揭秘自免領(lǐng)域的“網(wǎng)紅因子”:IL-17,為何成為藥企爭(zhēng)搶的黃金靶點(diǎn),?
01導(dǎo)讀
Th1和Th2細(xì)胞是T細(xì)胞研究的基礎(chǔ),,但科研人員一直困擾于為何阻斷Th1/Th2通路后,自身免疫性疾病的炎癥仍持續(xù)存在,?
時(shí)間回溯到2005年,,董晨教授在《Nature Immunology》期刊提出T細(xì)胞的第三個(gè)亞群——Th17細(xì)胞,以分泌IL-17為標(biāo)志,。這一發(fā)現(xiàn)打破了傳統(tǒng)Th1/Th2細(xì)胞理論對(duì)免疫反應(yīng)解釋的局限,,徹-底改寫免疫學(xué)教科書,。
IL-17的發(fā)現(xiàn)不僅解決一直困擾科研人員的炎癥機(jī)制難題,還為自免疾病藥物開發(fā)開辟了新的研究方向,。自2014年首-個(gè)IL-17A單抗司庫奇尤(Secukinumab)獲批以來,,已有7款I(lǐng)L-17相關(guān)藥物獲批上市,用于治療銀屑病,、強(qiáng)直性脊柱炎,、化膿性汗腺炎等。
自免疾病是免疫系統(tǒng)誤將自身抗原識(shí)別為“入侵者”而引發(fā)的一類疾病,,種類繁多,,目前超過100種。靶向免疫細(xì)胞蛋白,、細(xì)胞因子的生物制劑,,以及蛋白激酶的小分子抑制劑,是自免疾病治療的常用藥物,。
02 IL-17家族:免疫系統(tǒng)的“特種兵”
白介素17(IL-17)家族現(xiàn)在有6個(gè)結(jié)構(gòu)相關(guān)的細(xì)胞因子組成:IL-17A,、IL-17B、IL-17C,、IL-17D,、IL-17E(即IL-25)和IL-17F。
IL-17受體由5種共享SEFIR結(jié)構(gòu)域的亞單位組成,,分別為:IL-17RA,、IL-17RB、IL-17RC,、IL-17RD和IL-17RE,。IL-17RA是大部分受體的共同亞單位,CBAD結(jié)構(gòu)域,。
IL-17家族譜(源自文獻(xiàn):doi: 10.1038/s41392-023-01620-3)
除了Th17細(xì)胞產(chǎn)生IL-17外,,自然殺傷T細(xì)胞、CD8 T細(xì)胞,、γδ T細(xì)胞,、樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞,、固有淋巴細(xì)胞等也能產(chǎn)生這類細(xì)胞因子,。此外,有研究發(fā)現(xiàn),,髓細(xì)胞(如中性粒細(xì)胞)在炎癥信號(hào)的刺激下也可能產(chǎn)生IL-17,。
IL-17家族成員既相互獨(dú)立又緊密協(xié)作,在免疫系統(tǒng)中扮演著多樣化的“角色”,。IL-17分泌到細(xì)胞外后,,與特定的受體(IL-17R)結(jié)合,,從而進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。
IL-17A和IL-17F這對(duì)家族“雙子星”結(jié)構(gòu)相似度55%,,是炎癥反應(yīng)和自免疾病中的“主力軍”,。它們以同源二聚體或異源二聚體的形式,與IL-17RA和IL-17RC受體復(fù)合物結(jié)合,,激活下游信號(hào)通路,,引發(fā)一系列免疫反應(yīng)。
IL-17A在控制許多真菌和細(xì)菌感染方面具有不可替代的作用,,但它也是許多自免疾病和炎癥性疾病中的關(guān)鍵致病細(xì)胞因子。IL-17F與IL-17A的功能有重疊之處,,也有一些不同,。例如在治療銀屑病時(shí),同時(shí)阻斷IL-17A和IL-17F比單獨(dú)阻斷IL-17A更有效,,但會(huì)增加口腔念珠菌病的發(fā)病率,。
2019年董晨團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)孤兒受體IL-17RD直接結(jié)合IL-17A,而不是IL-17F或IL-17A/F二聚體,,證明IL-17RD是IL-17A的功能性受體,,有助于開發(fā)靶向策略來治療IL-17A相關(guān)的免疫疾病。
