發(fā)揮其抗增殖、抗炎癥等作用。Elafin參與黑素瘤、銀屑病、血管炎、移植物宿主病等多種皮膚疾病的發(fā)生發(fā)展。本文就Elafin在某些皮膚疾病中的作用加以綜述。

Elafin； 中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶

Elafin,又名ESI(elastase specific inhibitor)，即SKALP(skin-derived antileukoproteinase),是一種非糖基化的內(nèi)源性絲氨酸蛋白酶抑制劑，首先從銀屑病病人的皮膚中分離得到[1]。Elafin是由擁有兩個(gè)功能結(jié)構(gòu)域的trappin-2，或稱pre- elafin的較大前體蛋白酶分解加工得到，有與多形核白細(xì)胞分泌的蛋白酶結(jié)合的C端蛋白酶抑制結(jié)構(gòu)域，也稱為cementoin，還包含有多個(gè)N端谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶(transglutaminase, TGase)底物結(jié)構(gòu)域，Elafin可借由此結(jié)構(gòu)域通過(guò)谷氨酰胺轉(zhuǎn)移作用來(lái)吸附細(xì)胞外基質(zhì)蛋白和包膜蛋白。Elafin作為蛋白酶抑制劑，有拮抗中性粒細(xì)胞釋放的多種蛋白酶的功能，從而產(chǎn)生相應(yīng)的生物效應(yīng)。另外，其在影響細(xì)胞增殖、炎癥和感染等方面也具有一定的生物學(xué)功能[2]。

1 Elafin與皮膚腫瘤

在皮膚中中性粒細(xì)胞彈力蛋白酶(NE)可誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞活化和增殖，腫瘤發(fā)展過(guò)程中解除對(duì)NE活性的限制，NE活性較正常組織增強(qiáng)，通過(guò)降解細(xì)胞外基質(zhì)和裂解黏附分子促進(jìn)了細(xì)胞侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[2]。已有多個(gè)研究證明，Elafin介導(dǎo)的對(duì)NE活性的調(diào)控?zé)o能是腫瘤惡性生長(zhǎng)的特征之一。Elafin高表達(dá)在Elafin皮膚腫瘤細(xì)胞中表達(dá)下降或缺失，已觀察到分化程度低的鱗癌與分化程度高的相比，其Elafin下調(diào)程度更大；與正常黑素細(xì)胞相比，黑素瘤細(xì)胞的Elafin表達(dá)缺失[3]。腫瘤進(jìn)展過(guò)程中，Elafin與NE之間的平衡被打破，Elafin通過(guò)其抗蛋白酶、抗增殖等作用在各種皮膚腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中扮演了重要的角色。

1.1 惡性黑素瘤(malignant melanoma，MM) MM是一種高度惡性腫瘤，多發(fā)生于皮膚，占皮膚惡性腫瘤的第三位。黑素瘤中腫瘤細(xì)胞Elafin表達(dá)缺失[3]，Yu等[4]研究結(jié)果顯示，Elafin在體內(nèi)外對(duì)黑素瘤細(xì)胞均有促凋亡效應(yīng)，對(duì)于正常的黑素細(xì)胞則無(wú)此效應(yīng)。Elafin可引起caspase 9活性升高，而caspase 8活性沒(méi)有改變，并且可觀察到p53水平升高，相應(yīng)的抑制物可抑制促凋亡效應(yīng)，故Elafin觸發(fā)的是依賴于p53的內(nèi)源性凋亡途徑。該研究在轉(zhuǎn)錄水平和蛋白水平均證實(shí)黑素瘤細(xì)胞內(nèi)Elafin表達(dá)降低，其相關(guān)機(jī)制可能是通過(guò)轉(zhuǎn)錄因子Foxa2表達(dá)的表觀遺傳調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，黑素瘤中Elafin的表達(dá)受抑制可能引起抑制增殖及促凋亡作用減弱，導(dǎo)致疾病惡化及腫瘤進(jìn)展[4，5]。

