血清白蛋白融合的白细胞介素-33（SA-IL-33）通过调节免疫反应抑制实验性自身免疫性脑脊髓炎

本研究针对白细胞介素-33（IL-33）临床转化面临的药代动力学差和毒性问题，通过将其与血清白蛋白（SA）融合，开发出活性减弱的SA-IL-33融合蛋白。该蛋白显著延长了IL-33在次级淋巴器官（SLOs）的滞留时间，降低了毒性，并通过抑制TH17细胞和促进Treg/TH2型免疫反应，有效预防和治疗了实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE），为神经炎症性疾病提供了潜在治疗策略。

　　

研究背景与意义

神经炎症性疾病多发性硬化症（MS）影响着全球超过250万患者，其病理特征为自身反应性T细胞浸润中枢神经系统（CNS）导致的脱髓鞘和神经损伤。尽管现有疗法可缓解症状，但无法根治且存在广泛免疫抑制的副作用。白细胞介素-33（IL-33）作为一种具有免疫调节潜力的细胞因子，能通过扩增ST2⁺调节性T细胞（Treg）和2型免疫细胞（如TH2、ILC2s）抑制致病性TH17反应。然而，野生型IL-33（WT IL-33）因半衰期短（约0.9小时）和剂量限制性毒性（如诱导过敏反应）阻碍了临床应用。

研究设计与技术方法

芝加哥大学普利兹克分子工程学院（Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago）的Erica Budina团队通过基因工程将小鼠IL-33与血清白蛋白（SA）融合，构建了SA-IL-33融合蛋白。研究采用HEK 293-F细胞表达系统、亲和层析和分子排阻色谱纯化蛋白，通过体外ILC2激活实验和HEK-Blue IL-33细胞模型评估生物活性，并利用MOG_35-55诱导的慢性EAE和PLP_139-151诱导的复发-缓解型EAE模型验证治疗效果。免疫表型分析通过流式细胞术完成，组织炎症和脱髓鞘程度通过免疫组化量化。

研究结果

SA融合延长IL-33半衰期并降低毒性

SA-IL-33的分子量达84 kDa，其血浆半衰期较WT IL-33延长27倍（24.2小时 vs 0.9小时），在淋巴结和脾脏等SLOs中的滞留时间显著增加（图1H-1N）。AlphaFold预测显示SA-IL-33仍能结合ST2/IL-1RAcP受体复合物，但结合亲和力降低3.2倍（图1B-1C）。体外实验证实SA-IL-33诱导ILC2s上调CD25的EC₅₀值比WT IL-33高148倍，且体内给药后血浆IL-5、IL-13等2型细胞因子水平显著降低，避免了WT IL-33导致的体重下降和50%死亡率（图2F-2M）。

SA-IL-33预防和治疗EAE效果显著

在MOG_35-55-EAE模型中，隔日皮下注射26 μg SA-IL-33（摩尔当量剂量）完全预防疾病发生，疗效优于WT IL-33且与FDA批准药物芬戈莫德（FTY720）相当（图3B-3H）。治疗性给药（从发病第20天开始）同样减轻慢性EAE症状，降低脊髓中CD45⁺细胞浸润和TH17比例，同时增加修复因子双调蛋白（amphiregulin）表达（图6G-6K）。在PLP_139-151-EAE模型中，SA-IL-33将复发率从82%降至55%（图7B-7E）。

免疫调节机制解析

SA-IL-33通过双重作用改善神经炎症：

1. CNS内：减少脊髓中MOG⁺TH17细胞、M1巨噬细胞和促炎因子（IFN-γ、TNF-α）浸润，同时抑制脱髓鞘（图4M-4N）；
2. SLOs中：扩增ILC2s（表达CD25/KLRG1）、ST2⁺Tregs（高表达CTLA-4/GATA3）和TH2细胞，并促进M2巨噬细胞极化（图5A-5G）。抗原再刺激实验显示SA-IL-33显著抑制TH17相关细胞因子（IL-17A/IL-22），同时提升IL-5分泌（图5H-5N）。

结论与展望

该研究创新性地通过SA融合解决了IL-33临床应用的两大瓶颈——短半衰期和高毒性，同时保留了其免疫调节功能。SA-IL-33通过重塑SLOs和CNS的免疫微环境，为MS等TH17驱动的自身免疫病提供了兼具安全性和长效性的治疗策略。未来研究可进一步探索SA-IL-33对少突胶质细胞再生和神经修复的影响，以及ST2⁺Tregs的长期稳定性。论文发表于《Cell Reports Medicine》，为细胞因子工程治疗神经炎症性疾病树立了新范式。