免疫衰老与皮肤疾病

房小凯，姚煦

免疫衰老(immunosenescence)是机体衰老的重要组成部分，是一种免疫缺陷状态，主要表现为机体对内外源性抗原的免疫应答能力下降，对新抗原的反应性缺失、疫苗的保护作用及免疫记忆反应迟钝，导致个体随年龄增长对感染性疾病的防御能力、抗肿瘤能力、清除衰老细胞能力下降[1]。其涉及固有免疫、适应性免疫以及多种免疫细胞和因子，并和肿瘤等多种疾病相关[2]。免疫衰老影响多种皮肤疾病的发生与发展，但目前尚缺乏系统总结。本文对文献进行复习，为相关疾病的病因学研究与临床诊疗提供参考。

1 免疫系统衰老

随着年龄增长，胸腺逐渐萎缩，T细胞生成能力降低并逐渐停止，外周淋巴细胞库多样性降低[3]。外周免疫器官为免疫反应提供合适环境的能力下降，脾脏中B细胞和记忆性CD4+T细胞比例上升，γ/δT细胞和初始CD4+T细胞比例下降[4]。外周淋巴结副皮质区和髓质区组织重塑，脂肪组织增加，生发中心减少[5]。

在免疫衰老的过程中，树突状细胞(dendritic cells，DCs)分泌促炎细胞因子增加，而抗炎和免疫调节细胞因子水平降低，导致免疫耐受下降和慢性炎症发生[6]。未成熟自然杀伤(natural killer，NK)细胞数量下降，成熟NK细胞数量上升，固有免疫和获得性免疫失调[7]。记忆T细胞、效应T细胞、活化的辅助T细胞(helper T cell，Th)2和调节性T细胞(regulatory T cells，Treg)数量增加，而初始T细胞、活化的Th1细胞及T细胞活性和多样性减少[8- 9]。上述多种细胞和体液免疫的变化导致了免疫系统向炎症和自身免疫模式的转变，促进了感染、肿瘤、自身免疫性疾病等多种老年疾病的进展。

无论在健康或疾病的背景下，“衰老”和“免疫衰老”都是密切相关但并不等价的两个概念，衰老的个体大多出现免疫衰老，但是其免疫功能下降的程度随个体变化有较大不同。同时，因为某些疾病的状态，年轻的患者也可能提前出现类似免疫衰老的免疫系统改变，并因此进一步加重或诱发疾病，关于“衰老”、“免疫衰老”、“疾病”三者的关系非常复杂，需根据不同类型、性质和免疫背景具体分析。

2 免疫衰老对皮肤的影响

皮肤被认为是最大的免疫器官，包括多种免疫细胞，在皮肤防御功能中发挥重要作用。免疫衰老对皮肤免疫细胞及细胞因子产生影响(表1)。

表1 免疫衰老对皮肤免疫细胞及细胞因子的影响

2.1 皮肤免疫屏障的生理功能

皮肤驻留大量免疫细胞，维持皮肤稳态并在感染和组织损伤发生时，和外周来源的免疫细胞相互作用，创建复杂的防御网络。真皮中驻留巨噬细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞和中性粒细胞等，巨噬细胞可以直接吞噬病原体和细胞碎片，产生炎性细胞因子IL-1β、IL- 6等，并募集外周免疫细胞[10]，而肥大细胞除了产生参与过敏反应的炎症介质外，还可以产生组胺。嗜酸性粒细胞在炎症状态下脱颗粒，释放多种细胞因子和毒性蛋白，包括嗜酸性过氧化物酶和嗜酸性阳离子蛋白等[11]。中性粒细胞在健康皮肤内较少，但是在疾病中可以募集并吞噬病原体、释放中性粒细胞胞外捕获网固定病原体，并招募更多中性粒细胞至炎症部位[12]。表皮内的朗格汉斯细胞(langerhans cells，LCs)和真皮内的DCs均为抗原递呈细胞，且LCs同时显示出DCs和巨噬细胞的多重特点，在CD8+T细胞的产生和CD4+T细胞向Th1，Th2，Th17等多种细胞亚型的转化中起作用，并在生理和不同疾病状态下显示出不同的亚群分布特征[13]，其激活是皮肤适应性免疫反应发生的关键。在淋巴结内，初始T细胞识别被递呈的病原微生物，并分化为特异性效应和记忆T细胞，通过皮肤淋巴细胞相关抗原(cutaneous lymphocyt-associated antigen，CLA)最终回到皮肤组织，对再次刺激的抗原进行反应[14]。角质形成细胞和成纤维细胞均表达大量Toll样受体，作为体内关键的抗原模式识别受体，可以被触发导致炎症细胞因子的产生和免疫反应的启动[15]。