IL-17B和IL-17E(也稱為IL-25)主要通過IL-17RB受體發(fā)揮作用,。IL-17B具有抗炎特性,,可限制結(jié)腸和過敏性哮喘中的炎癥。而IL-17E可增強(qiáng)肺部的2型細(xì)胞因子和嗜酸性粒細(xì)胞反應(yīng),,可能是介導(dǎo)過敏性氣道疾病的細(xì)胞因子,。
IL-17C與IL-17RA/E復(fù)合物結(jié)合傳遞信號(hào)。在應(yīng)對(duì)腸道病原體時(shí),,能夠促進(jìn)促炎細(xì)胞因子和抗菌肽的產(chǎn)生,。IL-17C還能促進(jìn)肺部的中性粒細(xì)胞增多和炎癥基因表達(dá)。
IL-17D的功能還在探索中,,初步研究表明它參與抗病毒免疫反應(yīng),。2021年董晨團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)腸上皮細(xì)胞來源的IL-17D通過與受體CD93結(jié)合,在調(diào)節(jié)固有淋巴細(xì)胞功能并維持腸道穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,。
總之,,IL-17家族成員是一類功能多樣的促炎細(xì)胞因子,在宿主免疫防御,、組織修復(fù),、炎癥性疾病發(fā)病機(jī)制以及癌癥進(jìn)展等重要過程中發(fā)揮著作用。IL-17已成為宿主抵御黏膜感染的關(guān)鍵細(xì)胞因子,,同時(shí)也是多種自免和炎癥性疾病的主要致病細(xì)胞因子及藥物靶點(diǎn),。
03 IL-17:自免疾病的“幕后推手”
IL-17在炎癥過程中發(fā)揮重要作用,。IL-17分泌失調(diào)會(huì)導(dǎo)致自免疾病和組織損傷。在自免疾病中,,由感染或無菌炎癥引起損傷相關(guān)分子模式(DAMPs),,激活先天免疫細(xì)胞,通過自身抗原,、IL-1β或IL-23激活Th17,、CD8 T、ILC3s,、γδT17等細(xì)胞,,促進(jìn)IL-17的分泌。IL-17與TNF結(jié)合后作用于上皮細(xì)胞,,進(jìn)而促進(jìn)炎癥,。IL-17還激活促炎細(xì)胞因子和MMPs的產(chǎn)生,這些物質(zhì)介導(dǎo)組織損傷和炎癥,,進(jìn)而導(dǎo)致自免疾病發(fā)生,。
IL-17介導(dǎo)自免疾病的分子機(jī)制(源自文獻(xiàn):doi: 0.1038/s41577-022-00746-9)
多種自免疾病的發(fā)生發(fā)展與IL-17相關(guān),如銀屑病,、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎,、多發(fā)性硬化癥、系統(tǒng)性紅斑狼瘡,、強(qiáng)直性脊柱炎,、炎癥性腸病、克羅恩病等,。
IL-17在相關(guān)自免疾病中作用機(jī)制:
1銀屑?。≒s)
IL-17在銀屑病及銀屑病關(guān)節(jié)炎的病理過程中具有明確的作用。Th17細(xì)胞存在于皮膚病變的真皮層,,識(shí)別由CD1a呈遞的自身脂質(zhì)抗原后介導(dǎo)皮膚炎癥,。在銀屑病關(guān)節(jié)炎患者的滑液中存在多種分泌IL-17的細(xì)胞。IL-17RA可增強(qiáng)IL-17反應(yīng),,已被確定為銀屑病和強(qiáng)直性脊柱炎的風(fēng)險(xiǎn)因素,。IL-17E在銀屑病患者的病變皮膚中含量豐富,注射IL-17E會(huì)引發(fā)皮膚炎癥,。IL-17E通過激活STAT3轉(zhuǎn)錄因子,,促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖及炎癥細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生,介導(dǎo)IL-17信號(hào)觸發(fā)的角質(zhì)形成細(xì)胞調(diào)節(jié)回路,。
