免疫活性IL2诱导血管渗漏体外模型的构建及其机制研究与缓解策略评估

《Scientific Reports》：An immune competent in vitro model of IL2 induced vascular leakage enables mechanistic insights and evaluation of mitigation strategies

本研究针对IL2抗癌治疗中致命的毛细血管渗漏综合征(CLS)临床难题，开发了一种包含人原代内皮细胞与PBMCs的免疫活性共培养模型。该模型成功复现了IL2剂量依赖性血管屏障破坏，证实细胞直接接触是诱导内皮功能障碍的关键，并通过蛋白质组学揭示了炎症、粘附及基质重塑等核心通路。研究进一步验证了JAK抑制剂Ruxolitinib等干预策略的缓解效果，为理解CLS发病机制及开发更安全的IL2疗法提供了重要平台。

　　

当科学家们试图利用白细胞介素-2（IL2）这种强大的抗癌武器时，一个致命的副作用始终如影随形——毛细血管渗漏综合征（CLS）。这种危及生命的并发症会导致血管屏障功能崩溃，引发全身性水肿和多器官功能障碍，严重限制了IL2在癌症治疗中的广泛应用。尽管科研人员已付出数十年努力，开发了45种基于IL2的改良药物并在139项临床试验中进行评估，但至今尚无一款能成功通过审批上市。这一困境暴露出我们对IL2诱导CLS发病机制的理解仍存在重大空白。

面对这一挑战，来自罗氏制药研究与早期开发中心的Tamara Zimmermann等研究人员在《Scientific Reports》上发表了他们的最新成果。他们成功构建了一种免疫活性的人源体外模型，能够模拟IL2诱导的血管渗漏过程，为深入解析其分子机制和评估干预策略提供了强大工具。

研究人员采用了几项关键技术方法：首先建立了人原代微血管内皮细胞（HMVEC）与健康供者来源的外周血单核细胞（PBMCs）的共培养体系；通过跨内皮电阻（TEER）测量定量评估屏障功能完整性；运用高通量蛋白质组学分析技术对分泌组和细胞蛋白质组进行全景式扫描；采用免疫荧光显微镜观察细胞连接蛋白VE-钙黏蛋白和细胞骨架F-actin的形态变化；并通过药理学干预实验验证潜在治疗策略的有效性。

重现剂量依赖性IL2诱导的血管屏障丧失

研究团队设计了一种精巧的体外实验系统：将人原代微血管内皮细胞培养在半透性Transwell膜上，与PBMCs共培养并施加不同浓度的IL2刺激。结果显示，IL2单独作用时几乎不影响内皮屏障，但当与PBMCs共存时，会引发明显的剂量依赖性屏障功能丧失。免疫荧光图像清晰显示，IL2+PBMCs组中VE-钙黏蛋白连接出现断裂，F-actin应力纤维紊乱，这与TEER测量结果高度一致。内皮细胞仅表达IL-2Rβ（CD122）和IL-2Rγ（CD132）亚基，缺乏CD25表达，表明IL2通过低/中亲和力受体发挥作用。

PBMCs-内皮细胞近距离接触是IL2诱导屏障丧失的必要条件

为了区分物理接触与可溶性因子的作用，研究人员设计了条件培养基实验。将IL2处理后的PBMCs上清转移到单纯内皮细胞培养中，并未引起明显的屏障功能变化。相比之下，需要细胞直接接触才能激活的ESK1抗体则能有效诱导屏障破坏。这一发现表明，PBMCs与内皮细胞的直接接触是IL2诱导血管渗漏的关键环节，而非单纯依靠分泌的细胞因子。

蛋白质组学分析揭示IL2诱导内皮屏障功能障碍的作用机制

通过对IL2处理组与对照组的全面蛋白质组学分析，研究人员鉴定出348个差异表达蛋白，其中39个来自分泌组，189个来自PBMCs，120个来自内皮细胞。显著上调的蛋白包括炎症因子（CXCL1、CSF1、CSF3、CXCL10）、氧化应激反应蛋白（SOD2、TXNDC5）、白细胞黏附分子（ICAM1）以及基质重塑相关蛋白（HAPLN3、MFAP1、ADAMTS4）。蛋白质相互作用网络分析揭示了炎症与免疫、细胞间黏附、基质重塑和WNT信号通路等多个功能模块的协同作用。

IL2诱导毛细血管渗漏综合征缓解策略评估

利用这一模型，研究人员评估了多种干预策略的缓解效果。mTOR抑制剂西罗莫司（Sirolimus）和JAK抑制剂鲁索利替尼（Ruxolitinib）均能显著减轻IL2诱导的屏障破坏，其中Ruxolitinib几乎完全阻止了屏障功能的丧失。尤为重要的是，即使在IL2刺激8小时后给予Ruxolitinib，仍能有效阻断屏障功能的进一步恶化，显示出其作为"解毒剂"的潜在价值。

这项研究的深刻意义在于它解决了IL2治疗领域长期存在的关键难题。该模型不仅证实了免疫细胞在内皮屏障破坏中的核心地位，还揭示了细胞间接触依赖的"免疫-血管突触"机制。蛋白质组学分析首次全景式描绘了IL2诱导CLS的分子图谱，指出了包括鸟苷酸结合蛋白（GBPs）和半胱氨酸蛋白酶抑制剂（CSTB）在内的新型潜在调控因子。这些发现为理解IL2毒性机制提供了全新视角，同时建立了一个可推广的研究平台——通过替换不同的致病因子（如IL-15超激动剂、TNF-α或患者血清），该模型可用于研究多种血管渗漏相关疾病（如脓毒症、细胞因子释放综合征、登革热等）的共同机制。

更重要的是，该研究为开发更安全的IL2衍生疗法提供了实用工具。通过快速评估不同干预策略（如抗血管生成药物、内皮屏障稳定剂）的效果，有望加速新一代IL2药物的研发进程，最终使更多癌症患者能够从这种高效免疫治疗中获益而免受严重副作用威胁。这一创新模型架起了基础研究向临床转化的重要桥梁，为克服IL2治疗的安全性瓶颈带来了新的希望。