皮肤微生态在维持皮肤屏障中的重要作用

皮肤是抵御外部恶劣环境的保护性屏障，是抵御毒素、紫外线和致病性损伤的第一道防线。

广义的皮肤屏障包括物理屏障、微生物屏障、化学屏障、抗氧化屏障和免疫屏障等。实际上，各种皮肤屏障之间存在着相互维持的的作用。

尤其是皮肤表面的微生物群，由定植（共生）微生物构成，它提供对病原体的保护、调节免疫反应并增强角质层物理性屏障。

皮肤微生物群是皮肤微生态的主要组成部分。它构成了微生物屏障，微生态失衡会导致微生物屏障破坏，从而诱发多种皮肤病。

皮肤微生物群与皮肤微生态

皮肤微生态（Skin Microbiome）是由各种微生物与宿主皮肤及皮肤表面的微环境等共同组成的生态系统。微生物-宿主-外（微）环境相互作用构成了皮肤微生态平衡。

皮肤微生物群（skin microbiota）包括常驻微生物和暂驻微生物，常驻微生物主要包括痤疮丙酸杆菌（C.acnes）、表皮葡萄球菌（S.epidermidis）及马拉色菌（Malassezia.spp.）等。暂驻微生物包括金黄色葡萄球菌（S.aureus）、链球菌及白念珠菌等。暂驻菌是引起皮肤感染的主要病原菌。

常驻微生物通常为共生微生物，它们与宿主生活在同一环境中，通常不致病 。当微生态失衡时，常驻菌大量繁殖，成为机会性致病菌，可导致痤疮、脂溢性皮炎等皮肤病的发生。

因此，皮肤表面微生物群的组成实际上是处于动态平衡的状态，也就是 “微生态平衡”。

皮肤微生态的影响因素

研究发现，不同部位皮肤表面微生物群的优势菌种和菌种多样性是不同的。主要与微生物适宜生存的皮肤环境（干性、潮湿或油性）有关。许多微生物是以皮脂为营养来源（如C.acnes、马拉色菌），而有些则在潮湿环境大量繁殖。皮肤在干性环境下，菌种多样性最丰富，其次是潮湿环境。而皮脂分泌较多的部位，适合嗜脂性微生物繁殖，使得菌种多样性下降。

影响皮肤微生态的因素很多，包括了内源性因素和外源性因素。

内源性因素主要包括：基因、部位、年龄、性别、免疫状态等。

外源性因素主要包括：环境温度湿度、皮肤微环境（pH、氧含量、皮脂、汗液）、生活方式（卫生习惯、护肤习惯）、化妆品、抗生素等。

而皮肤微生态平衡的维持则由皮肤表面的菌种多样性、共生微生物对病原微生物的抑制、宿主天然免疫反应对病原菌的抑制（如生成抗菌肽）及皮肤微环境共同调控。其中，皮肤微环境（pH、氧含量、皮脂、汗液）的改变，是导致微生态失衡的常见原因。

微生物群对各种皮肤屏障的影响 

微生物屏障

尽管尚无微生物屏障的确切定义，皮肤微生物群本身就是防止外来和病原微生物入侵、定植和感染的屏障。目前认为，微生物屏障由寄居在皮肤和粘膜表面的共生微生物构成，它们可通过与病原体竞争结合上皮细胞和营养物质等方式，或者通过分泌某些杀、抑菌物质对病原菌产生屏障作用。

表皮葡萄球菌，可产生对主要皮肤病原体金黄色葡萄球菌具有独特化学和有效抑制活性的抗菌肽。许多这些拮抗机制与宿主抗微生物反应协同作用。例如，路邓葡萄球菌产生的肽类抗生素 lugdunin通过TLR-MyD88途径诱导角质形成细胞产生抗菌肽、LL-37 和中性粒细胞趋化因子CXCL8。此外，C.acnes竞争维持其在人类毛囊皮脂腺单位中的生态位，特定菌株产生硫肽抗生素角质霉素（cutimycin），限制金黄色葡萄球菌定植。

物理屏障

角质形成细胞经过严格调节的分化过程最终形成角质层，这一过程也受到微生物群的调节。研究发现，微生物群是小鼠正常皮肤屏障结构和功能所必需的，并通过角质形成细胞芳烃受体 (AHR) 的信号传导促进分化和上皮完整性。

更重要的是，皮肤物理屏障的形成及功能的发挥，有赖于酸性pH环境。研究发现，细胞间脂质加工酶：β-葡萄糖脑苷脂酶和酸性鞘磷脂酶，以及丝聚蛋白降解酶的激活需要酸性 pH 环境。而皮肤表面的共生微生物分解皮脂中的甘油三酯为游离脂肪酸，参与了皮肤表面弱酸性环境的形成。

化学屏障

化学屏障由皮脂、天然保湿因子和酸性pH环境构成。皮肤表面的弱酸性环境有利于共生菌的生长，而抑制病原菌繁殖。C.acnes和棒状杆菌属，分泌脂肪酶，水解皮脂中甘油三酯为游离脂肪酸。游离脂肪酸除参与形成酸性pH值外，还可通过直接抑制细菌和刺激人类β-防御素2 (hBD-2)的表达来进一步增强皮肤免疫力。

免疫屏障

免疫屏障主要是指宿主对微生物等外来物质的天然免疫反应。皮肤微生物群与宿主有密切的相互作用。微生物可刺激一系列天然免疫反应，这些反应通常取决于代谢和炎症环境。

C.acnes发酵甘油三酯的甘油骨架，并生成短链脂肪酸(SCFA，如丙酸)，而SCFAs可抑制组蛋白去乙酰化酶(HDACs)。

在胃肠道中，SCFAs 对肠道免疫具有抗炎作用，而在皮肤中则具有促炎作用。源自C.acnes的SCFA通过角质形成细胞抑制HDAC 8 和9，并通过TLR 信号传导诱发炎症反应。

在皮脂腺中，源自C.acnes发酵的SCFA通过激活游离脂肪酸受体增强炎症。可见，微生物的代谢和炎症环境可诱导不同类型的免疫反应。

微生物发挥免疫屏障作用的另一个重要机制是通过刺激宿主产生抗菌肽（AMP），来进一步增强皮肤免疫力。

此外，皮肤还产生β-防御素家族的成员，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有杀菌作用。皮脂腺通过产生富含脯氨酸的小蛋白 SPRR1 和 SPRR2 对革兰氏阴性脂多糖作出反应，直接破坏带负电荷的细菌膜。这些AMP协同作用，为皮肤构筑起一道天然免疫屏障。

总结