1.2 鱗狀細(xì)胞癌(squamous cell carcinoma，SCC) SCC是起源于表皮或附屬器角質(zhì)形成細(xì)胞的惡性腫瘤，可發(fā)生于皮膚或黏膜，常發(fā)生于某些皮膚病的癌前疾病基礎(chǔ)上，或由各種癌前期病變演變而來(lái),如日光性角化病[6]。Westin等[7]發(fā)現(xiàn)頭頸部SCC中Elafin的表達(dá)與SCC的分化程度有明顯關(guān)聯(lián)，Elafin的表達(dá)隨著腫瘤的分化程度升高而增加，高分化SCC腫瘤細(xì)胞其表達(dá)較中、低度分化的SCC腫瘤細(xì)胞高，未分化SCC甚至不表達(dá)Elafin[7]。更早的文獻(xiàn)也提及根據(jù)Elafin的表達(dá)高低將其作為SCC的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，由此可見(jiàn)，Elafin可作為SCC的分級(jí)標(biāo)志物，但其是否可作為SCC的早期篩查標(biāo)志，對(duì)SCC的進(jìn)展及預(yù)后是否有更明確的指導(dǎo)意義還需進(jìn)一步研究。

1.3 其他皮膚腫瘤 Elafin還涉及基底細(xì)胞癌、Bowen病、角化棘皮瘤、乳房外paget病等。皮膚腫瘤中的相關(guān)研究數(shù)量不多，其他系統(tǒng)腫瘤與Elafin的相關(guān)研究結(jié)果可為在皮膚腫瘤中對(duì)腫瘤分級(jí)、治療、預(yù)后的研究提供借鑒。

2 Elafin與炎癥性皮膚病

Elafin在皮膚鱗狀上皮中持續(xù)表達(dá)，在炎癥性皮膚條件下表達(dá)升高，如銀屑病。IL-1β和TNF-α與HNE是角質(zhì)形成細(xì)胞Elafin表達(dá)的主要誘導(dǎo)物,這些炎癥性細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)凸顯了Elafin在炎癥早期反應(yīng)中是作為局部細(xì)胞分泌的警告性抗蛋白酶[8]。局部蛋白酶抑制物受抑制，炎癥反應(yīng)占主導(dǎo)地位，炎癥進(jìn)展。當(dāng)局部NE成分增加，而Elafin等蛋白酶抑制劑活性或濃度降低時(shí)，機(jī)體更易遭受感染[9]。Elafin的活性受多種機(jī)體因素的調(diào)節(jié)，炎癥性皮膚病除了常規(guī)的抗炎治療，可考慮Elafin作為新的抗炎藥物位點(diǎn)。

2.1 銀屑病 銀屑病是一種上皮與免疫系統(tǒng)之間的異常反應(yīng)所致的常見(jiàn)的慢性炎癥性皮膚病，多種細(xì)胞因子構(gòu)成的相互作用的網(wǎng)絡(luò)在銀屑病發(fā)病中發(fā)揮重要作用，其中TNF-α是體內(nèi)誘導(dǎo)內(nèi)源性Elafin產(chǎn)生的主要誘導(dǎo)物之一[10]。 如果沒(méi)有激活的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，就沒(méi)有銀屑病的出現(xiàn)。銀屑病皮損中Elafin可通過(guò)拮抗NE的致炎作用而發(fā)揮其抗炎效能。銀屑病患者的表皮生長(zhǎng)時(shí)間較正常人縮短，角質(zhì)形成細(xì)胞增殖速度快，Elafin具有抗增殖作用，可能是通過(guò)抑制角質(zhì)形成細(xì)胞的有絲分裂從而發(fā)揮其抗增殖作用。血清Elafin水平的變化可反映銀屑病病情嚴(yán)重程度，在銀屑病病情加重時(shí)升高，病情緩解后逐漸降低[11]。有報(bào)道稱銀屑病患者進(jìn)行環(huán)孢素A治療過(guò)程中Elafin血清水平的降低與銀屑病PASI評(píng)分的改善有一定關(guān)系[11]。故Elafin可作為判斷銀屑病病情嚴(yán)重程度的客觀指標(biāo)。

