致病機轉 (Pathogenesis)
天疱瘡中的致病性自體抗體
- 標誌：針對角質形成細胞表面的 IgG 自體抗體。
- 這些自體抗體具主要致病角色，直接造成角質形成細胞間黏附喪失與水疱形成。
- 尋常性天疱瘡母親的新生兒可因母體 IgG 通過胎盤而有暫時性疾病；母體抗體被代謝後疾病消退。
- 病人 IgG 分液在無補體、無發炎細胞的皮膚器官培養系統中即可誘發水疱。
- 被動轉移病人 IgG 至新生鼠可產生具典型組織學表現的水疱。
- 落葉型天疱瘡病人 IgG 的單價 Fab′ 片段即足以在新生鼠造成水疱，顯示補體活化與表面交聯對角質形成細胞分離可能非必要。
Desmogleins 作為天疱瘡抗原
- 免疫電顯將尋常性與落葉型天疱瘡抗原定位於橋粒 (desmosomes)——複層鱗狀上皮中最顯著的細胞間黏附連結。
- 免疫化學鑑定：尋常性天疱瘡抗原為 130 kDa、落葉型天疱瘡抗原為 160 kDa 的跨膜醣蛋白。
- 以抗 Dsg1 單株與多株抗體的比較研究證實，落葉型天疱瘡血清辨識的 160 kDa 蛋白即為 Dsg1。
- 85 kDa 的斑塊蛋白 plakoglobin 與兩種天疱瘡抗原共同免疫沉澱，顯示其與兩者形成分子複合體。
- Dsg1 與尋常性天疱瘡抗原的 cDNA 選殖顯示兩者皆屬鈣黏蛋白 (cadherin) 超基因家族；尋常性天疱瘡抗原被命名為 desmoglein 3 (Dsg3)。
- 基本病理生理：自體抗體抑制 desmogleins 的黏附功能 → 角質形成細胞間黏附喪失 → 水疱形成。
鈣黏蛋白家族
- 鈣依賴性細胞間黏附分子家族，對複雜組織完整性的形成與維持極重要。
- 兩大亞群：經典鈣黏蛋白（E-、P-、N-cadherin）與橋粒鈣黏蛋白（desmogleins 與 desmocollins）。
- 所有成員胞外區皆含保守的重複胺基酸序列（鈣黏蛋白重複）與鈣結合模體。
- 將經典鈣黏蛋白基因轉染入不具黏附性的小鼠纖維母細胞 L 細胞，細胞即獲得經同嗜型 (homophilic) 交互作用媒介的強黏附活性。
- 鈣黏蛋白需其高度保守的胞質區才能與斑塊蛋白 α-catenin、β-catenin、plakoglobin 結合，後者媒介並調控與細胞骨架網絡的連結。
- 鈣黏蛋白以雙體為功能單位；一個細胞鈣黏蛋白的遠端胞外區 (EC1) 與對面細胞鈣黏蛋白的同一區結合。
兩種上皮黏附連結
| 黏著連結 (adherens junction) | 橋粒 (desmosome) | |
|---|---|---|
| 錨定的細胞骨架 | 肌動蛋白微絲束 | 中間絲（如角蛋白） |
| 跨膜成分 | 經典鈣黏蛋白 | 橋粒鈣黏蛋白 |
| 胞質成分 | α-catenin、β-catenin、plakoglobin | plakoglobin、plakophilin、desmoplakin |
| 黏附特性 | 快但弱 | 慢但強 |
Desmogleins 與 Desmocollins
- Desmogleins 胞外區有四個鈣黏蛋白重複（同經典鈣黏蛋白），有四種異構物 Dsg1–4。
- Dsg1 與 Dsg3 表現基本上限於複層鱗狀上皮（即天疱瘡起疱處）。
- Dsg2 表現於所有具橋粒的組織，包括單層上皮與心肌。
- Dsg4 主要在毛囊發揮黏附功能；DSG4 突變可導致毛髮發育異常（如局限型體染色體隱性少毛症）。
- Desmocollins 為橋粒內另一群跨膜醣蛋白，有三種異構物 Dsc1–3；每種異構物由單一基因的替代剪接 mRNA 產生兩種產物。
- 橋粒必定同時含 desmoglein 與 desmocollin；Dsg:Dsc 異二聚體為橋粒的基本黏附單位，也是理解橋粒組裝的結構框架。
