銀屑病及實驗動物研究
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銀屑病(Psoriasis)是一種以表皮過度增生和真皮慢性炎症反應爲特徵的常見皮膚病。在不同地區和人羣中銀屑病發病率有很大的差異。斯堪的納維亞人中銀屑病患病率接近5%,歐洲一些地區和美國的估計發病率常超過2%相反,日本的患病率估計不到1%,南美安第斯山脈居民中則很少患有此病。我國銀屑病科研協作組1984年調查結果表明,銀屑病的發病率爲0.123%,其中尋常型銀屑病佔97.98%,膿皰型和關節型均爲0.69%,紅皮病型0.58%。自從1984年國內流行病學調查以來,國內尚未見到銀屑病患病率的大樣本統計報道,但多數人認爲近幾年銀屑病發病率有增高的趨勢。雖然一些人認爲在我國不同地區銀屑病患病率差異不大,但1984年調查表明,在一些高發地區可達到0.442%。
就人種而言,銀屑病的發病率高低順序爲白、黃、黑種人。
銀屑病自 Willlan和 Henra命名以來已有 200多年的歷史,其發病機制仍不清楚。由於臨牀表現複雜多變及缺乏理想的動物模型,對銀屑病的發病過程有過多種不同的解釋。近年來隨着科學技術的發展,人們對銀屑病的發生發展過程有了較深入的研究和了解。
銀屑病的診斷比較容易,對於一些不太典型而又疑爲銀屑病的病例,經過全面仔細檢查,詳細尋問病史,並輔以組織病理學檢查,一般可以做出正確的診斷,因此銀屑病臨牀實踐的重點應是該病的預防和治療。
多年來,雖然人們在銀屑病治療方面進行着不懈的努力,投入了大量的人力、物力和財力,但目前對銀屑病仍沒有一個滿意的治療方法,銀屑病的治療方法(或藥物)已達數百種或近千種之多,充分反映了銀屑病防治中的困難。
近年來由於社會上一些個體行醫通過不同的渠道進行不負責任的宣傳和誤導,致使不少的銀屑病患者不是到醫院接受正規的治療,而是到社會上一些非正規診所進行診治。嚴重干擾了銀屑病的自然病程,惡化了該病的預後。
由於銀屑病易於復發,更應當注意藥物的不良反應。如果某一藥物雖然其療效滿意,倘若不良反應明顯,病人長期反覆應用,其毒副作用對患者的影響將遠遠超過疾病本身,甚至危及生命。所以,在給銀屑病患者治療的同時,要向患者作多方面的解釋,包括注意事項、用藥的“利”、“弊”等。詳細的說明至少有兩方面的好處:其一是給患者解釋清楚後,避免患者在藥物使用一段時間因療效不太理想,輕易放棄治療;另一個優點是能使患者對疾病有一個正確的認識,解除思想負擔,對治療將有較大的幫助。因此詳細的解釋對銀屑病的治療是十分重要的。近年的一些報道顯示,精神因素對銀屑病的發病有明顯的影響。
只有依據現個掌握的銀屑病發病原理,針對衆多環節綜合治療,才能取得較爲滿意的療效。無論選擇什麼樣的方法,均應按照用藥原則,根據銀屑病的分型、分期、皮疹面積、部位、發病次數、患病持續的時間、既往患者使用過的藥物等諸多因素,權衡利弊,全面考慮,始終強調安全無害、重在調理的策略。面對銀屑病防治實踐中的種種困惑,銀屑病的實驗研究顯得更爲重要。醫學實驗研究中,絕大部分實驗要用實驗動物進行,皮膚病的研究也不例外。各種動物的特點不同,用途各異,在實驗研究中必須根據實驗動物的特點及實驗內容選用符合要求的動物。實驗動物的選擇關係到實驗的成敗。
實驗動物的選擇應遵循以下原則:
1.選用與人體結構、功能、代謝及疾病特徵相似的動物。這是保證實驗成功的關鍵。
2.選用解剖生理特點符合實驗目的的動物。很多實驗動物具有某些解剖生理特點,可爲觀察器官或組織的實驗提供很多便利條件,如能適當使用,將會減少實驗準備的諸多麻煩,降低操作難度,使實驗容易成功。
