综述:细胞因子网络与系统性红斑狼疮的治疗进展
《Frontiers in Immunology》:Cytokine networks and therapeutic advances in systemic lupus erythematosus
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时间:2025年11月08日
来源:Frontiers in Immunology 5.9
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系统性红斑狼疮(SLE)的免疫调节异常涉及Th1/Th2/Th17亚群失衡及IL-17、IL-23、IL-10等细胞因子协同致病,同时影响抗凋亡通路和免疫复合物沉积。靶向治疗如IL-17抑制剂(secukinumab)和IL-23抑制剂(risankizumab)显示疗效,但存在感染风险和补偿性炎症反应问题。新兴靶点如IL-22和MIF需进一步验证机制,且需开发精准递送系统以平衡疗效与安全性。
系统性红斑狼疮(SLE)是一种复杂的自身免疫性疾病,其特征是免疫系统失去对自身抗原的耐受性,从而引发自身抗体的异常产生和广泛的器官损伤。在SLE的病理过程中,Th1、Th2和Th17细胞分泌的细胞因子起着关键作用,这些细胞因子通过促进炎症反应和组织损伤,影响疾病的进展。近年来,针对这些细胞因子的靶向治疗策略逐渐成为研究热点,尽管取得了一定的临床进展,但仍然面临安全性和长期疗效等方面的挑战。同时,一些新兴的细胞因子靶点,如MIF和IL-39,为深入理解SLE的发病机制提供了新的视角。本文旨在系统地探讨这些细胞因子在SLE中的免疫调节功能及其在疾病发生发展中的作用,进一步为更精准的治疗策略提供理论依据。
在SLE的免疫调节机制中,Th细胞扮演着核心角色。Th细胞不仅在先天免疫和适应性免疫之间起到桥梁作用,还通过分泌特定的细胞因子来调控免疫应答。其中,Th1细胞主要参与细胞介导的免疫反应,Th2细胞则与体液免疫密切相关,而Th17细胞则在炎症反应中发挥重要作用。这些细胞因子的异常表达和功能紊乱,被认为是SLE发生发展的关键因素之一。例如,Th1细胞分泌的IFN-α和IFN-γ在疾病早期和晚期均表现出不同的作用,而Th2细胞分泌的IL-4、IL-13和IL-5则在调节B细胞功能和免疫反应中具有双重意义。Th17细胞分泌的IL-17和IL-23则被广泛认为是推动SLE炎症反应的重要介质。因此,深入了解这些细胞因子在SLE中的作用机制,对于开发更有效的治疗策略至关重要。
在SLE的发病过程中,IFN-α的异常产生是其标志性特征之一。IFN-α的过度分泌通常与Toll样受体(TLR)信号通路的激活有关,而某些基因多态性,如IFN-α激酶级联中的突变,可能导致持续的I型干扰素激活。这种异常的干扰素反应不仅与皮肤病变和狼疮性肾炎(LN)密切相关,还与疾病活动指数(SLEDAI)的水平呈正相关。临床试验表明,使用抗IFN-α单克隆抗体(如anifrolumab)可以显著改善SLE患者的临床症状,但其长期疗效仍需进一步验证。此外,IFN-γ在SLE中的作用相对复杂,尽管其在小鼠模型中可能促进自身抗体的生成并加重肾病病理,但在临床观察中,新诊断的SLE患者常表现出IFN-γ水平的升高,这种现象可能与抗甲状腺过氧化物酶(TPO)抗体的存在有关。IFN-α和IFN-γ在SLE中的不同作用机制表明,干扰素信号的调控可能在疾病的不同阶段发挥不同的作用,进一步理解其动态变化对于治疗干预具有重要意义。
IL-2在SLE的免疫调节中同样具有双重作用。一方面,IL-2的缺乏会导致免疫耐受的破坏,另一方面,低剂量的IL-2补充则有助于恢复调节性T细胞(Tregs)的稳态。在SLE患者中,IL-2信号通路的异常,如JAK3磷酸化和STAT5激活的减弱,可能导致T细胞亚群的失衡。因此,通过低剂量IL-2的补充来选择性地扩增Tregs,被认为是调控SLE免疫反应的一种潜在策略。在临床试验中,低剂量IL-2已被证明可以显著改善SLE患者的临床表现,尤其是在狼疮性肾炎患者中,其对免疫应答的调节作用尤为明显。此外,为了提高治疗的特异性和有效性,研究人员开发了IL-2与抗IL-2单克隆抗体形成的复合物,这种复合物能够更精准地激活Tregs,同时避免对效应性T细胞的过度刺激。然而,尽管IL-2靶向治疗显示出良好的前景,其长期效果和安全性仍需进一步研究。