2.2 感染性皮膚病 感染性皮膚病大體可分為細(xì)菌感染、真菌感染以及病毒感染。除了蛋白酶抑制作用，Elafin也有一定的不依賴于其抗蛋白酶能力的抗細(xì)菌能力，通過(guò)其分子的高陽(yáng)離子性質(zhì)導(dǎo)致細(xì)胞膜破壞；通過(guò)泛素-蛋白酶體通路抑制單核細(xì)胞中AP-1和NF-kappaB的活化來(lái)抑制LPS刺激的單核細(xì)胞趨化蛋白-1形成。血清中的Elafin與LPS結(jié)合并抑制其刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生促炎因子TNF-α的作用[2]。Elafin在炎癥部位可作為第一道防線抵御多種微生物侵襲，包括細(xì)菌、真菌、病毒，限制炎癥進(jìn)展，是應(yīng)用Elafin治療感染性皮膚病的依據(jù)。

2.3 血管炎 指有中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)的皮膚血管炎。NE在介導(dǎo)血管壁炎癥方面有著很大的作用，介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞功能損傷；滲透性屏障功能和抗微生物能力喪失導(dǎo)致了水腫和出血，并有利于血小板黏附和纖維蛋白沉積[8]。Elafin通過(guò)抑制NE、蛋白酶3和/或內(nèi)源性血管彈力酶來(lái)阻斷血管炎過(guò)程，阻斷細(xì)胞因子誘導(dǎo)和活化過(guò)程來(lái)減輕系統(tǒng)性炎癥和進(jìn)一步器官損傷[2]，可能有效緩解NE所致?lián)p害，與其他抗炎藥物結(jié)合可能取得更好的療效。

2.4 其他炎癥性皮膚病 Khattri等[11]關(guān)于環(huán)孢素在特應(yīng)性皮炎患者中調(diào)節(jié)炎癥性通路的研究提示，Elafin在特應(yīng)性皮炎中有調(diào)節(jié)表皮增生和分化的作用。又如酒渣鼻，有研究提示Elafin通過(guò)拮抗NE等炎癥過(guò)程中產(chǎn)生的絲氨酸蛋白酶對(duì)機(jī)體起保護(hù)作用，減輕炎癥損害。Elafin在各種炎癥性皮膚病中均有所表達(dá)，但其表達(dá)對(duì)疾病診斷或指導(dǎo)意義還需更多研究來(lái)證實(shí)。

3 Elafin與移植物抗宿主病

移植物抗宿主病(Graft-versus-host disease，GVHD)是同種異體骨髓移植中常見(jiàn)的，危及生命的并發(fā)癥，可分為急性和慢性兩類。已有研究結(jié)論揭示，IL-2Rα、TNFR1、IL-8等均無(wú)法特異性地指導(dǎo)個(gè)體GVHD的診斷和預(yù)后。Elafin是一種對(duì)IL-1和TNF-α產(chǎn)生應(yīng)答而分泌的抗蛋白酶?；虮磉_(dá)相關(guān)研究提示Elafin是由介導(dǎo)GVHD的炎癥細(xì)胞因子誘導(dǎo)產(chǎn)生的。Elafin作為抗炎因子，能中和中性粒細(xì)胞釋放的過(guò)量破壞性蛋白酶，并減少實(shí)驗(yàn)性心臟移植后的組織壞死[12]。Paczesny等[12]研究表明GVHD的皮膚活檢標(biāo)本中Elafin過(guò)度表達(dá)，高表達(dá)Elafin的GVHD皮損組織學(xué)上表現(xiàn)為表皮增厚，且在皮膚GVHD的初始階段，血漿中的Elafin水平顯著升高，其水平變化與病情嚴(yán)重程度有一定的關(guān)系。與其他已知的危險(xiǎn)因素相比，Elafin水平升高的死亡相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)更大，故Elafin是皮膚GVHD評(píng)估診斷和預(yù)后價(jià)值的重要生物標(biāo)志物[12]。