3.注意人與實驗動物對同一刺激的反應差異,選用具有明顯反應的動物。各種實驗動物在基因型、組織型、代謝型、易感性等方面是有差別的,在實驗研究中,常要選用那些對實驗因素最敏感的動物作爲實驗對象。
4.選用有類似人類的近交系或突變系動物。許多自發性或誘發性疾病模型能局部或系統地反映人類的疾病過程,這些疾病有的可經遺傳學方法固定於動物品系之中,有的可在動物身上誘發複製。
5.選用結構功能簡單又有反映研究指標的動物。例:果蠅具有生活史短(12天左右),飼養簡便,染色體少(只有4對),果蠅染色體制作容易等優點,常用作遺傳學研究的絕好標準化動物。
6.選用與實驗設計,技術條件、實驗方法等相適應的標準化動物。實驗動物的微生物控制標準應根據實驗需要選擇無菌動物,無特殊病原體動物等。
7.在不影響實驗質量的前提下,選用最易獲得,最經濟,最易飼養管理的動物。
銀屑病發病機制不清,以往研究發現可能和角質形成細胞、成纖維細胞、T細胞、自然殺傷細胞、巨噬細胞和微血管內皮細胞的異常有關。但是因爲缺乏適宜的動物模型使銀屑病的研究受到干擾因素的影響,嚴重聯合免疫缺陷小鼠(SCID)的使用使研究單一相關因素在銀屑病發病機制中的作用成爲可能,爲銀屑病的研究提供了一個新的途徑。本文就SCID小鼠在銀屑病研究中的應用進行綜述。
SCID小鼠 T淋巴細胞和 B淋巴細胞缺失,使機體細胞免疫和體液免疫受到很大削弱,這樣使在SCID小鼠身上研究銀屑病各種單一相關發病因素成爲可能;而且在SCID小鼠身上移植的人銀屑病皮損存活率高,病損改變的可重複性良好,所以近年來SCID小鼠在銀屑病研究中的應用受到廣泛關注。
移植皮膚組織學改變
把銀屑病患者未受累皮膚或皮損移植到SCID小鼠,證實移植的皮膚或皮損存活率大於85%,且移植後較長時間內觀察到的變化可以重複。移植後臨牀評估和常規光鏡檢查發現正常人皮膚維持正常,銀屑病患者未受累皮膚變厚,銀屑病斑塊維持特徵性的斑塊樣隆起和脫屑,人鼠皮膚組織交界區尚可區分,局竈有嵌合。免疫組化顯示移植前後細胞的表型大致相同。但是也有人觀察移植到SCID小鼠的皮膚形態學和免疫組織化學變化,發現在22周內移植皮膚的大體形態得到較好地維持,組織學和免疫組織化學所觀察到的銀屑病皮損的特徵隨着銀屑病皮損內浸潤的淋巴細胞的下降而逐漸消失,但棘層肥厚和角化過度維持得較好。因而在特定時期內 SCID小鼠可以作爲銀屑病的研究模型,以揭示遺傳學和病因學異常。
在發病機制中的作用
闡明銀屑病的發病機制需要分別研究表皮和真皮的作用。把培養的人角質形成細胞和成纖維細胞混合物移植到SCID小鼠皮下,可發育成具有人皮膚結構的囊腫。用這種方法,分別培養銀屑病患者和正常人的角質形成細胞和成纖維細胞,製備成四種混合物:正常角質形成細胞和正常成纖維細胞;銀屑病患者角質形成細胞和正常成纖維細胞;正常角質形成細胞和銀屑病患者成纖維細胞;銀屑病患者角債形成細胞和銀屑病患者成纖維細胞。每種混合物分別移植到SCID小鼠皮下,觀察囊腫形成和組織學變化。發現混合物不同囊腫的結構也不同,並提示銀屑病角質形成細胞和成纖維細胞有異常,銀屑病的成纖維細胞對錶皮的增厚有影響,導致移植後銀屑病角質形成細胞的分化可能加速,失去正常表皮結構。
毛細血管在發病機制中的作用
皮膚有兩套相連的血管系統即淺表血管叢和深部血管叢用以營養自身。浸潤T細胞表達獨特的皮膚淋巴細胞相關抗原,可以被HECA-452mAb識別。爲了研究 HECA-452+淋巴細胞在區別深淺血管叢導向位點的作用,Kunstfeld R把分別帶有深部或淺表血管叢的皮膚標本同時移植到同一SCID小鼠身上並輸入人T細胞。發現兩處皮膚都有致密的人T細胞浸潤,但是隻有淺表血管叢中的T細
