自身免疫性疾病的“幕后黑手”:細(xì)胞因子復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)機制
01,、引言
自身免疫性疾病是一類異質(zhì)性強的免疫介導(dǎo)性疾病,,發(fā)病機制源于細(xì)胞因子的異常表達(dá),。細(xì)胞因子是免疫系統(tǒng)的主要調(diào)節(jié)因子,,在免疫細(xì)胞的發(fā)育、免疫調(diào)節(jié)和免疫效應(yīng)功能中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,。
正如一句歌詞所說:“There ain’t no good guys, there ain’t no bad guys.”,,用“促炎細(xì)胞因子誘發(fā)自免疾病,而調(diào)節(jié)性細(xì)胞因子抑制自免疾病”這種觀點解釋自免疾病的潛在機制過于簡單,。細(xì)胞因子通過復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)調(diào)控炎癥及炎癥反應(yīng),,并且在自免疾病的不同發(fā)展時期,細(xì)胞因子會發(fā)揮不同的作用,。因此,,深入理解細(xì)胞因子的調(diào)控機制,將有助于更精準(zhǔn)地識別藥物介導(dǎo)的炎癥,,并改善自免疾病的治療效果,。
義翹神州擁有近千種細(xì)胞因子產(chǎn)品,涵蓋白介素,、生長因子、干擾素,、TNF家族因子,,有科研級、GMP級供選擇,。產(chǎn)品多次被高因子期刊引用,,支持50余種自免疾病的科學(xué)研究,如靶向藥物開發(fā),、生物標(biāo)志物研究,、分子機制研究等。
02,、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎10個關(guān)鍵致病細(xì)胞因子
類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid Arthritis, RA)是一種慢性自身免疫性疾病,,表現(xiàn)為關(guān)節(jié)炎癥并伴有劇烈疼痛,會導(dǎo)致關(guān)節(jié)畸形和活動受限。RA是一種致殘率較高的炎癥性疾病,,發(fā)病機制復(fù)雜,。
細(xì)胞因子在RA的炎癥啟動及組織損傷過程中扮演關(guān)鍵角色。比如IL-6和TNF-α是RA炎癥的啟動因子,,IL-17,、IL-23、GM-CSF等在維持慢性炎癥和組織破壞方面起重要作用,,而IL-1β,、IL-18、IL-33等能夠放大局部損傷,。下表匯總了RA疾病相關(guān)的10個關(guān)鍵細(xì)胞因子,。
細(xì)胞因子 | 作用機制 | 在RA中的作用 | 應(yīng)用 |
TNF-α | 激活NF-kB和MAPK通路,促進(jìn)IL-6,、IL-1β等分泌,,誘導(dǎo)滑膜炎癥和血管生成 | 滑膜液和血清中表達(dá)與疾病活動度、關(guān)節(jié)破壞正相關(guān) | 英夫利昔單抗,、阿達(dá)木單抗 |
IL-6 | 激活JAK/STAT3通路,,誘導(dǎo)Th17分化,抑制Treg功能,,協(xié)同TNF-α促進(jìn)破骨細(xì)胞和VEGF生成 | 與RA患者骨侵蝕,、心血管并發(fā)癥風(fēng)險正相關(guān)?;こ衫w維細(xì)胞和B細(xì)胞是RA中IL-6的主要來源 | 托珠單抗 |
IL-17A | 激活成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,,誘導(dǎo)IL-6、GM-CSF,、MMPs和RANKL表達(dá),,協(xié)同TNF-α增強滑膜炎癥,促進(jìn)中性粒細(xì)胞募集和破骨細(xì)胞分化 | 與關(guān)節(jié)破壞正相關(guān),,參與早期滑膜炎向慢性骨侵蝕進(jìn)展 | Turenkibart(Ⅱ),、JNJ-63823539(Ⅰ) |
IL-23 | 促進(jìn)IL-17、TNF-α,、GM-CSF分泌,,激活I(lǐng)LC3,促進(jìn)炎癥反應(yīng) | 滑膜中表達(dá)升高,,參與炎癥維持
| |