4 Elafin與皮膚光老化

光老化是在固有老化基礎(chǔ)上疊加慢性UV照射介導(dǎo)的損害，其特征性表現(xiàn)包括表皮的改變、彈性纖維以及膠原纖維網(wǎng)絡(luò)的損害。中性粒細(xì)胞是引起彈性纖維和膠原纖維變性的主要細(xì)胞，其可能在光老化病理生理學(xué)過(guò)程中扮演著重要的角色[13]。 Crispin等[14]研究證實(shí)窄譜UVB也可通過(guò)快速誘導(dǎo)c-jun和p38家族MAPK的磷酸化誘導(dǎo)Elafin在皮膚中的表達(dá)增加。Elafin的抗蛋白酶作用在阻止UV介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)中有重要作用，其可減輕中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，限制中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)范圍，進(jìn)而減少NE的釋放，阻斷其正反饋過(guò)程。Elafin與彈性纖維的結(jié)合可能是日光性彈性纖維變性的起始事件。定向結(jié)合的Elafin對(duì)阻止老化進(jìn)程似乎是至關(guān)重要的。Elafin與彈力蛋白結(jié)合形成不溶的彈力蛋白更能抵抗NE的消化作用，最終導(dǎo)致光老化皮膚中的彈性纖維積累[14,15]。綜上所述，Elafin依賴于其拮抗NE的各種生物學(xué)功能，可能作為抗光老化治療中的有效手段。

5 Elafin與其他皮膚疾病

慢性持久不愈的傷口是以不緩解的炎癥、高水平中性粒細(xì)胞衍生的彈力蛋白酶和ROS為特征，Elafin在皮膚受傷部位表達(dá)增加，拮抗活化的中性粒細(xì)胞產(chǎn)生的NE，從而可減輕傷口局部炎癥，促進(jìn)傷口愈合[1]。

6 結(jié)語(yǔ)

皮膚科用藥類型較為簡(jiǎn)單，糖皮質(zhì)激素及免疫抑制劑作為常用藥物，其副作用相對(duì)較大。以Elafin作為用藥靶點(diǎn)可能在多種皮膚疾病的治療中獲得一定的成功?，F(xiàn)有彈性蛋白酶抑制劑西維來(lái)司鈉適用于治療伴有全身炎性反應(yīng)綜合征的急性肺損傷，其主要是通過(guò)選擇性抑制中性粒細(xì)胞釋放NE，從而減輕炎癥[16]。將NE抑制劑作為皮膚科的抗炎用藥可能有一定效果，但如何保證系統(tǒng)性應(yīng)用西維來(lái)司鈉等彈力蛋白酶抑制劑后在皮膚局部富集，從而發(fā)揮作用，可能還需更多的研究支持。

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(收稿：2015-11-25)

Elafin and some skin diseases

XUQiuyun,JIChao,CHENGBo.

DepartmentofDermatology,TheFirstHospitalofFujianMedicalUniversity,Fuzhou350005,China

CHENBBo,E-mail:chengbo630415@126.com

Elafin is an endogenous specific inhibitor of neutrophil elastase (NE) which displays anti-proliferation and anti-inflammatory properties by antagonizing NE. Elafin plays a significant role in multiple skin diseases such as melanoma, psoriasis, vasculitis, graft versus host disease, etc. In this paper the role of elafin in some skin diseases is reviewed.

Elafin; neutrophil

福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院皮膚科，福州，350005

程波，E-mail: chengbo630415@126.com