胞表達皮膚淋巴細胞相關抗原。證實在銀屑病皮損中T細胞是以淺表血管叢爲作用對象而不涉及深部血管叢。提示不僅不同器官而且同一器官的不同血管牀通過表達特異的導向(homing)受體能夠指引淋巴細胞的流通。
T細胞在發病機制中的作用
在驗證T細胞維持銀屑病病理變化的試驗中,將銀屑病皮損移植到 SCID小鼠並皮下或靜脈注射自體源於皮損的培養T細胞和外周血T細胞,對照組不注射T細胞。結果顯示對照組失去銀屑病皮損的特徵,外周血T細胞不能維持銀屑病皮損特徵,而注射培養的皮損內T細胞可維持銀屑病的特徵,包括表皮厚度標記指數(labeling index)以及 HLA-DR和 ICAM-l的表達,並且失去中間絲相關蛋白《filaggrin)的表達.健康志願者皮膚移植到SCID小鼠後,注射銀屑病皮損中的T細胞,不能誘發銀屑病改變。提示銀屑病是由自身抗原反應性T細胞介導的,它在銀屑病皮損中出現頻率更高。
銀屑病未受累皮膚移植到SCID小鼠並在其下注射自體免疫細胞,CD4+T細胞可以引起銀屑病友損發生,而CDS+T細胞不能。同時發現在皮損發展的條件下,表皮內的CDS+T細胞增殖並表達急性活化標誌CD25和CD69。在急性皮損發生前,皮內表達 NKRS(CD94), CD158a, CD158b的 CD4”T細胞和 CDS+T細胞積聚。在銀屑病慢性斑塊中也有帶NKRS的免疫細胞,但是銀屑病未受累皮膚和健康人皮膚無此細胞。這些受體可識別MHCI等位基因產物包括銀屑病家族成員遺傳的HLA-C,HLA-B異型。因而未受累皮膚注射CD4+T細胞可以引起免疫刺激反應,造成 T細胞活化和表達 NKRSCD4+和 CD+ST細胞的出現。
銀屑病皮損中出現表達自然殺傷細胞受體CD94和CD161的T細胞(NK-T細胞)的意義不清。體外孵育NK-T細胞和CDld+ 角質形成細胞可產生大量IFN-r和IL-13,並可被杭CDld mAb抑制,提示反應中表面分子參與了識別作用.銀屑病未受累皮膚移植到SCID小鼠,並在其下注射NK-T細胞,可以產生銀屑病樣皮損,過度增生的角質形成細胞瀰漫的表達CDld,並有CD161+T細胞浸潤。RNase保護試驗證實急性皮損中主要爲 IFN- r和 IL-15mRNAs,提示表達 NKRs的 T細胞與 CDI d+角質形成細胞發生病理生理作用,通過產生 Thl細胞因子而激發銀屑病。
細胞因子在發病機制中的作用
爲了驗證幹細胞因子(SCF,肥大細胞生長因子)在銀屑病發病中的作用,用免疫組織化學和ELISA分析尋常型銀屑病患者應報和血清中SCF,發現銀屑病皮損棘細胞層角質形成細胞,內皮細胞和成纖維細胞有瀰漫着色,血清SCF比正常對照高,但與疾病的嚴重程度無相關性。將患者分成瘙癢組和不瘙癢組,發現真皮乳頭層肥大細胞數和血漿組織胺水平前者比後者高,但是血清SCP水平無統計學差異。銀屑病未受累皮膚移植到SCID小鼠並注射SCF,沒能引起銀屑病祥皮損,但肥大細胞增多,提示角質形成細胞產生的SCF弓l起銀屑病真皮乳頭層肥大細胞增多,並與銀屑病的瘙癢有關,但不是銀屑病的發病原因,其他因素應需考慮。
HOOg K證實單把 CD4+CD45Rb( hi) T細胞移植給 SCID小鼠,很少有小鼠發病。移植細胞後一天,再一起用LPS和IL-12或葡萄球菌腸毒素B刺激,可以大大地增加發病和增強皮損嚴重程度。更重要的是用這種方法誘導的反損表現出很多銀屑病皮損的組織特點。皮膚浸潤的CD4+T細胞主要是CD45Rb(lOW)記憶/效應細胞,並有高度的 Thl表型傾向。爲了檢驗致病性T細胞的發展是否有賴於自身產生的 IFN- r,把 IFN- r-/一和 CD4+CD45Rb(hi) T細胞轉入T,B and NK cell缺陷的 scld/beige小鼠,發現除棘層肥厚略有減弱外,銀屑病的發生與轉入IFN- r+/+ T細胞SCID’小鼠相似。在T細胞轉入7天和 35天,用抗IL-12mAh作用,可以終止銀屑病的發展。皮損來源的IFN-r炎症細胞分泌大量的 TNF-a,而抗IL-12mAb作用後的無 TNF-a的產生。提示 IFN-r-/- T細胞的炎症作用可能部分是由於TNF-a產生的,抗IL-12mAb的治療作用可能是它能下調 TNF-a和IFN-r。