GM-CSF | 激活單核細(xì)胞向促炎型巨噬細(xì)胞極化,,促進(jìn)中性粒細(xì)胞募集,維持慢性炎癥 | 血清,、滑膜液和骨髓中表達(dá)升高,,與關(guān)節(jié)內(nèi)巨噬細(xì)胞浸潤和骨侵蝕密切相關(guān) | Namilumab(Ⅱ) |
IL-1β | 激活NF-kB通路,,促進(jìn)滑膜成纖維細(xì)胞增殖和破骨細(xì)胞生成 | 滑膜液中表達(dá)升高,與TNF-α協(xié)同放大炎癥反應(yīng) | Lutikizumab(Ⅲ) |
IL-18 | 協(xié)同IL-12促進(jìn)Th1細(xì)胞分泌IFN-γ,,促進(jìn)骨侵蝕 | 滑膜中表達(dá)與TNF-α,、IL-1β正相關(guān),與疾病活動度和骨破壞相關(guān) | |
IL-33 | 激活NF-kB和MAPK通路,,激活I(lǐng)LC2和Th2細(xì)胞分泌GM-CSF,、IL-13,參與慢性炎癥 | 血清和滑膜中表達(dá)升高,,與骨侵蝕和間質(zhì)性肺病相關(guān) | 抗ST2抗體在動物模型中有效,,未進(jìn)入臨床 |
IL-7 | 促進(jìn)Th17增殖和存活,誘導(dǎo)破骨細(xì)胞分化,,增強RANKL敏感性 | 血清和滑膜中表達(dá)升高,,與Th17細(xì)胞數(shù)量和疾病活動度正相關(guān) | |
IL-21 | 促進(jìn)B細(xì)胞抗體類別轉(zhuǎn)換和漿細(xì)胞分化,增強Th17細(xì)胞功能,,抑制Treg細(xì)胞,,維持自身免疫反應(yīng) | IL-21水平與自身抗體滴度和關(guān)節(jié)炎癥相關(guān) |
注:Ⅰ、Ⅱ,、Ⅲ表示臨床研究進(jìn)展階段,。
03、IBD發(fā)病機制中的細(xì)胞因子與靶向治療
炎癥性腸?。?/span>Inflammatory bowel disease, IBD)主要包括潰瘍性結(jié)腸炎(UC)和克羅恩?。–D),屬于慢性,、復(fù)發(fā)性的胃腸道炎癥性疾病,。
腸道細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)紊亂與IBD關(guān)系密切。正常生理狀態(tài)下,,促炎細(xì)胞因子(如IFN-γ)促進(jìn)先天免疫細(xì)胞的活化和細(xì)胞毒性,,保護(hù)腸道免受病原體感染??寡准?xì)胞因子IL-10和TGF-β控制Treg細(xì)胞的激活和擴增,,預(yù)防腸道中的過度炎癥反應(yīng)。
在IBD發(fā)病過程中,,白細(xì)胞介素導(dǎo)致腸道損傷,加劇炎癥反應(yīng),。IL-1β與TNF-α和IL-6協(xié)同作用,,誘導(dǎo)IBD炎癥。在CD患者中IL-6水平升高,,與臨床疾病活動,、復(fù)發(fā)頻率和炎癥嚴(yán)重程度相關(guān),。在IBD患者的早期發(fā)病過程中,IL-10R亞單位基因的突變與腸道炎癥免疫反應(yīng)有關(guān),。IL-12在慢性炎癥性疾病中發(fā)揮作用,。IL-23促進(jìn)和影響Th17細(xì)胞反應(yīng)并促進(jìn)腸道炎癥。與健康對照組相比,,IBD患者的腸黏膜和固有層中IL-17,、IL-23水平升高。在小鼠模型中,,IL-17A和IL-17F缺陷對腸炎具有保護(hù)作用,。
TNF是IBD發(fā)病機制中的促炎細(xì)胞因子,刺激急性期反應(yīng),,促進(jìn)IL-1和IL-6分泌,,表達(dá)水平與CD患者的臨床疾病活動性相關(guān)。TNF家族成員TL1A也被發(fā)現(xiàn)是腸道炎癥的關(guān)鍵介質(zhì),,在IBD患者中水平也升高,。TL1A結(jié)合DR3,促進(jìn)IL-4,、IL-12和IL-23的產(chǎn)生,,并通過Th1、Th2和Th17細(xì)胞增加DR3的表達(dá),,促進(jìn)炎癥,。
IBD的免疫學(xué)發(fā)病機制(源自文獻(xiàn):doi: 10.2147/JIR.S353038)
IBD免疫學(xué)分子機制不斷發(fā)展,為IBD治療提供新的策略和思路,,新型抗體或抑制劑,、聯(lián)合治療方案、多因子阻斷劑有望打破IBD治療瓶頸,。
