CD40L阻断治疗多发性硬化的多模态效应：临床前与临床研究的机制洞察

《Multiple Sclerosis Journal》：Multimodal effects of CD40L blockade in multiple sclerosis: Insights from preclinical and clinical studies

　　

共刺激信号（costimulatory signaling）对于T细胞活化、耐受和免疫稳态（immune homeostasis）至关重要。这些通路的失调可导致自身免疫性疾病（autoimmune diseases），包括多发性硬化症（multiple sclerosis, MS）。治疗性靶向共刺激分子，特别是CD⁴⁰–CD⁴⁰L轴，已在包括多发性硬化症在内的多种自身免疫性疾病中显示出临床疗效。本综述将实验模型的机制见解与临床数据相结合，以考察CD⁴⁰L阻断对不同免疫细胞和中枢神经系统（central nervous system, CNS）驻留细胞群的影响。临床前模型强调了免疫细胞与CNS驻留细胞之间除单纯共刺激信号外的复杂相互作用。临床机制研究支持CD⁴⁰L阻断作为多发性硬化症的一种有前景的治疗策略。

引言

多发性硬化（MS）是一种中枢神经系统（CNS）的慢性炎症性及神经退行性疾病，在美国影响超过100万人，且仍是年轻人神经功能障碍的主要原因。现有疾病修饰疗法（DMTs）通过靶向外周淋巴细胞和抑制急性炎症活动，显著改善了复发型疾病的管理，但在阻止进行性残疾累积方面效果有限。进行性疾病由持续的、隔室化的CNS炎症及早期神经退行驱动，适应性免疫应答与CNS驻留固有免疫细胞间的相互作用参与该闷烧性病理过程。因此，亟需能够同时调节外周免疫激活与CNS隔室化炎症、兼顾复发活动与进行性残疾累积的治疗策略。

CD⁴⁰–CD⁴⁰L共刺激通路作为治疗靶点

CD⁴⁰L（又称GP39或CD154）是肿瘤坏死因子（TNF）配体家族中的II型跨膜细胞因子，瞬时表达于活化的CD⁴+ T细胞。其受体CD⁴⁰为I型跨膜糖蛋白，属TNF受体（TNFR）超家族，主要表达于抗原呈递细胞（APCs），包括B细胞、树突状细胞（DCs）、巨噬细胞和单核细胞，亦见于内皮、上皮和间充质细胞。MS患者可溶性CD⁴⁰L（sCD⁴⁰L）水平升高，并与扩展残疾状态量表（EDSS）评分相关；CNS中CD⁴⁰L+细胞与CD⁴⁰表达细胞密切靠近，而健康对照及其他神经退行性疾病患者CNS中未检测到CD⁴⁰L。实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）中，CD⁴⁰L基因缺失或阻断可预防或减轻疾病。早期抗CD⁴⁰L单克隆抗体（mAb）临床开发因Fc介导的血小板活化导致血栓栓塞并发症而中止；第二代抗CD⁴⁰L mAb（如frexalimab）已进入复发缓解型及非复发继发进展型MS的III期试验。抗CD⁴⁰L与抗CD⁴⁰阻断各有特点：CD⁴⁰L表达更受限且激活依赖，而CD⁴⁰L亦结合多种整合素，故靶点选择取决于细胞分布、安全性和期望的抑制广度。

外周调节与CNS串扰

抗CD⁴⁰L抑制EAE，表明全身性阻断可抑制神经炎症。炎症条件下BBB破坏允许抗体进入CNS，且即使穿透有限，到达CNS的量仍可能具有功能意义。CD⁴⁰L阻断还在淋巴细胞进入CNS前改变其活化、运输及致病性，产生“旁观者”神经调节。外周机制包括：中断共刺激激活、克隆扩增及Th1/Th17分化；限制B细胞活化、生发中心反应和抗原呈递功能；减少炎症性单核细胞募集；并可阻止CD⁴⁰L介导的脑微血管内皮细胞活化，下调血管细胞黏附分子1（VCAM-1）、细胞间黏附分子1（ICAM-1）、E-选择素等分子，从而减少白细胞黏附与跨内皮迁移。最终，CNS暴露于更少、致病性更低的淋巴细胞和单核细胞，局部抗原呈递、炎症因子扩增及小胶质细胞和巨噬细胞的继发激活均随之减少。因此，治疗效果主要来自打断不断补充的外周免疫强化，而非直接作用于CNS。

