靶向PD-1通路：抑制系统性硬化症中炎症驱动的纤维化

《Annals of the Rheumatic Diseases》：Engaging the PD-1 pathway in systemic sclerosis attenuates inflammation-driven fibrosis

在系统性硬化症(SSc)中，免疫失调与纤维化的相互作用机制尚不完全清楚，特别是PD-1/PD-L1通路的作用。为解决这一关键问题，本研究聚焦于弥漫性皮肤系统性硬化症(dcSSc)，深入探究了PD-1信号对免疫激活和纤维化的影响。研究团队通过整合分析dcSSc患者样本、体外模型和体内小鼠模型，发现PD-1:Fc融合蛋白可下调炎症因子和细胞外基质(ECM)蛋白分泌，并在博来霉素诱导的肺纤维化模型中减轻肺纤维化。这项研究为PD-1/PD-L1轴成为dcSSc潜在治疗新靶点提供了强有力的证据。

　　

系统性硬化症是一种令人困扰的自身免疫性疾病，患者的皮肤和内脏器官会像被“冻住”一样逐渐变硬、失去功能，这背后是失控的免疫反应和异常的纤维组织过度沉积。尽管科学家们对疾病的理解在不断深入，但驱动免疫系统与成纤维细胞“联手”制造纤维化的具体分子机制仍有大量谜团待解。近年来，免疫检查点，特别是程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1)及其配体(PD-L1)组成的通路，因其在癌症和自身免疫病中的核心调控作用而备受关注。然而，这条通路在系统性硬化症，尤其是弥漫性皮肤亚型(dcSSc)的发病中究竟扮演什么角色，是“帮凶”还是“刹车”，长期以来并不明确。解开这个谜题，对于开发同时抑制炎症和纤维化的新疗法至关重要。

为此，来自奥胡斯大学等机构的研究团队在《Annals of the Rheumatic Diseases》上发表了一项研究，他们综合运用患者样本分析、多层次的体外实验和动物模型，系统性地揭示了PD-1通路在dcSSc中的作用，并验证了靶向该通路的治疗潜力。

研究人员运用了多种关键技术方法：从dcSSc患者和健康对照者获取血液和皮肤活检样本，通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清中可溶性PD-1(sPD-1)，利用流式细胞术分析外周血单个核细胞(PBMC)和成纤维细胞的表面标志物表达。研究使用了人重组PD-1:Fc融合蛋白和抗PD-1抗体(帕博利珠单抗)刺激细胞培养物和共培养体系，并通过转录组测序(RNA-seq)分析成纤维细胞和分选的T细胞的基因表达谱。体内研究则采用了经典的博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型，以评估PD-1:Fc的治疗效果。

研究结果部分包含以下发现：

Increased levels of soluble and cellular PD-1 in dcSSc (dcSSc患者可溶性和细胞性PD-1水平升高)

研究发现，与健康对照相比，dcSSc患者血清中的sPD-1水平显著升高，并且与用力肺活量、改良Rodnan皮肤评分等疾病活动指标相关。同时，dcSSc患者未经刺激的CD4+ T细胞、CD8+ T细胞和CD19+ B细胞表面表达PD-1的比例也显著高于健康对照。

Addition of PD-1: Fc reduces cytokine production in dcSSc PBMC cultures (添加PD-1:Fc可降低dcSSc PBMC培养物中的细胞因子产生)

在体外培养中，添加PD-1:Fc可以降低dcSSc患者PBMC在激活后产生的肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素-2(IL-2)和干扰素γ(IFN-γ)水平。相反，使用抗PD-1抗体帕博利珠单抗则会增加包括TNF-α、IL-6、IL-13在内的多种促炎细胞因子的产生。

The dcSSc fibroblast transcriptome differs from HC fibroblasts (dcSSc成纤维细胞的转录组与健康对照成纤维细胞存在差异)