- Plakoglobin 與 plakophilin 連同 β-catenin 屬 armadillo 家族核內與連結蛋白，不僅是單純的錨定分子，也是細胞黏附與增生的動態調節者。
- Desmoplakin：啞鈴形分子，含三個結構域——中央 α 螺旋捲曲桿狀區，兩端球狀羧基端與胺基端結構域，分別與中間絲及 armadillo 家族成員交互作用。單一基因替代剪接產生兩種產物：desmoplakin I (250 kDa) 與 II (210 kDa)。屬 plakin 家族，在細胞骨架錨定於橋粒細絲附著位點上扮演重要角色。
抗 desmoglein 抗體致病性的證據
- 幾乎所有天疱瘡病人都有抗 Dsg1 和／或抗 Dsg3 IgG（依亞型而定）。
- 以重組 desmoglein 蛋白免疫吸附移除自體抗體後，尋常性、落葉型或副腫瘤性天疱瘡病人的血清不再具致病性。
- 以 desmoglein 重組蛋白親和純化出的抗 desmoglein IgG 注入新生鼠可造成水疱。
- 部分天疱瘡血清因一部分抗 Dsg1 IgG 的交叉反應而與 Dsg4 反應，但此交叉反應 IgG 無可證實的致病效應。
- 亦曾測到針對非 desmoglein 分子（如乙醯膽鹼受體、annexin 樣分子）的 IgG 自體抗體，但其致病相關性仍待確定。
Desmoglein 代償理論——解釋水疱位置
核心概念：Dsg1 與 Dsg3 在同一細胞共同表現時可彼此代償。
表現模式
- 皮膚：Dsg1 表現於整層表皮但表淺層較強；Dsg3 表現於表皮下部，主要在基底層與副基底層。
- 黏膜：Dsg1 與 Dsg3 皆表現於整層鱗狀層，但 Dsg1 表現量遠低於 Dsg3。
三種情境
- 僅有抗 Dsg1 IgG（落葉型天疱瘡）
- 皮膚只有表淺表皮起疱——那是唯一只有 Dsg1、沒有 Dsg3 共同表現之處。
- 裂隙發生在顆粒層第二層 (SG2) 與第三層 (SG3) 之間，因為 IgG 無法越過 SG2 細胞間的緊密連結。
- 未受影響的深層表皮中，Dsg3 代償了 Dsg1 的功能喪失。
- 抗 Dsg1 IgG 雖結合黏膜，但因 Dsg3 共同表現而不起疱。
- 僅有抗 Dsg3 IgG（黏膜為主型尋常性天疱瘡）
- 皮膚起疱效率差，因共同表現的 Dsg1 代償 → 無或僅有限的皮膚病灶。
- 黏膜因 Dsg1 表現低而無法代償 → 口腔糜爛而無明顯皮膚侵犯。
- 同時有抗 Dsg1 與抗 Dsg3 IgG（黏膜皮膚型尋常性天疱瘡）
- 兩者功能皆受干擾 → 皮膚與黏膜皆有廣泛水疱與糜爛。
- 為何裂隙恰在基底層上方而非整層上皮崩解？可能解釋：(1) 基底層與副基底層的細胞間黏附本就較弱；(2) 自真皮穿透而來的自體抗體較易到達上皮下部。
新生兒的差異
- 懷孕天疱瘡病人的自體抗體會通過胎盤結合胎兒表皮。
- 但新生兒只有在母親為尋常性天疱瘡時才起疱，母親為落葉型天疱瘡時極罕見。
- 解釋：新生兒表皮的 Dsg3 分布不同於成人，遍布整層表皮的角質形成細胞表面（類似黏膜；新生兒皮膚浸泡於羊水中）。因此僅含抗 Dsg1 IgG 的落葉型天疱瘡血清無法有效在新生兒皮膚誘發水疱。
代償理論的延伸
- 金黃色葡萄球菌產生的剝脫毒素 (exfoliative toxins)（造成大疱性膿痂疹與葡萄球菌燙傷樣皮膚症候群）特異性切割 Dsg1。
- 毒素使 Dsg1 失活，在表皮誘發表淺水疱，臨床與組織學皆類似落葉型天疱瘡。
細胞間黏附破壞的分子機轉
目前認為由「抗體直接抑制」加上「抗體結合後誘發的訊息傳遞」兩者共同媒介。
- 直接抑制：經立體阻礙 (steric hindrance)——自體抗體結合 desmogleins，空間上干擾細胞間 desmoglein 的黏附交互作用。