临床前模型中CD⁴⁰L阻断的细胞特异性效应

T细胞

抗CD⁴⁰L阻断破坏致病性T细胞分化而不致广泛淋巴细胞耗竭。在复发缓解型EAE（R-EAE）中，抗CD⁴⁰L抑制髓鞘特异性Th1细胞分化与效应功能，同时保留T细胞扩增及IL-2、IL-4、IL-5和IL-10产生；选择性抑制干扰素-γ（IFN-γ）产生、迟发型超敏反应及脑源性效应T细胞生成。治疗可减少CNS中Th1积累并促进Th2反应，并损害脑源性T细胞转移疾病的能力。在MS中，活化CD⁴+ T细胞高表达CD⁴⁰L并刺激APC产生IL-12，而CD⁴⁰L阻断可完全抑制该过程。CD⁴⁰L序列源性肽KGYY6通过改变CD69表达和增强IL-10产生调节CD⁴+ T细胞，减轻EAE。

B细胞

CD⁴⁰–CD⁴⁰L相互作用对T细胞依赖性B细胞活化、增殖、生发中心形成、浆细胞分化、记忆B细胞生成及类别转换重组至关重要。治疗初治RRMS患者的记忆B细胞对CD⁴⁰L刺激的增殖反应增强。其他自身免疫病研究显示，抗CD⁴⁰L可降低胶原诱导关节炎的抗胶原抗体滴度；狼疮肾炎中耗竭活化CD¹⁹+ B细胞亚群并抑制自发增殖及免疫球蛋白分泌；鼠系统性红斑狼疮（SLE）中减少B细胞亚群并阻止持续活化。该通路亦与EB病毒（EBV）关联：EBV感染B细胞可诱导CD⁴⁰L表达，但其潜伏膜蛋白1（LMP1）作为组成性活性CD⁴⁰模拟物，可不依赖外部CD⁴⁰L信号。故CD⁴⁰L阻断可能减少配体依赖性B细胞激活，但不会直接抑制LMP1介导的存活信号。

树突状细胞（DCs）

CD⁴⁰–CD⁴⁰L信号在DC介导的致病性T细胞启动中发挥关键作用。EAE中，DC上的CD⁴⁰表达是外周引流淋巴结内脑源性CD⁴+ T细胞扩增和分化所必需；DC特异缺失CD⁴⁰可减少Th1、Th17及粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）产生T细胞的频率并限制其CNS积累。MS循环髓系DCs呈促炎表型，其特征为CD⁸⁰和CD⁴⁰表达增加、程序性死亡配体1（PD-L1）减少、IL-12和TNF-α产生增加。在鼠SLE模型中，CD⁴⁰L阻断可恢复正常DC积累和活化状态。

单核细胞/巨噬细胞

巨噬细胞在MS和EAE中介导CNS炎症和组织损伤，是MS病灶中主要CD⁴⁰表达群体，EAE浸润巨噬细胞亦高表达CD⁴⁰。抑制CD⁴⁰信号可减少CD⁴⁰L诱导的IL-12产生，削弱Th1反应并减轻EAE。选择性阻断CD⁴⁰–TRAF6信号可促进抗炎单核细胞表型，减少跨内皮迁移及单核细胞来源巨噬细胞在CNS中的积累。髓系定向缺失模型证实CD⁴⁰–TRAF6轴对巨噬细胞介导的神经炎症不可或缺。

小胶质细胞

EAE中小胶质细胞激活经历CD⁴⁰非依赖的早期阶段和依赖的后期阶段，后者对完全激活、致病性T细胞扩增及白细胞募集必不可少。小胶质细胞经CD⁴⁰L激活后可产生TNF-α和IL-12。在HIV脑炎模型中，CD⁴⁰L联合IFN-γ诱导单核细胞趋化蛋白1（MCP-1）、干扰素诱导蛋白10（IP-10）、巨噬细胞炎性蛋白1α/β（MIP-1α/β）及调节激活正常T细胞表达和分泌因子（RANTES）等趋化因子。体外研究证实，原代人小胶质细胞中T细胞诱导的IL-12产生依赖CD⁴⁰–CD⁴⁰L信号，且可被抗CD⁴⁰L mAb抑制。