TNF-α在SLE中的作用同样呈现出矛盾性。一方面,TNF-α通过激活巨噬细胞,促进异常免疫复合物的形成,从而加剧炎症反应和组织损伤;另一方面,其在某些情况下可能对免疫反应起到一定的调节作用。在SLE患者的血液中,TNF-α的浓度通常高于健康个体,且与补体成分C3的水平呈负相关。此外,某些单核苷酸多态性(SNPs)如TNF-376G/A与狼疮性肾炎的发生密切相关,而TNF-308G/A则似乎与疾病风险无关。尽管已有研究表明TNF-α在SLE中的炎症作用,但其在调节性T细胞功能障碍和血管内皮激活中的具体机制仍不明确。因此,未来的研究需要进一步探索TNF-α在SLE中的作用,特别是其在不同细胞类型和组织环境中的动态变化。
IL-4和IL-13作为经典的Th2细胞因子,其功能在SLE中也表现出双重性。它们通过激活STAT6信号通路,影响B细胞的成熟、IgE类转换以及Th2介导的炎症反应。在SLE小鼠模型中,IL-4信号的异常可能促进自身反应性B细胞的存活,进而导致抗双链DNA(anti-dsDNA)抗体的增加。然而,临床研究中发现,SLE患者的血清IL-4水平通常低于健康个体,这与IL-4在疾病中的作用形成矛盾。因此,IL-4和IL-13在SLE中的具体作用机制可能受到多种因素的影响,包括遗传背景、环境因素以及免疫微环境的变化。进一步的研究需要结合单细胞转录组学和空间转录组学技术,以更精确地解析这些细胞因子在SLE中的作用。
IL-5作为Th2细胞因子的一种,其在SLE中的作用同样具有复杂性。IL-5主要由激活的CD4+ T细胞和肥大细胞分泌,参与调控B细胞的功能和嗜酸性粒细胞的募集。在SLE小鼠模型中,IL-5的过度表达可能导致B细胞的异常增殖和浆细胞的分化,从而加剧自身抗体的产生和组织损伤。然而,临床研究的结果却不尽一致,部分研究显示IL-5水平在活动性SLE患者中升高,与抗核抗体的滴度相关,而另一些研究则发现IL-5的升高并不与SLEDAI评分直接相关。这种差异可能与个体遗传背景有关,例如IL5RA基因的多态性可能影响嗜酸性粒细胞的浸润,但其在SLE中的下游调控机制仍需进一步研究。此外,IL-5在抗体类别转换(如IgA和IgE)以及组织病理学中的具体作用,也需要通过更深入的实验手段进行解析。
IL-6在SLE的发病机制中具有核心地位,其通过JAK–STAT3信号通路参与多种免疫反应的调控。IL-6的异常表达可能与SLE的遗传易感性相关,某些基因多态性如rs1800795和rs1800796已被发现与SLE的发生密切相关。临床数据显示,SLE患者的血清IL-6水平通常升高,并与疾病活动指数呈正相关。针对IL-6信号通路的治疗策略,如使用抗IL-6受体单克隆抗体(如tocilizumab),已被证明可以有效降低抗dsDNA抗体水平并改善关节炎症状。然而,这种治疗方式也伴随着一定的风险,如中性粒细胞减少,这可能影响患者的免疫防御能力。此外,IL-6的抑制可能对免疫记忆的形成产生负面影响,尤其是在SLE患者中,免疫系统更容易受到感染。因此,在开发IL-6靶向治疗时,需要在有效性和安全性之间找到平衡点。
IL-10在SLE中的作用同样呈现出复杂的双重性。它不仅能够抑制炎症反应,还可能促进自身免疫反应的持续。IL-10通过激活STAT3信号通路,在巨噬细胞、调节性B细胞(Bregs)和Th2细胞中发挥免疫调节作用。在体外实验中,IL-10被发现可以促进记忆B细胞的扩增并增加抗dsDNA抗体的产生。然而,临床数据显示,SLE患者的血清IL-10水平通常较高,并与肾病的严重程度相关。相反,IL-10的缺乏则可能导致疾病加重,例如在IL-10基因敲除的小鼠模型中,观察到Bregs的显著减少以及肾病的恶化。这种矛盾性可能源于IL-10受体(IL-10Rα)在不同细胞类型中的表达差异,以及其下游信号通路的复杂调控。因此,未来的研究需要进一步探讨IL-10在SLE中的时空调控机制,以及其与I型干扰素之间的相互作用。
