维生素对炎症性皮肤疾病免疫调节的研究进展
时间:2025-09-06 12:17:14 热度:37.1℃ 作者:网络
皮肤是人体表皮系统最大的器官,在身体中起着关键作用,如保护、修复、感觉、体温调节、维生素D、激素和神经递质的合成,以及水、尿酸和氨的排泄。皮肤中微生物群的稳态平衡不仅仅是作为一种物理屏障,而且在维持皮肤健康方面发挥着重要作用。体内平衡和微生物群之间的破坏可能会失调一些免疫反应,并导致皮肤疾病,如银屑病、痤疮或特应性皮炎(atopicdermatitis,AD)。
为了维持健康的皮肤,对抗触发的免疫反应和自由基介导损伤的一个突出的纠正措施是使用抗氧化剂。抗氧化剂改变与皮肤损伤相关的信号转导有关。由于营养品的天然抗氧化特性,许多人除了在脸上进 行局部皮肤护理外,还增加了多种维生素或单独的维生素补充剂。维生素A、B3、C、D和E还通过多种途径发挥抗微生物作用。文章探讨了皮肤的微生态学以及维生素A、B3、C、D和E对炎症性皮肤疾病的影响。
1.皮肤的微生物生态学
新生儿皮肤初始定植发生在分娩期间。经阴分娩的婴儿中,乳酸杆菌、普雷沃氏菌或Sneathia物种在通过宫颈和阴道的过程中转移到皮肤上。这些物种在6周大时消失,此时微生物群开始形成更像皮肤的特征,富含葡萄球菌和棒状杆菌。在剖腹产婴儿中,葡萄球菌、棒状杆菌和Cutibacterium物种占主导地位。皮肤微生物生态的主要驱动因素之一是毛皮脂腺单位,这是一种包含毛囊及其相关皮脂腺的皮肤附属物。皮脂腺分泌一种名为皮脂的蜡状油性物质,这种物质使皮肤软化,并选择代谢其所含营养的微生物种类。毛皮脂腺单位也是缺氧的,为兼性厌氧杆菌Cutibacterium acnes提供了理想的环境,它在这个生态位中占主导地位。
皮肤表面的其他标志性细菌包括凝固性阴性葡萄球菌物种,如表皮葡萄球菌,它们能够黏附并持久存在于人类皮肤上,并耐受这种情况。皮肤表面的其他标志性细菌包括凝固酶阴性葡萄球菌,如表皮葡萄球菌,它们能够黏附并持久存在于人类皮肤上,并能耐受这种情况。水分和闭塞度较高的皮肤部位(如腹股沟、腋窝和脐部)富含棒状杆菌,这种棒状杆菌可能依赖脂质,在培养中生长缓慢。当性激素驱动皮脂腺成熟并启动皮脂分泌时,皮肤微生物群在青春期发生重要变化。富含脂质的皮脂的引入促使皮肤表面亲脂性痤疮梭菌和马拉色菌spp的扩张,这与血清性激素浓度有关。在青春期之外,随着时间的推移,定植在皮肤上的细菌和真菌菌株在个体内保持相对稳定。
2.维生素与炎症性皮肤疾病
2.1.维生素A
维生素A是一种脂溶性维生素,可通过其代谢产物维甲酸调节免疫反应并维持上皮组织和黏膜的稳态。维甲酸通过其受体控制基因表达,受体是皮肤表达的转录因子,介导靶基因的表达。维生素A缺乏与皮肤感染和炎症易感性增加有关。Toll样受体(Toll like receptors,TLR)是皮肤先天免疫的重要组成部分。每个TLR都当病原体识别受体(pathogen recognition receptor,PRR),对病原体或受损细胞产生促炎反应,根据其细胞定位将其分为不同类型。TLR2和TLR3的活性依赖于视黄酸。维生素A通过三个主要途径对皮肤的先天免疫产生影响,主要包括TLR2和TLR3的表达增加、肥大细胞的调节和抗微生物蛋白的表达。全反式维甲酸(all trans retinoic acid,ATRA)通过下调TLR2及其辅助受体CD14表现出抗炎反应。ATRA预处理和联合处理原代人单核细胞抑制了TLR2触发单核细胞因子释放的功能。ATRA还抑制痤疮杆菌对单核细胞因子的诱导。肥大细胞(mast cells,MC)在皮肤的先天免疫中起着重要作用。这些细胞在包括AD、银屑病和慢性荨麻疹在内的皮肤条件下增殖并发生功能改变。