2.2 皮肤的衰老

衰老的皮肤细胞分泌过多的促炎细胞因子、趋化因子、蛋白酶和生长因子等，称为衰老相关分泌表型，导致皮肤的防御和适应能力下降。衰老的皮肤逐渐出现皮肤结构完整性和生理功能丧失，表皮细胞数量减少，角质形成细胞形状改变，表皮更替时间变长。真表皮连接处变平，抗剪切力降低。真皮厚度随着年龄的增长而减少，血管和细胞数量均减少，肥大细胞和成纤维细胞数量减少[16]。

2.3 皮肤中树突状细胞

表皮LCs数量随着年龄的增长而减少，迁移到淋巴结的能力也逐渐降低[17]。老年人皮肤中的LCs表达β-防御素- 3较少，抗感染能力降低[18]。浆细胞样DCs诱导CD4+和CD8+T细胞分泌干扰素(interferon，IFN)-γ的能力降低[19]。单核细胞来源的DCs在摄取凋亡细胞后产生促炎因子，如IFN-α，肿瘤坏死因子-α，白介素(interleukin，IL)- 6等，而非抗炎细胞因子[16]。

2.4 皮肤中T淋巴细胞

随着年龄的增长，皮肤中CD49a+CD8+驻留记忆性T细胞比例增加，形成保护性T细胞库，皮肤中T细胞数量和多样性并没有明显降低。同时，老年人皮肤中T细胞的抗原反应性及产生保护性细胞因子的能力维持在正常水平[20]。但是，老年人皮肤CD4+T细胞中程序性细胞凋亡蛋白1(programmed cell death protein-1，PD-1)表达升高，Foxp3+Treg细胞数量亦增加[21]。

2.5 皮肤中成纤维细胞

衰老的成纤维细胞可以导致伤口愈合变慢[22]和皮肤肿瘤的发生[23]，且和炎性衰老密切相关。老年皮肤成纤维细胞表达高水平富半胱氨酸蛋白61，导致IL-1β和IL- 6表达升高，从而破坏了胶原的稳态，增加皮肤脆性[24]，同时其抑制基质细胞衍生因子-1的表达，促进了衰老相关的皮肤色素沉着[25]。

2.6 皮肤中角质形成细胞

在皮肤衰老的过程中，受慢性炎症等影响，角质形成细胞表达IL-1α和皮质醇升高，而IFN-α2，表皮生长因子和IL-1受体拮抗剂则降低[26]。α1-酸性糖蛋白是一种和慢性炎症相关的，在炎症介质运输中起重要作用的血浆结合角蛋白，其在老年皮肤中表达上调，表明角质形成细胞的表达谱随年龄增长而改变，但是因为角质形成细胞的更新率高于成纤维细胞，可能限制了其衰老对于皮肤的影响[27]。

3 免疫衰老与皮肤疾病

3.1 炎症性皮肤病

3.1.1 特应性皮炎：老年特应性皮炎(atopic dermatitis，AD)作为一个新的AD亚型，发病率近年来呈上升趋势，不同于健康老年人的免疫衰老，老年AD患者的免疫衰老体现出独有的特征，包括以Th2激活降低和Th1/Th17/Th22激活增加为特征的异常皮肤免疫状态。除了皮损部位，老年AD还可以出现全身免疫的异常，表现为老年慢性AD患者非皮损部位Th2 (CCL22、CCL18和IL-13)、Th22 (IL- 22)和Th1 (MX-1)等相关免疫细胞因子表达增加，以及T细胞的慢性扩增。外周血中嗜酸性粒细胞扩增，IgE水平升高及循环中免疫细胞及细胞因子也发生改变[28]。Th1激活和IFN-γ的产生与疾病严重程度呈负相关，这可能是由于其抑制了Th2的增殖和分化以及IgE的产生[29]，老年AD患者血清IgE水平低于其它年龄组[30]。

AD晚发可能与老年AD患者免疫衰老导致的皮肤中炎性细胞因子水平改变有关。在一项AD研究中发现，IL- 4、IL-13、IL- 31、IL- 33、胸腺基质淋巴细胞生成素在各个AD年龄组中无明显差异，而老年AD患者嗜酸性粒细胞水平则明显低于青少年AD患者[30]。另有研究显示，IL- 4及其受体IL- 4R表达水平随着疾病的慢性病程进展而逐渐降低，Th2反应的降低导致Th17细胞活化，血清IL-17A水平相较其它年龄组AD患者明显上升[31]。内源性Toll样受体- 4刺激角质形成细胞产生IL- 23[32]，进一步激活表达IL- 23R的DCs，从而触发芳基烃受体依赖的Th22免疫应答[33]，老年AD患者皮肤中Th22极化增加，IL- 22水平明显高于其它年龄组[30]，这可能与长期的慢性免疫刺激有关。