IL-17作为Th17细胞的主要效应因子,其在SLE中的作用尤为显著。IL-17主要通过激活NF-κB、AP-1和STAT3等信号通路,促进免疫系统的炎症反应。在SLE患者中,血清IL-17水平与疾病活动指数(SLEDAI)密切相关,特别是在神经精神型SLE中,IL-17可能参与神经免疫功能的异常。IL-17通过多种机制加剧SLE的病理过程,包括刺激上皮细胞产生IL-6和IL-8、增强BAFF表达以维持自身反应性B细胞的存活、以及促进中性粒细胞胞外诱捕网(NET)的形成,从而释放DNA抗原并引发I型干扰素的反馈循环。在小鼠模型中,IL-17的缺失可以显著减少生发中心(GC)中的B细胞、抗dsDNA抗体以及肾内的免疫复合物,从而减轻肾病的严重程度。此外,IL-17与IL-23的协同作用可能进一步增强炎症反应,而IL-23则通过激活IL-23R/STAT3信号通路,促进Th17细胞的分化和维持。因此,针对IL-17和IL-23的治疗策略在SLE中显示出一定的前景,但仍需进一步研究其在不同组织和细胞类型中的作用机制。
除了IL-17和IL-23,IL-22也逐渐成为SLE研究中的新靶点。IL-22主要由Th17细胞、γδ T细胞和ILC3s分泌,其通过STAT3信号通路在SLE中发挥重要作用。研究表明,IL-22的过度表达可能通过诱导SOCS3介导的基质金属蛋白酶(MMP-9)表达,导致肾小球内皮细胞的损伤,从而加剧狼疮性肾炎的进展。在SLE小鼠模型中,IL-22的阻断可以显著改善肾损伤,提示其在治疗中的潜在价值。此外,肠道菌群失调和肠道屏障功能的破坏可能通过TLR-IL-23信号通路促进IL-22的过度产生,这为理解SLE的肠道-肾脏轴提供了新的思路。然而,IL-22在SLE中的具体作用机制,以及其与IL-17/IL-23信号通路之间的相互作用,仍需更深入的研究。
此外,MIF(巨噬细胞迁移抑制因子)作为另一种新兴的细胞因子靶点,其在SLE中的作用机制尚不完全明确。MIF通过CD74/CXCR4/mTOR信号通路激活NLRP3炎症小体,促进IL-1β的释放和肾小管上皮细胞的焦亡,从而加剧肾脏损伤。临床数据显示,MIF水平与SLE患者的蛋白尿和肌酐水平呈正相关,同时与补体成分C3水平呈负相关。尽管某些抗MIF单克隆抗体(如IMTO-05)在早期临床试验中显示出一定的治疗效果,但由于不良反应和患者招募不足,相关研究尚未广泛开展。MIF在T细胞共刺激、Th17/Treg失衡和NET形成中的具体作用仍需进一步验证,尤其是在基因编辑模型中的研究。
针对IL-17的治疗策略主要包括三种方式:直接中和IL-17(如使用secukinumab或ixekizumab)、间接抑制IL-17的产生(如通过阻断CaMK4和STAT3信号通路)以及通过代谢重编程减少IL-17的表达。这些策略在临床试验中取得了一定的成效,例如secukinumab可以显著降低抗dsDNA抗体水平并改善狼疮性肾炎的症状。然而,这些治疗方式也伴随着一定的风险,如感染率的增加和STAT3抑制剂的肝毒性。因此,未来的研究需要探索更精准的治疗方式,例如通过多组学方法识别生物标志物,以及开发针对特定组织或细胞类型的递送系统,以减少全身毒性并提高治疗效果。
综上所述,SLE的发病机制涉及多种细胞因子的复杂相互作用,包括Th1、Th2和Th17细胞因子,以及一些新兴的靶点如IL-22和MIF。尽管目前已有多种靶向治疗策略在临床试验中显示出一定的疗效,但仍然存在安全性和长期效果的问题。因此,未来的研究应更加注重多组学技术的应用,以更全面地解析这些细胞因子的作用机制,同时探索更精准的治疗手段,如靶向递送系统和个性化生物标志物,以实现对SLE的个体化治疗。此外,进一步的研究还应关注细胞因子在不同组织和细胞类型中的动态变化,以及它们在免疫微环境中的相互作用,从而为开发更有效的治疗策略提供理论支持。
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