作为对微生物产物的反应,MC增加TLR和免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)E受体的表达。这导致促炎细胞因子的分泌。维甲酸在调节肥大细胞中起着复杂的作用,并被广泛用于治疗几种炎症性皮肤病。有证据表明,金黄色葡萄球菌定植和维生素A缺乏在AD的发病机制中具有重要意义。AD和先天免疫反应缺陷患者的金黄色葡萄 球菌定植增加,这与其皮肤微生物组的低多样性有关。此外,维生素A可以影响抗菌肽(antimicrobial peptides,AMP)的表达,从而促进宿主对皮肤感染的免疫力。维生素A具有免疫调节作用,可预防白色念珠菌引起的真菌感染。多项试验的体外和体内结果报告了维生素A及其衍生物对人类多种真菌感染的疗效,例如对曲霉菌属和微孢子菌属。因此,维生素A衍生物如类视黄醇可在临床上被探索为对抗真菌感染的潜在治疗策略。
2.2.维生素B3
又称烟酰胺,代表烟酸的一种水溶性衍生物,属于维生素B3组。烟酰胺对皮肤的影响多种多样,作为化妆品配方中的一种成分,它已经相当受欢迎。烟酰胺参与皮肤中的多种代谢过程和途径,如烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD)的合成。一旦进入有活力的表皮,维生素B3就会转化为其活性形式NAD+,NAD+在能量代谢和DNA修复中发挥关键作用。此外,NAD+的还原形式如还原型辅酶I和还原型辅酶II具有抗氧化特性。
烟酰胺的抗炎特性与其抑制控制核因子-κB(nuclear factor-kB,NF-kB)转录的聚ADP核糖聚合酶1(poly ADP-ribose polymerase-1,PARP-1)酶表达的能力有关。这些基因转录受PARP-1在各种免疫细胞中的调节,包括树突状细胞、巨噬细胞和淋巴细胞。由于PARP-1抑制,促炎细胞因子水平下降。这使其有益于治疗皮肤病,如寻常痤疮和其他皮肤疾病。痤疮角质杆菌通过刺激TLR2触发促炎细胞因子如白细胞介素(interleukin,IL)-8的释放,在痤疮的进展中发挥着重要作用。此外,体外研究显示烟酰胺通过抑制白细胞及其细胞反应和减少IL-8的释放来发挥其抗炎功能,IL-8是一种对痤疮杆菌诱导的细胞因子。在临床研究中,观察到受AD影响的个体中金黄色葡萄球菌的细菌数量增加,这导致皮肤微生物群落的种类总体减少。这种失调引起的炎症和免疫反应包括循环T细胞数量下降、TLR功能受损和CD4+细胞增加。
2.3.维生素C
维生素C在改善皮肤病理方面是不可或缺的,包括痤疮、银屑病、进行性紫癜或过敏性接触性皮炎。它经常被用作提供抗炎作用的制剂的一部分。维生素C影响炎症的三个阶段,包括趋化性、吞噬作用、杀死微生物群、细胞凋亡和中性粒细胞清除。与自由形式的维生素C相比,角鲨烯维生素C显著增加表皮厚度,优先促进人类皮肤中III胶原的产 生,并在更大程度上促进糖胺聚糖的产生。此外,L-抗坏血酸抑制黑色素生成并加速伤口愈合。痤疮角质杆菌触发促炎介质,通过其参与毛皮脂腺的皮肤角质形成细胞和皮脂腺,导致痤疮的产生。维生素C、锌和克拉霉素的组合被发现在体外对痤疮杆菌具有抗菌作用。此外,补充维生素C可以调节炎症细胞因子的分泌,减少黑色素瘤的转移,减少肿瘤的发展,并增强其包埋性。维生素C通过钠依赖性维生素C转运蛋白2在中性粒细胞中积累,其氧化形式(脱氢抗坏血酸)通过葡萄糖转运蛋白转运。