一些研究表明，环孢素[34]等传统药物以及度普利尤等单克隆抗体[35]对于老年AD患者疗效和其他年龄组无明显差异，但是老年患者免疫系统功能减低，对于药物不良反应耐受性较差。同时，因为老年AD患者表现出Th2激活降低和Th1/Th17/Th22激活增加的免疫特征，除Th2相关细胞因子外，针对其它通路的单克隆抗体的疗效值得探究[36]。

3.1.2 银屑病：银屑病患者存在免疫衰老的现象。Sahmatova等[37]发现成年银屑病患者外周血Treg细胞中HLA-DR+细胞比例上升，提示更高的激活状态。同时，CD8+T细胞比例升高，淋巴细胞皮肤归巢所需分子CLA表达水平上升，而CD8+T细胞中CD28-终末分化效应记忆T细胞比例升高，且该衰老T细胞数量的改变在病程持续时间较长的患者中更加明显，提示银屑病患者的慢性炎症和持续的固有免疫受体信号传导驱动了免疫衰老的提前发生，对患者的健康状况产生重要影响，如免疫监视功能受损和免疫抑制等，可能增加银屑病伴发肿瘤的机率。

3.2 自身免疫性皮肤病

3.2.1 自身免疫性大疱病：近年来随着人口老龄化的加重以及检测手段的逐渐成熟，大疱性类天疱疮(bullous pemphigoid，BP)发病率逐步上升。老年人易发BP的影响因素包括真表皮衔接松散、皮肤屏障破坏、修复能力降低和免疫因素等。研究显示，包括TH17在内的多种T细胞亚群及其相关分子在BP患者中过度激活[38]。同时，老年人常使用多种药物，导致药物作为半抗原结合于基底膜带，可能改变基底膜带分子结构或者使隐藏的抗原表位外露，从而导致自身免疫反应。BP患者的免疫衰老还影响到其伴发症如神经退行性疾病，免疫衰老导致的免疫重塑和炎性衰老可能促进了BP患者的组织退行性改变[39]。在老年BP患者的治疗中，并发症的预防和治疗应受到重视。

寻常型天疱疮的发病与CD95介导的细胞凋亡有关。对特异性IgG介导的凋亡角质形成细胞进行培养，从细胞形态学和生化参数来看，所有的凋亡特征在老年人中都比年轻人中表现得更强、更快，表明衰老的角质形成细胞对寻常型天疱疮特异性IgG介导的凋亡敏感性增加，这可能是部分天疱疮患者发病较晚的原因[40]，说明角质形成细胞虽然更新率较高，但是老年人的该细胞仍表现出不同于年轻人的免疫衰老特征。

3.2.2 结缔组织病：系统性红斑狼疮在老年人中发病较为少见，研究显示，老年患者和较晚发病的成人患者的症状更轻，包括光敏感和面颊红斑等典型皮肤损害发生率更低[41- 42]。同时，在皮肌炎患者中，老年患者的关节痛、关节炎、皮肤溃疡等临床症状明显少于年轻患者[43]。这两种疾病和免疫密切相关，虽然关于这些临床表现的机制并无进一步探究，我们推测免疫衰老在发病机制中起到了降低免疫和炎症反应等作用，也提示免疫衰老具有两面性。

3.3 感染性皮肤病

3.3.1 病毒性皮肤病：无论在老年人或年轻人中，免疫衰老均可能导致各系统感染的机率增加。巨细胞病毒(cytomegalovirus，CMV)引起的亚临床感染通过影响T细胞表型和增加IL- 6等炎症因子，加速免疫衰老，而CMV亚临床感染的老年人出现更多与衰老相关的免疫改变，如记忆性CD8+CD28-T细胞数量增多，进而更容易发生感染性疾病，并产生由CMV促进的细胞因子风暴[44]。