星形胶质细胞

CD⁴⁰–CD⁴⁰L信号激活星形胶质细胞，并通过Rho家族鸟苷三磷酸酶（GTPases）诱导促炎细胞因子产生，随后经JAK/STAT1通路进一步放大激活，促进EAE进展。使用抗CD⁴⁰抗体或CD⁴⁰小干扰RNA抑制星形胶质细胞CD⁴⁰信号可抑制Rho GTPases、NF-κB和STAT1活化，减少IL-6和TNF-α产生；CD⁴⁰缺失亦减少CD⁴⁰L阳性星形胶质细胞数量。

神经元

目前尚无在MS中直接评估抗CD⁴⁰L抗体阻断对神经元作用的临床前或临床研究。但在硫胺素缺乏诱导的神经退行模型中，CD⁴⁰L基因缺失可减少约64%的神经元死亡。

少突胶质细胞

少突胶质细胞及其髓鞘是MS自身免疫损伤的主要靶点，但损伤主要由炎性T细胞、激活的小胶质细胞和浸润巨噬细胞驱动。CD⁴⁰L信号通过增强T细胞效应功能及激活CD⁴⁰表达的小胶质细胞和巨噬细胞，放大上游免疫反应，释放炎症细胞因子、一氧化氮、趋化因子和基质金属蛋白酶，导致少突胶质细胞损伤和髓鞘脱失。因此，CD⁴⁰L阻断可通过抑制致病性T细胞、小胶质细胞和巨噬细胞间接保护少突胶质细胞，而非逆转已发生的损伤。

内皮细胞

脑内皮细胞组成性表达CD⁴⁰，并在炎症时表达上调。CD⁴⁰L与内皮CD⁴⁰结合可上调E-选择素、VCAM-1和ICAM-1，增强静息及活化CD⁴+ T细胞与内皮的黏附，促进白细胞穿过血脑屏障（BBB）募集。阻断CD⁴⁰–CD⁴⁰L相互作用可减少T细胞黏附，但尚无在EAE或MS中直接研究内皮细胞效应的报道。

CD⁴⁰L阻断的临床机制研究效应

临床研究显示CD⁴⁰L抑制可在多种免疫细胞群中产生免疫调节作用，而不引起广泛白细胞耗竭。在RRMS的toralizumab I期研究中，总白细胞、淋巴细胞及主要T细胞亚群未见减少；治疗伴随T细胞区室调节性变化，包括CD³+和CD⁴+ T细胞上CD²⁵表达增加，IL-10:IL-17及IL-10:MCP-1比值升高，提示诱导免疫调节而非淋巴细胞耗竭。SLE患者接受抗CD⁴⁰L mAb IDEC-131亦不耗竭循环淋巴细胞亚群。在增殖性狼疮肾炎患者的BG9588开放标签研究中，治疗降低抗双链DNA抗体滴度并增加补体C3水平，提示抑制致病性体液免疫反应。这些研究一致表明，CD⁴⁰L阻断能够调节T细胞和B细胞功能，同时保留免疫细胞总体数量，其机制为免疫调节而非免疫细胞耗竭。

当前相关生物标志物

生物标志物研究已成为MS领域的重要方向，以改善早期诊断、疾病分层和进展预测。sCD⁴⁰L和IL-31与MS严重程度相关，且治疗患者低于未治疗患者。研究团队发现sCD⁴⁰L和MCP-1/CCL2是进展型MS中升高的进展相关生物标志物，并与残疾累积相关。在frexalimab的II期试验中，钆增强病灶减少90%，血浆神经丝轻链（NfL）在第12周降低24%，CXCL13降低30%。近期研究显示，ocrelizumab治疗可显著下调残余/补充B细胞中的CD⁴⁰、人类白细胞抗原-DR、PD-L1和PD-L2。整合microRNA、细胞外囊泡、代谢组学及微生物组特征的生物信息学策略可能有助于建立多标志物组合，克服单一标志物的局限性。

结论

来自临床前和临床研究的累积证据支持CD⁴⁰–CD⁴⁰L信号在MS免疫病理学中的核心作用。阻断该通路可在多种参与MS病理的细胞群中发挥免疫调节作用。随着安全特性改善的第二代CD⁴⁰L靶向疗法进入临床开发，该策略有望同时解决复发型疾病活动及进行性残疾累积这一重大未满足医疗需求。