Risankizumab是FDA批準(zhǔn)的第-一個用于治療中重度CD患者的選擇性IL-23p19抑制性抗體,。其他靶向IL-23p19的單克隆抗體還有Guselkumab、Brazikumab,、Mirikizumab,,有的已獲批CD適應(yīng)癥,正在開展UC患者的臨床研究,。
Olamkicept是一種選擇性靶向IL-6反式信號傳導(dǎo)的Fc融合蛋白,,涉及16名IBD患者的開放標(biāo)簽2a期研究中,19%的患者獲得了臨床緩解,,44%的患者出現(xiàn)臨床響應(yīng),。
Spesolimab是靶向IL-36R的新型人源化抗體,已于2022年獲得FDA批準(zhǔn),,成為首-個用于治療成人全身性膿皰型銀屑病的藥物,,目前在中重度UC患者的臨床研究中具有良好的耐受性,,但未達(dá)到療效終點。
04,、銀屑病與免疫失調(diào)
銀屑?。?/span>Psoriasis, Ps),俗稱“牛皮癬”,,屬于慢性自免疾病,,主要表現(xiàn)為皮膚細(xì)胞過度增殖和免疫系統(tǒng)異常激活,導(dǎo)致皮膚上出現(xiàn)增厚,、發(fā)紅,、帶有鱗屑的斑塊,分為尋常型,、膿皰型,、紅皮病型、關(guān)節(jié)病型4種類型,。
銀屑病屬于細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)失調(diào)疾病,,Th1、Th17,、Th22等相關(guān)通路的過度激活及先天炎癥通路激活參與Ps的發(fā)生發(fā)展,。TNF-α是啟動Ps下游炎癥信號的細(xì)胞因子,與IFN-γ協(xié)同作用,,誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)趨化因子和炎癥黏附分子,。IL-23是調(diào)節(jié)Th17細(xì)胞存活和致病潛力的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,促進(jìn)IL-17表達(dá),。IL-17調(diào)節(jié)不同病原體的免疫反應(yīng)和組織修復(fù)過程,,并通過誘導(dǎo)多種促炎細(xì)胞因子和趨化因子加劇炎癥。
Ps相關(guān)的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)及治療靶點(源自文獻(xiàn):doi: 10.1007/s12016-024-08991-7)
05,、細(xì)胞因子與其他免疫疾病
系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic Lupus Erythematosus, SLE)其特征是全身性炎癥和針對細(xì)胞核成分的自身抗體產(chǎn)生,,導(dǎo)致組織和器官損傷。女性患病率顯著高于男性,。該疾病的病因與免疫系統(tǒng)失調(diào)有關(guān),,其中多種細(xì)胞因子(如白細(xì)胞介素)在疾病的發(fā)生和發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。IL-10與其他細(xì)胞因子的失衡可能導(dǎo)致SLE患者出現(xiàn)免疫失調(diào)和慢性炎癥,。某些SLE患者體內(nèi)IL-17水平升高,,可導(dǎo)致組織損傷。同樣INF-α表達(dá)升高,,與疾病活動度相關(guān),。
多發(fā)性硬化癥(Multiple Sclerosis, MS)特征是免疫系統(tǒng)攻擊中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的髓鞘,引發(fā)炎癥,、脫髓鞘和神經(jīng)退行性變,。患者常表現(xiàn)為疲勞,、運動障礙和認(rèn)知功能下降等癥狀,。IL-12和IL-23在MS的自身免疫反應(yīng)中發(fā)揮作用,促進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)和脫髓鞘,。IL-17會導(dǎo)致多發(fā)性硬化癥中的髓鞘破壞,。在MS中,促炎細(xì)胞因子(如IL-2,、IL-6,、IL-12和IL-17)與IL-10等抗炎細(xì)胞因子之間往往存在失衡。