- 支持證據 1：尋常性與落葉型天疱瘡的優勢抗原決定位位於 desmogleins 功能重要的 N 端區域。
- 支持證據 2：具致病性的抗 Dsg3 小鼠或人類單株抗體（而非非致病性單株抗體）辨識 Dsg3 的 N 端黏附表面。
- Dsg3 基因剔除小鼠的表現型與人類尋常性天疱瘡病人高度相似。
- 訊息傳遞：體外觀察顯示，將尋常性天疱瘡血清 IgG 加入培養角質形成細胞的培養基，會造成細胞內鈣和／或 inositol 1,4,5-triphosphate 暫時上升、protein kinase C 活化、或 Dsg3 磷酸化。
- 橋粒解體時，Dsg3 隨角蛋白回縮被內化或胞吞離開細胞表面。
副腫瘤性天疱瘡的體液與細胞自體免疫
- 病人產生針對多重抗原的特徵性 IgG 自體抗體：
- Dsg3 和／或 Dsg1
- 多個 plakin 家族成員：plectin、epiplakin、desmoplakin I 與 II、bullous pemphigoid antigen 1、envoplakin、periplakin
- 蛋白酶抑制劑 alpha-2-macroglobulin-like-1
- transglutaminase
- 抗 desmoglein 抗體造成角質形成細胞黏附喪失並啟動水疱形成。
- 抗 plakin 自體抗體的病理生理相關性不明，因 plakin 分子位於細胞內，而 IgG 無法穿透細胞膜。
- 除體液免疫外，細胞媒介的細胞毒性亦參與致病；相較經典型天疱瘡，副腫瘤性天疱瘡有更嚴重、更難治的口腔糜爛與口炎，以及更多形的皮疹。
- 小鼠實驗證實：Dsg3 特異性 T 細胞不僅協助 B 細胞產生造成棘層鬆解的抗 Dsg3 IgG，還會直接浸潤表皮並誘發介面性皮膚炎。
致病性自體抗體產生的免疫機轉
- 相較於 1980 年代末以來對水疱形成機轉的重大進展，病人為何開始產生致病性自體抗體仍不清楚。
- 天疱瘡自體抗體由 IgG 同型組成（可能經同型轉換產生），對抗原有高親和力（可能為抗體親和力成熟的結果）。
- 天疱瘡血清辨識 desmogleins 上數個不同抗原決定位，且自體抗體的存在與特定 HLA class II 對偶基因相關：
- 白人：DRB10402、DRB11401、DQB1*0302
- 日本人：DRB114、DQB10503
- 上述特徵皆顯示天疱瘡的自體抗體產生是 T 細胞依賴性的。
- 近期研究顯示，尋常性天疱瘡病人與健康人的周邊血中皆存在對 Dsg3 有反應的 T 細胞；某些預測可嵌入 DRB1*0402 口袋的 Dsg3 胜肽能刺激病人的 T 細胞。
- 尋常性天疱瘡主動疾病小鼠模型的建立，對剖析抗體產生的細胞與分子機轉以及開發新療法皆有價值。
圖 29-4：以 desmoglein 代償理論解釋經典型天疱瘡水疱位置。彩色三角形代表 Dsg1（綠）與 Dsg3（粉）在皮膚 (A) 與黏膜 (B) 的分布。落葉型天疱瘡血清只有抗 Dsg1 IgG，在皮膚造成表淺水疱（因表皮下部 Dsg3 可功能代償 Dsg1），但在黏膜不起疱（細胞間黏附主要由 Dsg3 媒介）。僅含抗 Dsg3 IgG 的血清在皮膚無或僅有限起疱（Dsg1 代償），卻在黏膜造成分離（Dsg1 表現低無法代償）。兩種抗體皆有時，皮膚與黏膜皆起疱。新生兒皮膚的情況類似此處所示的黏膜。
表 29-2：天疱瘡的標的抗原。少數經典尋常性與落葉型天疱瘡病人另有 IgA 自體抗體。A2ML1＝alpha-2-macroglobulin-like-1 蛋白酶抑制劑；BPAG1＝bullous pemphigoid antigen 1。