突破皮肤屏障：用于银屑病靶向基因疗法的局部递送平台

《Journal of Controlled Release》：Overcoming the cutaneous barrier: Topical delivery platforms for targeted gene-based therapeutics in psoriasis

摘要 银屑病是一种慢性免疫介导的皮肤疾病，其特征是持续性炎症、表皮过度增生以及免疫细胞、角质形成细胞、细胞因子和遗传因素之间的复杂相互作用。尽管传统的局部用药、全身小分子药物和生物制剂在疾病管理方面取得了进展，但其临床应用往往受到疗效不足、不良反应、治疗耐药和患者依从性差等因素的限制。分子生物学的最新进展已经发现了多种与银屑病相关的致病基因、信号通路和调节性RNA，为基因治疗的开发提供了机会，包括反义寡核苷酸、质粒DNA、小干扰RNA、信使RNA、microRNA、适配体和CRISPR/Cas9系统。这些治疗药物能够在基因组和转录水平上精确调控疾病相关靶点，相较于传统药理学方法具有优势。然而，其局部给药受到皮肤屏障 formidable 的阻碍，包括有限的皮肤渗透性、较差的细胞摄取和易受酶解降解等挑战。本综述总结了银屑病发病机制的细胞、分子和遗传学基础，并讨论了多种基于基因的治疗策略的潜力。特别关注了旨在克服皮肤屏障的局部递送平台，包括促渗透剂、纳米载体系统和物理增强技术。重点介绍了这些递送策略与基因治疗相结合用于银屑病靶向治疗的最新进展。最后，讨论了与递送效率、长期安全性、生产可规模化和监管审批相关的当前挑战，并展望了局部基因治疗在银屑病精准管理中的临床转化前景。

引言 银屑病是一种慢性自身免疫性疾病，主要在皮肤上表现，影响全球约2%至3%的人口。根据皮损表现，其特征为红斑和鳞屑性斑块。这些病变主要出现在头皮、肘部、膝盖、生殖器和指甲[1]。表皮和真皮是银屑病主要累及的皮肤层。在细胞和分子水平上，银屑病是一种T细胞介导的自身免疫性疾病，涉及角质形成细胞与免疫细胞之间的动态相互作用[2]。角质形成细胞的失调增殖导致棘层肥厚和角化不全（图1）。银屑病的发病机制涉及多种免疫细胞，包括T辅助1型（Th1）细胞、T辅助17型（Th17）细胞、调节性T（Treg）细胞、树突状细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和肥大细胞[3]。这些免疫细胞浸润银屑病病变并触发炎症反应。驻留和浸润的炎症细胞被激活后，会释放多种促炎细胞因子，包括白细胞介素（IL）-1、IL-6、IL-17、IL-22、IL-23、肿瘤坏死因子（TNF）-α和干扰因（IFN）-γ[4]。尽管银屑病的确切病因尚不完全清楚，但遗传易感性和环境因素均参与疾病的发生发展。银屑病常伴随至少一种合并症，如银屑病关节炎、心血管疾病、代谢综合征、炎症性肠病或黑色素瘤[5]。银屑病患者还常伴有抑郁、焦虑和经济负担[6]。综合这些因素，患者的生活质量受到严重影响。据报道，银屑病患者预期寿命减少约4至6年[7]。