2類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)
IL-17作為RA的治療靶點(diǎn)尚未取得成功,。RA患者的滑液中高表達(dá)IL-17,會(huì)促進(jìn)破骨細(xì)胞的生成,。在RA小鼠模型中,,抑制IL-17可減輕關(guān)節(jié)炎癥狀和軟骨破壞,。但是對(duì)RA患者使用IL-17或IL-23/IL-12p40抗體時(shí)卻療效甚微或無效。目前尚不清楚具體原因,,可能與疾病的異質(zhì)性有關(guān),。
3化膿性汗腺炎(HS)
HS又稱為反常性痤瘡,是一種因毛囊閉鎖引起的慢性復(fù)發(fā)性炎癥皮膚病,。在HS病變部位,,IL-23等誘導(dǎo)Th17細(xì)胞分化和增殖,促進(jìn)IL-17A的大量分泌,。IL-17A進(jìn)一步刺激產(chǎn)生多種趨化因子(如CXCL1,、CXCL8)、IL-19及抗菌肽,。因此,,IL-17在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮多重促炎作用,形成持續(xù)的炎癥循環(huán),,在HS的致病過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
4多發(fā)性硬化癥(MS)
MS俗稱“漸凍人癥”,,是一種影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)白質(zhì)的自免疾病,。研究發(fā)現(xiàn)CD4+ T細(xì)胞被激活后分化為促炎性Th1和Th17細(xì)胞,浸潤(rùn)C(jī)NS導(dǎo)致炎癥性脫髓鞘,。在雌性小鼠中,,肥胖會(huì)促進(jìn)Th1炎癥,惡化實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(EAE),,增加血清中IFN-α水平和CD4+T細(xì)胞的IFN-γ/STAT1信號(hào)傳導(dǎo),,從而惡化CNS的自身免疫性。因此,,IL-17是EAE中的關(guān)鍵致病細(xì)胞因子,,同樣是MS的潛在藥物靶點(diǎn)。
5炎癥性腸?。↖BD)
IL-17在IBD中作用復(fù)雜,。在IBD中免疫平衡向促炎狀態(tài)轉(zhuǎn)變,由TNF,、IL-1β,、IL-6、IL-12,、IL-23和IL-17等細(xì)胞因子驅(qū)動(dòng),。這些細(xì)胞因子激活免疫細(xì)胞,誘導(dǎo)上皮細(xì)胞死亡,,損害屏障功能,,抑制炎癥消退,。與健康對(duì)照組相比,IBD患者的腸粘膜和固有層中含有更高水平的Th17細(xì)胞,、IL-17和IL-23,。在小鼠模型中,IL-17A和IL-17F的缺陷對(duì)結(jié)腸炎具有保護(hù)作用,。
6系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)
SLE發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,,涉及多種細(xì)胞、炎癥因子及自身抗原,。SLE患者表現(xiàn)出Th17/Treg免疫失衡,,Th17細(xì)胞分泌IL-17引發(fā)炎癥,而Treg細(xì)胞數(shù)量減少導(dǎo)致功能受損,。多項(xiàng)研究表明,,SLE患者的IL-17水平會(huì)發(fā)生改變,血漿和靶器官中產(chǎn)生的IL-17水平與疾病嚴(yán)重程度呈正相關(guān),。但是統(tǒng)計(jì)學(xué)證實(shí)IL-17水平與SLE的進(jìn)展呈現(xiàn)低正相關(guān)性,,導(dǎo)致研究人員對(duì)IL-17與SLE之間的內(nèi)在關(guān)系產(chǎn)生了質(zhì)疑。
04為啥IL-17自免領(lǐng)域卷瘋了,?