1型糖尿?。═ype 1 diabetes, T1D)特征是胰腺中產(chǎn)生胰島素的β細(xì)胞被破壞,,導(dǎo)致胰島素絕-對缺乏和血糖水平失調(diào)。IL-1與β細(xì)胞受損相關(guān),,是T1D進(jìn)展的核心因素,。IL-6刺激免疫反應(yīng),參與β細(xì)胞的自身免疫性破壞,。IL-10是研究人員重點研究的細(xì)胞因子之一,。IL-17可促進(jìn)炎癥反應(yīng),并參與對β細(xì)胞的自身免疫攻擊,。
干燥綜合征(Sj?gren’s syndrome, SS)由免疫系統(tǒng)錯誤地攻擊唾液腺和淚腺而引起,,主要影響分泌液體的腺體,導(dǎo)致干眼,、口干和吞咽困難,。IFN-α、IFN-γ,、IL-17,、IL-7、TNF-α,、BAFF等是原發(fā)性干燥綜合征的主要促炎細(xì)胞因子,。若與SLE、RA等自免疾病相關(guān),,則稱之為繼發(fā)性干燥綜合征,。
總之,細(xì)胞因子通過復(fù)雜的互作網(wǎng)絡(luò),,調(diào)控炎癥以及免疫系統(tǒng)對炎癥的反應(yīng),。細(xì)胞因子信號傳導(dǎo)失調(diào)可能導(dǎo)致組織損傷,引發(fā)多種自身免疫性疾病,。深入探索細(xì)胞因子與自免疾病間的復(fù)雜作用,,有望開發(fā)更佳精準(zhǔn)和有效的治療方案,。
義翹神州自免疾病研究中的細(xì)胞因子
義翹神州擁有近千種細(xì)胞因子產(chǎn)品,涵蓋白介素,、生長因子,、干擾素、TNF家族因子,,有科研級,、GMP級供選擇。產(chǎn)品多次被高因子期刊引用,,支持50余種自免疾病的科學(xué)研究,,如靶向藥物開發(fā)、生物標(biāo)志物研究,、分子機制研究等,。
免責(zé)聲明:義翹神州內(nèi)容團(tuán)隊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,,文中觀點不代表義翹神州立場。隨著對疾病機制研究的深入,,新的實驗結(jié)果或結(jié)論可能會修改文中的描述,,還請大家理解。
本文不屬于治療方案推薦,,如需獲得治療方案指導(dǎo),,請前往正規(guī)醫(yī)院就診。
【參考文獻(xiàn)】
1. Kamal D Moudgil, Divaker Choubey, Cytokines in Autoimmunity: Role in Induction, Regulation, and Treatment. J Interferon Cytokine Res. 2011. doi: 10.1089/jir.2011.0065
2. Izabela Sieminska, Monika Pieniawska, Tomasz M Grzywa. The Immunology of Psoriasis-Current Concepts in Pathogenesis. Clin Rev Allergy Immuno. 2024, doi: 10.1007/s12016-024-08991-7
3. Quan Lu et al. Immunology of Inflammatory Bowel Disease: Molecular Mechanisms and Therapeutics. J Inflamm Res. 2022, doi: 10.2147/JIR.S353038
4. Zaroon et al. Interleukin in Immune-Mediated Diseases: An Updated Review. Mol Biotechnol, 2024, doi: 10.1007/s12033-024-01347-8
5. Neurath, M.F. Strategies for targeting cytokines in inflammatory bowel disease. Nat Rev Immunol 2024. doi.org/10.1038/s41577-024-01008-66. Xuebin Liu, et al. Drug targets in the cytokine universe for autoimmune disease. Trends Immunol, 2013. doi: 10.1016/j.it.2012.10.003
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