综述:皮肤微生物群在痤疮发病机制中的作用机制及研究进展
《Dermatology Research and Practice》:The Mechanism and Research Progress of Skin Microbiota in Pathogenesis of Acne
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时间:2025年10月16日
来源:Dermatology Research and Practice 1.9
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这篇综述系统阐述了皮肤微生物群(特别是痤疮丙酸杆菌(C. acnes)和马拉色菌(Malassezia))通过调控皮脂分泌、介导炎症反应、形成生物膜等机制参与痤疮发病的最新进展,并深入探讨了“肠-皮轴”(Gut-skin axis)理论在痤疮发生发展中的作用。文章强调了菌株特异性致病性(如C. acnes IA1型)和微生物群落失衡(Dysbiosis)的重要性,为开发靶向益生菌、精准抗菌及基于微生物组(Microbiome)的痤疮治疗新策略提供了理论依据。
痤疮是一种常见的慢性炎症性皮肤疾病,主要发生在毛囊皮脂腺单位,好发于面部等皮脂分泌旺盛区域。其发病机制主要与四个因素相关:皮脂腺过度分泌皮脂、毛囊皮脂腺导管异常角化、皮肤微生物(如痤疮丙酸杆菌)的繁殖以及炎症反应。皮肤微生物群作为人体最大的器官之一,与宿主皮肤及其表面微环境共同构成一个复杂的生态系统,在调节免疫、参与代谢以及作为生物屏障抵御外界病原体方面发挥着关键作用。
2. 痤疮丙酸杆菌(C. acnes)在痤疮形成中的作用机制
C. acnes是一种革兰阳性厌氧杆菌,是皮脂腺毛囊中的常驻菌群。传统观点认为其过度增殖是痤疮的核心驱动因素之一,但随着宏基因组学等技术的发展,研究揭示痤疮的发生不仅取决于C. acnes的数量,更与其菌株特异性致病潜力密切相关。在痤疮病变中,C. acnes的phylotype多样性显著降低,尤其是高毒力谱系(如IA1型)的富集和低毒力谱系(如II型)的减少。这种“质重于量”的模式是理解痤疮发病机制的关键。
C. acnes能刺激SZ95皮脂腺细胞活性,增加皮脂分泌。它通过激活胰岛素样生长因子-1(IGF-1)受体信号通路上调丝聚蛋白表达,促进角质形成细胞增殖和分化。此外,C. acnes还能刺激表皮产生促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),进而通过激活CRH受体通路刺激皮脂腺,并通过增加二酰基甘油酰基转移酶(DGAT)活性加剧雄激素相关的皮脂溢。
炎症反应是痤疮发病的核心环节。C. acnes通过激活角质形成细胞和皮脂细胞上的Toll样受体(TLR-2/TLR-4),诱导促炎细胞因子如白介素-1α(IL-1α)、IL-6、IL-8、IL-12、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和干扰素(IFN)的产生。同时,C. acnes还能激活NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎症小体和半胱天冬酶-1(Caspase-1),导致IL-1β的成熟和分泌。在适应性免疫方面,C. acnes促进CD4+ T细胞向Th17和Th17/Th1细胞分化,增加γ-干扰素(IFN-γ)和IL-17α的表达。其他机制包括C. acnes合成卟啉III,作用于胶质细胞促进IL-8和活性氧(ROS)释放,导致角鲨烯过氧化,并产生多种侵袭性酶(如酯酶、透明质酸裂解酶)破坏上皮屏障和毛囊完整性。
C. acnes能够形成生物膜,其过程包括粘附、聚集、成熟和脱落。生物膜是由细胞外聚合物(EPS)构成的三维网络结构,作为保护屏障帮助细菌抵抗宿主免疫反应。研究发现从痤疮患者分离的C. acnes更易在毛囊皮脂腺内形成生物膜,增强了其对宿主免疫系统的抵抗力,并通过增加对毛囊壁的粘附、增强角质形成细胞凝聚力,促进微粉刺的形成。
2.4. C. acnes Phylotypes多样性丧失