超抗原在發病機制中的作用
銀屑病以炎症和表應增生爲特徵,細菌超抗原誘導的T細胞介導的自身免疫反應在其發病機制中有重要作用。銀屑病未受累皮膚移植到SCID小鼠,真皮內反覆注射細菌超抗原同時腹腔內注射超抗原刺激的銀屑病患者外周血單核細胞,結果小鼠出現的炎症反應具有銀屑病皮損的特徵如:表皮增生,乳頭狀瘤,病竈出現ICAMI表達和細胞外T細胞浸潤並表達皮膚淋巴細胞相關抗原。這些發現證明超抗原具有激發銀屑病樣皮炎的潛力,並提供了研究淋巴細胞導向的模型。
爲了研究超抗原作用下的外周血單核細胞在維持移植的銀屑病皮損組織形態和細胞因子基因表達中的作用,葡萄球菌腸毒素B(SEB)刺激的源於銀屑病患者的外周血單核細胞單次或重複注射到SCID小鼠移植的全層銀屑病皮損的皮下。5周後,重複注射SEB-PBMCS的小鼠銀屑病樣皮損最明顯.用SEB-PBMCS和未刺激的PBMCS反覆注射,小鼠真皮上部內皮細胞可表達E-選擇蛋白(E-selectin);而單次注射沒有E-selectin表達。SEB-PBMCs重複注射的小鼠可以檢測到IL-lp和IFN-r。提示持續的供給活化的PBMCs可以更加有效地保持銀屑病樣結構。
治療蘇物的仿造
銀屑病皮膚異種移植時注射1,25二羥維生素D3,環抱菌素A或IL-10以研究1,25二羥維生素D3,環抱菌素A和IL-10對銀屑病皮膚異種移植表現的作用。同時驗證用SEB和IL-2活化,然後用1,25二羥維生素D3或環抱菌素A預處理的自體淋巴細胞誘導銀屑病皮損的作用。發現對移植的銀屑病皮損注射1,25二羥維生素D3,或環抱菌素A都可導致銀屑病臨牀和組織學積分一致的減少並向未受累銀屑病皮膚蛻變,而 IL-10無此作用。銀屑病未受累移植皮膚注射活化的免疫細胞後,可以使移植物向斑塊型銀屑病轉化,表現爲銀色鱗屑、角化不全、延長的真皮乳頭、棘層肥厚和真皮毛細血管反應。與此相反,活化的免疫細胞在注射前用1,25二羥維生素D3或環抱菌素A處理,移植皮膚的變化很小。表明活化的T細胞可能誘導銀屑病,免疫調節藥物可以抑制銀屑病人免疫細胞的致病能力。
銀屑病經常用糖皮質激素、維生素A和維生素D等活化細胞核荷爾蒙受體的製劑治療。過氧化酶增殖活化受體(PPAR r)是一種相關的細胞核荷爾蒙受體,可以被其配體thiazolidinediones活化。troglitazone是臨牀中使用的thiazolidinediones類藥物,在用 troglitazone治療的過程中,所有銀屑病患者的病情得到緩解,人角質形成細胞表達PPAR r,t roglitazone可顯著抑制體外培養角質形成細胞的增殖。在SCID小鼠模型中應用troglitazone可以減輕移植表皮的過度增生。提示 PPAR r可能是有效治療銀屑病的細胞內靶目標。
總之,SCID小鼠T淋巴細胞和B淋巴細胞缺失,以SCID小鼠作爲移植受體研究銀屑病患者角質形成細胞、T細胞、毛細血管、細胞因子、超抗原在發病機制中的作用,並用於銀屑病治療藥物的篩選,表明是研究單一因素在銀屑病的發病機制中作用的一種較爲理想的動物模型。
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