维生素C在中性粒细胞中的积累可以在氧化损伤中发挥保护作用,并有助于再生膜中存在的抗氧化剂,如谷胱甘肽。它还减弱了激活促炎转录因子NF-kB的氧化剂的产生。感染慢性肉芽肿性疾病等疾病的患者易受细菌和真菌感染,这是一种中性粒细胞和巨噬细胞功能缺陷的免疫缺陷疾病。它们可能因黏质沙雷氏菌或金黄色葡萄球菌等细菌而发生皮肤感染,也可能因曲霉菌类而发生真菌感染。维生素C参与中性粒细胞的凋亡过程。在这个过程中,胱天蛋白酶等酶在巨噬细胞的标记和清除中发挥着关键作用。然而,胱天蛋白酶对中性粒细胞产生的活性氧(reactive oxygen species,ROS)敏感, 并且可能由于中性粒细胞的激活而失活。对人类中性粒细胞进行的体外研究表明,维生素C可能在大肠杆菌诱导的氧化敏感性胱天蛋白酶依赖性凋亡过 程中发挥保护作用。
2.4.维生素D
维生素D,也称为钙化醇,是一种重要的脂溶性营养素,因其在骨骼健康和钙稳态中的作用而广为人知。维生素D的潜在健康益处包括降低高血压、 抗菌活性、预防癌症和自身免疫性疾病以及对免疫系统的积极调节,包括抑制适应性免疫反应和/或改变暴露于紫外线的皮肤中的炎症事件。紫外线的免疫调节(抑制和增强)作用是通过维生素D依赖性和维生素D非依赖性途径介导的。紫外线照射和维生素D也可能改变宿主微生物组。维生素D通过与肠道微生物组的相互作用在维持免疫稳态中发挥作用。维生素D的免疫功能包括抑制T淋巴细胞和诱导调节性T细胞。在T淋巴细胞膜上,维生素D激活G蛋白偶联受体2的表达,该受体在皮肤炎症期间参与T细胞介导的途径,最终保留在表皮细胞中。
几项研究表明,维生素D缺乏可能在银屑病的发展中起主要作用。这种慢性皮肤病通过辅助性T细胞(helper T cells,Th)17细胞及其相关的免疫刺激细胞因子(IL-17、IL-21、IL-22)来识别,包括肿瘤坏死因子α和非典型AMP反应,导致其过度产生,最终引发角质形成细胞的炎症和增殖,导致银屑病病变的发展和持续。 维生素D治疗已被证明可降低单核细胞中TLR2和TLR4的活性。与银屑病不同,AD的上皮层含有较少的组织蛋白酶,使其更容易受到金黄色葡萄球菌的感染。其中一项研究表明,巨噬细胞激活TLR,导致维生素D受体及其基因的表达增加,最终导致组织蛋白酶的产生增加,从而降低对细菌感染的易感性。此外有研究表明,1,25-羟基维生素可降低Th17细胞的增殖,而Th17细胞在痤疮病变进展过程中由痤疮角质杆菌触发释放。
2.5.维生素E
维生素E是一种亲脂性抗氧化剂,天然存在于八种形式中,其中最具生物活性的是α-生育酚。维生素E,有时被称为“年轻人的维生素”,具有抗氧化和抗炎的特性,因此被广泛用于化妆品中。尽管它在细胞膜中的浓度较低,但它是抵御自由基对细胞膜造成损害的第一道防线。维生素E缺乏会导致免疫功能下降。已知维生素E通过两种机制增强免疫反应。首先,由于其抗氧化特性,它可以保护巨噬细胞的细胞膜免受氧化应激。其次,它在抑制前列腺素的产生方面发挥作用。饮食中缺乏维生素E会导致皮肤状况普遍恶化,并导致皮肤附属物受损、伤口愈合受损或过度脱发。维生素E的作用是保护膜免受脂质过氧化,从而防止氧化损伤。研究还强调了氧化应激参与免疫介导的皮肤病的病理学,如特应性皮炎和银屑病。