根据单一位点序列分型(SLST),C. acnes可分为IA1、IA2、IB、IC、II和III等主要phylotype。痤疮病变皮肤表现出phylotype多样性的丧失,特别是高毒力IA1型的富集和共生型II型的减少。这种多样性丧失与痤疮严重程度呈正相关,并能激活先天免疫系统,触发炎症反应。研究表明,单独使用IA1型菌株刺激皮肤外植体,可显著上调IL-6、IL-8、IL-10和IL-17等先天免疫标志物的表达水平。
3. 马拉色菌(Malassezia)在痤疮形成中的作用机制
马拉色菌是一种嗜脂酵母,是皮肤表面的常驻菌群。研究发现痤疮患者皮肤上的球形马拉色菌(Malassezia globosa)数量显著高于健康人群。其致病机制包括:水解皮脂中的甘油三酯产生刺激性游离脂肪酸(FFAs),直接刺激毛囊及周围组织,诱导异常角化和炎症;分泌酯酶、磷脂酶、蛋白酶和透明质酸酶等侵袭性酶,破坏皮肤上皮屏障和毛囊壁;通过TLR-2调节角质形成细胞因子分泌平衡,上调IL-1α、IL-6、IL-8、TNF-α等促炎因子,下调抗炎因子IL-10。需注意马拉色菌毛囊炎(MF)与寻常痤疮临床表现相似,但前者为真菌性毛囊炎,需抗真菌治疗,正确鉴别对治疗方案选择至关重要。
4. 葡萄球菌(Staphylococcus)在痤疮形成中的作用机制
研究发现痤疮患者的皮损表面S. aureus含量较高,且与痤疮严重程度呈正相关,但其在痤疮发病中的因果关系尚存争议,可能为机会性定植。
4.2. 表皮葡萄球菌(S. epidermidis)
S. epidermidis是皮肤正常菌群的重要组成部分,具有微生物屏障作用。它能通过发酵产生琥珀酸抑制C. acnes生长,并分泌葡萄球菌脂磷壁酸(LTA),通过上调miR-143表达、下调TLR-2表达来减轻C. acnes诱导的炎症。因此,S. epidermidis通过抑制C. acnes增殖发挥有益作用,痤疮的发生可能与这两种细菌之间的平衡被打破有关。
葡萄球菌在痤疮发病中具有功能双重性。S. aureus的富集可能为继发现象,而S. epidermidis则是重要的保护性共生菌。因此,临床使用广谱抗葡萄球菌药物(如克林霉素)可能适得其反,增强S. epidermidis保护功能的策略更具前景。
皮肤微生物群与皮肤细胞共同构成皮肤生物屏障,其稳态对维持皮肤健康至关重要。微生物群失衡(Dysbiosis)是痤疮发生的关键因素。例如,S. epidermidis可限制C. acnes过度增殖并抑制其诱导的炎症,而C. acnes通过水解甘油三酯分泌丙酸维持毛囊低pH环境,抑制S. aureus和化脓性链球菌生长。研究表明,痤疮患者炎症性皮损内容物中以C. acnes和马拉色菌为优势菌,且胃肠道链球菌在毛囊中的流行率更高。因此,恢复皮肤微生态平衡的治疗策略有助于修复受损的皮肤屏障功能,降低痤疮复发风险。
“肠-皮轴”理论揭示了肠道与皮肤之间通过免疫、内分泌、循环和神经通路进行交流的生态系统。肠道菌群通过代谢膳食纤维产生短链脂肪酸(SCFAs)等代谢物,诱导调节性T细胞(Tregs)分化,参与系统性免疫调节。肠道菌群失调可增加肠黏膜上皮通透性,使内毒素等有害物质进入血液循环,影响皮肤屏障功能,并通过mTOR信号通路等加剧全身炎症反应,诱发或加重痤疮。神经内分泌方面,肠道菌群可通过“肠-脑轴”合成释放神经递质,影响炎症状态。基于此,益生菌、益生元、饮食调整(如高纤维膳食)乃至粪菌移植(FMT)等干预措施显示出改善痤疮的潜力,但目前仍需更多大规模随机对照试验(RCTs)提供高级别临床证据,现阶段多作为辅助治疗策略。
痤疮微生物组研究正朝着多元化、创新性策略发展,如痤疮疫苗、新型微针给药系统、基因工程C. acnes、改良无痛光动力疗法(M-PDT)等。未来研究重点包括:深入阐明C. acnes菌株特异性致病机制;通过大规模RCTs验证微生物组靶向疗法(如益生菌、噬菌体疗法、微生物移植)的疗效和安全性;揭示“肠-皮轴”因果机制及特定分子通路;探索微生物调节与常规疗法相结合的优化策略。对皮肤及肠道微生物群在痤疮中作用的深入理解,将为开发更有效、更持久的预防和治疗方案开辟新途径。
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