如上所述,,IL-17在多種自免疾病中發(fā)揮關(guān)鍵作用。比如在銀屑病中,,IL-17刺激角質(zhì)形成細(xì)胞表達(dá)S100A8,、S100A9和抗菌肽,進(jìn)而使其增殖,。在關(guān)節(jié)炎中,,IL-17誘導(dǎo)成骨細(xì)胞分泌RANKL,促進(jìn)破骨細(xì)胞形成,。在SLE中,,IL-17招募中性粒細(xì)胞,加劇組織損傷,。在MS中,,IL-17能促使CNS中的髓鞘降解。甚至在腫瘤中,,IL-17還能夠招募具有免疫抑制作用的髓細(xì)胞,,促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。
IL-17在不同疾病中的作用及潛在療法(源自文獻(xiàn):doi: 10.4110/in.2024.24.e2)
據(jù)Frost & Sullivan數(shù)據(jù)顯示,,到2030年自免藥物市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1760億美元,,越來越多的新藥研發(fā)企業(yè)開始對(duì)自免市場(chǎng)表現(xiàn)出濃厚的興趣。
IL-17作為自免賽道的“全-能選手”,具有眾多優(yōu)勢(shì):
①靶點(diǎn)組合豐富
IL-17家族成員眾多,,不僅可“近親”形成雙靶點(diǎn)產(chǎn)品,,還可與其他細(xì)胞因子組合,實(shí)現(xiàn)“一藥多效”,。
②靶點(diǎn)有效性高
IL-17抑制劑顯示出比TNF,、IL-12/IL-23更強(qiáng)的效果。
③適應(yīng)癥廣
如Secukinumab獲批的適應(yīng)癥有不同類型的銀屑病,、銀屑病關(guān)節(jié)炎,、強(qiáng)直性關(guān)節(jié)炎、化膿性汗腺炎,、風(fēng)濕性疾病等,,臨床試驗(yàn)還在不斷探索更多適應(yīng)癥。
④成藥性已驗(yàn)證
目前已上市的靶向IL-17家族的藥物有7款,。
名稱 | 靶點(diǎn) | 原研單位 | 在研適應(yīng)癥 |
Secukinumab/司庫奇優(yōu)單抗 | IL-17A | 諾華 | Ps,、PsA、AS等 |
Secukinumab/依奇珠單抗 | IL-17A | 禮來 | Ps,、PsA,、AS等 |
Netakimab/尼塔奇單抗 | IL-17A | Biocad | Ps、PsA,、AS等 |
Bimekizumab/比奇珠單抗 | IL-17A/F | 優(yōu)時(shí)比 | Ps,、PsA、AS等 |
Xeligekimab/賽立奇單抗 | IL-17A | 智翔 | Ps |
Vunakizumab/夫那奇珠單抗 | IL-17A | 恒瑞 | AS,、Ps |
Brodalumab/布羅利尤單抗 | IL-17RA | 安進(jìn) | Ps、PsA,、AS等 |
在研適應(yīng)癥縮寫:Ps: 銀屑?。籔sA: 銀屑病關(guān)節(jié)炎,;AS: 強(qiáng)直性脊柱炎
05結(jié)語:IL-17的“詩與遠(yuǎn)方”
從改寫教科書的基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn),,到重塑治療格局的臨床突破,IL-17在自免疾病領(lǐng)域的研究見證了免疫學(xué)向精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的跨越,。隨著對(duì)IL-17信號(hào)通路的深入解析,,IL-17靶向治療必將為更多自免疾病患者帶來新的希望。
?義翹神州自免解決方案
義翹神州提供自免疾病科研解決方案,,包括靶點(diǎn)蛋白,、細(xì)胞因子、激酶等靶點(diǎn)研究試劑,,以及用于生物標(biāo)志物的研究試劑,,在推動(dòng)自免疾病靶向藥物開發(fā)和早期檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。
免責(zé)聲明:義翹神州內(nèi)容團(tuán)隊(duì)僅是分享和解讀公開的研究論文及其發(fā)現(xiàn),專注于介紹生物醫(yī)藥研究新進(jìn)展,。本文僅作信息交流用,,文中觀點(diǎn)不代表義翹神州立場(chǎng)。隨著對(duì)疾病機(jī)制研究的深入,,新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果或結(jié)論可能會(huì)修改文中的描述,,還請(qǐng)大家理解。
本文不屬于治療方案推薦,,如需獲得治療方案指導(dǎo),,請(qǐng)前往正規(guī)醫(yī)院就診。
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