针对水痘-带状疱疹病毒(varicella-zoster virus，VZV)的抗体仅对初次外源性VZV感染有作用，但对抵御潜伏VZV的再激活无效。在造血干细胞移植后及众多免疫缺陷性疾病患者中，细胞免疫水平降低，而抗体水平则可以通过体外输注等方式维持，但带状疱疹发病率仍显著升高。反之，在X连锁低丙种球蛋白血症患者中，细胞免疫相对完整，带状疱疹的风险不增加。因此，VZV相关细胞免疫在宿主抵抗带状疱疹发病的机制中起主要作用，而老年患者中细胞免疫水平明显下降，尽管体液免疫水平仍维持在正常水平，但带状疱疹和其后遗神经痛的发病率和严重程度随年龄增长显著增加[45]。研究显示带状疱疹疫苗可显著降低带状疱疹和带状疱疹后神经痛的发病率，因为细胞免疫水平下降程度更高，老年患者可能获得比青年患者更好的疗效[46]。

3.3.2 分支杆菌性皮肤病：免疫衰老在麻风发展中起作用，对麻风患者血清进行检测，老年患者均为抗CMV IgG阳性，而年轻患者中阳性率则只有72%～85%。在老年多菌型麻风患者中，CD8+CD28+T细胞减少的患者的抗CMV IgG的水平亦显著升高，提示免疫衰老与麻风发病具有相互促进作用。淋巴细胞激活基因3(lymphocyte activating 3，LAG3)是一种通过增加Treg活性，进而降低效应T细胞活性的表面分子[47]，研究显示细菌载量更高的多菌型患者中LAG3和PD-1表达明显升高，且这种差异在年轻患者中比老年患者中更加显著[48]。这些数据提示，与年龄相关的T淋巴细胞亚群的改变可促进老年患者麻风的发病，而该机制可能也会影响到其它感染性疾病并可以作为临床干预和治疗的研究方向。

结核是一种常见的分支杆菌感染，有学者分别对结核性葡萄膜炎和胸膜结核不同年龄组患者的外周血单个核细胞进行分析，发现老年活动性结核病患者单核细胞/淋巴细胞比率增加，而老年潜伏性结核病患者该比例则降低，同时老年结核病患者中CD14dimCD16+非经典型单核细胞比例上升，而CD14+CD16-经典型单核细胞比例下降[49]，提示它们在老年人结核易感性中发挥作用，但是关于皮肤结核尚无类似研究。

3.4 皮肤肿瘤

黑素瘤在中老年人中发病率较高。褪黑素是一种分布广泛的天然抗氧化剂，通过调节辅助T细胞亚群及平衡细胞因子产生等作用调节机体免疫，其导致IL- 2、IL-10和IFN-γ升高，增强T细胞应答，同时提高CD4+T细胞中Foxp3表达，抑制Th1和Th17细胞反应和促炎细胞因子的产生。褪黑素几乎存在于所有物种中，能有效抑制包括黑素瘤在内的各种肿瘤生长[50]，其产量随着年龄的增长而下降[51]，被认为是免疫衰老和肿瘤疾病发展的主要原因之一。研究显示外源性褪黑素联合放疗对于多种肿瘤具有治疗作用，但是对于皮肤肿瘤，尚缺乏相关研究[52]。

在皮肤淋巴瘤患者中，CD8+CD28-T细胞的比例上升，这与老年人因免疫衰老导致的T细胞表面共刺激因子CD28减少和CD95增加，进而导致细胞凋亡倾向增强的特点相符合，说明免疫衰老促进了皮肤T细胞淋巴瘤的发生[53]。在老年人多发的恶性肿瘤梅克尔细胞癌中，T细胞总数下降明显，CD4/CD8+T细胞比例倒置[54]。CD57在CD8+T细胞的表达随年龄增长而增加，而高表达CD57的CD8+T细胞是鳞状细胞癌发病的强力预测分子[55]。以上肿瘤中淋巴细胞的变化，部分解释了老年人高发皮肤癌的原因。

老年人的免疫衰老常表现为免疫抑制状态，免疫监视能力下降，有助于肿瘤的发生。目前，靶向药物治疗肿瘤仍有较多副作用，有学者对老年和中年患者在PD-1治疗后的免疫相关不良事件进行真实世界研究，发现老年患者中，不良反应发生的概率、种类和严重程度均高于中年组，有可能和免疫衰老导致的免疫功能下降有一定关系[56]。

综上所述，衰老的皮肤中多种免疫细胞发生改变，并和皮肤疾病的发生密切相关(图1)。免疫衰老存在两面性，传统观点认为其是大多数老年疾病的起源；亦有一些学者认为免疫衰老可以被视为免疫适应或重塑，或者其有免疫适应和不适应之间的动态改变，而不仅仅是负面的影响。对于在老年人中发病率较高的皮肤疾病，重点应在于探究其发病的风险因素和免疫学改变，通过适当干预免疫功能，结合免疫衰老的状态维持整体的稳态，可能是下一步研究的方向。

图1 皮肤免疫衰老示意图