一项针对AD患者的研究表明,治疗组的血清维生素E和IgE水平成反比。评估组显示,补充维生素E后,与AD相关的情况有所改善,如面部红斑或地衣化。在寻常痤疮中,已知的致病生物是痤疮杆菌的定植,ROS和脂质过氧化物(lipid hydroperoxide,LPO)的产生是疾病进展的一部分。研究表明,血清维生素E水平与寻常痤疮的严重程度呈负相关。在寻常痤疮患者中补充维生素E在八周内降低痤疮的严重程度方面显示出积极的结果。此外,在治疗两周后,炎症性和非炎症性病变的数量有所减少。人急性单核细胞白血病细胞系参与对真菌感染的先天免疫反应,并发现念珠菌的细胞壁成分增强了肿瘤坏死因子α、IL-8和IL-1β的分泌。维生素E可下调参与IL-1α、IL-1β、IL-10、IL-8、IL-6和IL-12释放的途径。
3.维生素与肠道-皮肤轴
人类肠道中有多种微生物群落,它们在维持肠道皮肤稳态方面发挥着重要作用。当肠道微生物组和免疫系统之间的关系受损时,可能会对皮肤产生后续影响,从而可能促进皮肤疾病的发展。肠道微生物组影响皮肤健康的机制尚不清楚。需要加强我们对皮肤和肠道微生物组之间联系的理解,以找到治疗人类皮肤疾病的新方法。不同的研究报道了肠道微生物通过调节免疫系统在皮肤炎症性疾病中的作用。据报道,银屑病中的IL-23/IL-17炎症途径受皮肤和肠道微生物群的调节。研究发现,给予婴儿双歧杆菌、戊糖乳杆菌等不同益生菌对银屑病患者有有益效果。同样,在寻常痤疮患者中观察到微生物组多样性降低所表现的肠道微生态失调,益生菌的摄入防止了不同患者群体中AD的发生。
除此之外,皮肤病理状况,如酒渣鼻、头皮屑和脂溢性皮炎也与肠道微生态失调有关,可通过给予益生菌来改善肠道微生态紊乱。由于肠道微生物组是不同维生素的来源,肠道微生态失调可能会改变其水平,导致皮肤微生态失调。然而,关于维生素调节肠道-皮肤轴的作用,尚缺乏有效临床数据,因此,需要研究维生素对肠道-皮肤轴的影响,以确定它们在皮肤疾病中的合理联系。肠道和皮肤中微生物群的出现具有共同的特征和功能,这可能使我们能够了解导致每种皮肤疾病的关键微生物及其作用机制。
4.总结与展望
皮肤是先天免疫的重要器官,这种屏障和免疫功能的破坏与各种皮肤疾病有关,如AD、银屑病和痤疮。最近在理解皮肤微生物群方面的进展揭示了这些微生物群与皮肤免疫细胞之间复杂的沟通。维生素以其抗氧化和抗微生物特性而闻名,已成为免疫信号的潜在调节剂,有望改善皮肤健康和管理皮肤疾病。在不同皮肤病的发展过程中,肠道微环境的变化和皮肤免疫之间的双向联系可能会引入平衡肠道-皮肤稳态的治疗策略。尽管不同的维生素已 被证明对各种皮肤病理有效,但这些物质及其在肠道微生物群中的异构体在改善这种变化方面的作用仍有待探索。这可能会演变成一种机制途径,将皮肤免疫和肠道微生物组的各个方面联系起来,最终确定新的治疗途径。
因此,在与皮肤免疫、健康和疾病相关的研究中,研究特定维生素(A、B3、C、D和E)作为药物/营养补充剂的潜力将突出其未来的治疗/预防潜力。未来需要更多的临床研究来阐明这 些维生素对皮肤免疫的影响,以增强对维生素、皮肤微生物组和免疫反应之间复杂相互作用的理解。此外,维生素的剂量、其生物利用度、影响皮肤微生物组的因素及其促微生物/抗微生物特性仍是将来的研究重点。
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4.其他文献略。