当前银屑病的疗法大致可分为全身治疗和局部治疗。全身治疗主要用于中重度银屑病，包括口服或注射给药的小分子药物和生物制剂。小分子药物包括甲氨蝶呤、环孢素A、维A酸类和阿普米司特。生物制剂主要是单克隆抗体，靶向细胞因子相关信号通路，包括IL-17、IL-23、IL-36R和TNF-α[8]。迄今为止，已有多种生物制剂获得美国FDA批准用于银屑病治疗。然而，全身药物如甲氨蝶呤可能引起胃肠疾病、肝毒性和肾毒性[9]。生物制剂也存在一些局限性，包括成本高、注射部位反应和感染风险增加[10]。与全身治疗相比，局部给药是一种无创方法，具有较好的安全性。大多数患者（80%至90%）表现为斑块型银屑病[11]，其中大部分属于轻中度。局部治疗仍然是临床实践中轻中度银屑病的首选治疗[12]。常用的局部药物包括糖皮质激素、维生素D类似物、钙调神经磷酸酶抑制剂、磷酸二酯酶4抑制剂和芳烃受体调节剂。然而，传统疗法需要频繁给药、易产生耐药性和长期毒性，限制了其临床效用和患者依从性[13]。此外，皮肤屏障导致的渗透不足进一步削弱了某些局部药物的疗效[14]。值得注意的是，仅55%的患者对当前的局部治疗表示满意[15]，凸显了开发更安全有效治疗策略的紧迫性。

目前批准的局部抗银屑病药物大多为小分子。基因治疗已成为治疗各种疾病的下一代治疗策略。基因治疗涉及将遗传物质引入靶细胞，基于核苷酸序列信息调控生物功能。基因治疗包括引入、沉默、替换或修复基因以纠正遗传缺陷或调节异常基因表达的方法[16]。这些策略可用于调节免疫反应、促进组织修复和选择性靶向恶性细胞[17]。基于基因的治疗药物，包括反义寡核苷酸（ASOs）、DNA、小干扰RNA（siRNAs）、信使RNA（mRNAs）、microRNA（miRNAs）、适配体和簇状规律间隔短回文重复序列（CRISPR）系统，能够在核酸水平上精确调控疾病相关通路。迄今为止，已有23种核酸类治疗药物获得美国FDA或欧洲药品管理局批准（表1）。由于银屑病受到遗传和分子因素的强烈影响，基因治疗通过抑制促炎基因或增强抗银屑病患者因子的作用，代表了一种有前景的治疗策略[18]。与主要针对蛋白质和细胞外介导物的小分子和生物制剂不同，基因治疗可以直接在基因组和转录水平上调控疾病相关通路。此外，基因治疗提供了一种针对以往无法成药分子的独特策略。通过抑制细胞因子产生、减少免疫激活和恢复正常角质形成细胞更替，基因治疗有望有效控制银屑病的进展[3]。该方法可能直接针对疾病的根本机制，从而改善治疗效果并可能缩短治疗时间。而且，其高靶点特异性可最大限度减少对非靶细胞、组织和器官的不良反应[19]。

尽管基于基因的治疗药物具有治疗潜力，但仍有若干挑战阻碍其临床转化，包括在生物组织中的酶解降解、半衰期短、免疫原性、皮肤吸收差和细胞内化有限[20]。对于局部给药，核酸由于其大分子量和亲水性质，面临皮肤渗透的显著屏障。角质层（SC）和紧密连接（TJs）均参与皮肤屏障功能，限制大分子的渗透[21]。与银屑病相关的皮肤异常进一步复杂化了基因药物跨越皮肤屏障的转运[22]。此外，银屑病皮损中的表皮增生、过度角化和水分减少导致皮肤结构增厚和硬化。因此，需要先进的基因递送系统来克服这些挑战，并优化银屑病的局部基因递送。这些方法旨在调节皮肤屏障功能或利用外部物理力促进皮肤渗透[23]。各种递送策略，包括纳米医学、促渗透剂、离子导入、超声、激光辅助递送和微针等，已被研究用于改善银屑病的局部基因治疗的皮肤递送和疗效。这些系统可以保护核酸免受降解、提高生物利用度、增强靶向能力、促进细胞摄取、延长治疗活性、实现控释并减少不良反应。局部基因治疗策略可能不会取代高效的全身生物制剂，而是最终提供一种补充策略，实现局部分子干预的同时最大限度减少全身暴露。本综述总结了银屑病基因治疗药物局部递送系统的最新进展。首先讨论了银屑病发病机制的细胞、分子和遗传学基础。接着介绍了银屑病治疗的不同类别基因治疗药物，并概述了为这些核酸开发的局部递送平台。然后重点介绍了局部基因递送系统在银屑病管理中的最新进展。最后讨论了这些新兴治疗策略的当前局限性和未来展望。

与以往主要关注单一核酸治疗药物或特定递送技术的综述不同，本综述提供了一体化、全面的视角，涵盖了多种核酸治疗药物和主要的局部递送策略，包括促渗透剂、纳米载体和物理增强方法。通过将治疗模式与克服皮肤和细胞屏障的策略联系起来，我们提供了一个统一的框架，用于开发银屑病的局部基因治疗。

片段摘要 银屑病的病因 随着细胞和分子生物学的最新进展，银屑病的发病机制已逐步阐明。细胞因子/趋化因子介导的炎症环路、细胞内信号通路以及表观遗传调节因子如miRNAs已被证明在银屑病的起始和进展中发挥关键作用。这些调控网络的破坏导致持续性炎症和表皮重塑失调，这是银屑病病理学的标志[24]、[25]。银屑病的基因治疗策略 尽管银屑病治疗取得了重大进展，但仍存在若干未被满足的临床需求，包括疾病复发、某些患者群体的治疗反应不完全以及长期疾病管理的负担。这些挑战推动了下一代基因治疗药物的开发，使其能够在遗传水平实现精确和可编程的调控[52]。近年来，基因治疗药物在银屑病领域引起了广泛关注。抗银屑病基因治疗的局部递送系统 局部核酸疗法是治疗皮肤疾病的一种有前景的方法。然而，仍有若干挑战阻碍其临床转化。为实现有效的治疗效果，局部递送系统必须经过精心设计和优化，以提高核酸稳定性、皮肤渗透性和靶点特异性。成功跨越皮肤屏障并随后被靶细胞摄取是决定治疗效果的关键因素。

ASOs 反义寡核苷酸（ASOs）的局部递送能够实现银屑病相关基因的局部和序列特异性抑制，同时最大限度减少全身暴露及相关不良反应。为增强皮肤递送和疗效，已探索了各种策略，包括纳米包封和离子导入。Liu等人[162]开发了包含靶向IL-17受体A（IL-17RA）的ASOs的脂质体SNAs。脂质体SNAs使用1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱配制而成。

局部基因治疗银屑病的局限性 从临床角度来看，局部基因治疗不太可能取代高效靶向IL-17/IL-23轴的全身生物制剂，尤其对于中重度或广泛性银屑病患者。相反，其潜在的临床价值可能在于为疾病有限或特定解剖部位有皮损的患者提供局部和分子靶向治疗，同时最大限度减少全身药物暴露。局部基因治疗方法也可能与全身治疗互补。

结论 局部基因治疗是银屑病局部分子干预的一种潜在策略，尽管现有证据仍以临床前为主，且各治疗模式间的转化成熟度差异较大。在所综述的模式中，siRNA和ASO具有相对成熟的治疗框架，而miRNA、mRNA、质粒DNA、适配体以及尤其是CRISPR/Cas系统仍受限于模式特异性的递送、安全性或效率方面的问题。

CRediT作者贡献声明 Zih-Chan Lin：写作–初稿撰写、软件、正式分析。Cheng-Yu Lin：方法论、调查研究、资金获取。Yu-Kuo Chung：调查研究、正式分析。Ahmed Alalaiwe：写作–审阅与编辑、软件、方法论。Jia-You Fang：写作–初稿撰写、监督、概念构思。

利益冲突声明 作者声明无利益冲突。

致谢 作者感谢台北医科大学（TMU114-AE1-B07）提供的资金支持。

Zih-Chan Lin | Cheng-Yu Lin | Yu-Kuo Chung | Ahmed Alalaiwe | Jia-You Fang