转录组分析显示，dcSSc患者的成纤维细胞与健康对照的成纤维细胞存在显著差异，有824个基因表达不同，其中上调基因富集于细胞外基质(ECM)结构和组织相关通路。经转化生长因子β(TGF-β)刺激后，dcSSc成纤维细胞表现出更强的肌成纤维细胞特征，并产生更多的I型前胶原α和纤连蛋白。

Addition of PD-1: Fc reduces ECM protein production in activated dcSSc dermal fibroblasts (添加PD-1:Fc可减少活化的dcSSc真皮成纤维细胞中ECM蛋白的产生)

在TGF-β刺激的dcSSc成纤维细胞中，PD-1:Fc处理能显著降低I型前胶原α和纤连蛋白的分泌，并下调细胞表面活化标志物平足蛋白、PD-L1和细胞间黏附分子-1(ICAM-1)的表达。

The addition of PD-1:Fc limits the activation of healthy dermal fibroblasts by dcSSc PBMCs (添加PD-1:Fc可限制dcSSc PBMCs对健康真皮成纤维细胞的激活)

将dcSSc患者的PBMCs与健康真皮或肺成纤维细胞共培养，可以诱导后者激活并产生更多胶原蛋白。而PD-1:Fc的添加可以显著抑制这种由dcSSc PBMCs驱动的成纤维细胞激活和胶原蛋白产生。

PD-1 pathway influences cytokine and ECM production in dcSSc fibroblasts and PBMC cocultures (PD-1通路影响dcSSc成纤维细胞与PBMC共培养物中的细胞因子和ECM产生)

在dcSSc患者自体的TGF-β刺激成纤维细胞与抗CD3/CD28刺激的PBMCs共培养体系中，PD-1:Fc处理能减少促炎细胞因子(如IL-12p70、IL-1β)的分泌，并降低I型前胶原α和纤连蛋白的水平。而帕博利珠单抗则产生相反的效果，加剧炎症和纤维化反应。

PD-1-positive and PD-1-negative CD3 T cells from patients with dcSSc exert differential effects on fibroblast activation and exhibit unique transcriptional signatures (来自dcSSc患者的PD-1阳性和PD-1阴性CD3 T细胞对成纤维细胞激活产生不同影响并展现独特的转录特征)

研究发现，dcSSc患者中PD-1阳性(PD-1^pos)和PD-1阴性(PD-1^neg)的CD3+ T细胞具有截然不同的转录谱。PD-1^posT细胞表现出更具调节性的特征，上调了包括TGF-β1在内的基因。在共培养中，PD-1^posT细胞或其上清诱导成纤维细胞产生的I型前胶原α少于PD-1^negT细胞。pos和PD-1^negT细胞对成纤维细胞激活产生不同影响并展现独特的免疫基因特征。">

PD-1 attenuates inflammation and fibrosis in the bleomycin-induced pulmonary injury model (PD-1在博来霉素诱导的肺损伤模型中减轻炎症和纤维化)

在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中，早期(第1、3、7天)给予PD-1:Fc治疗能显著降低肺组织中的胶原沉积、肺纤维化评分和α平滑肌肌动蛋白(αSMA)阳性细胞的丰度，并减少血清中促炎和促纤维化细胞因子(如TNF-α、IL-4、IL-13)的水平。即使较晚(第14、17天)开始治疗，也能减轻纤维化评分和炎症。

在讨论与结论部分，本研究阐明，PD-1通路在dcSSc的炎症和纤维化微环境中起着关键的调控作用。dcSSc患者体内PD-1在可溶性和细胞水平均上调，表明该通路处于活跃状态。体外实验证实，PD-1:Fc融合蛋白能够模拟sPD-1的功能，通过与PD-L1结合，有效抑制免疫细胞的过度激活、减少促炎细胞因子释放，并直接或间接地削弱成纤维细胞的活化和ECM蛋白的产生。尤为重要的是，PD-1^posT细胞表现出独特的调节性转录特征，这加深了对该细胞亚群功能的理解。体内动物模型的结果为治疗潜力提供了最直接的证据：靶向PD-1/PD-L1轴的干预措施，特别是早期应用，能够显著减轻肺纤维化的发生发展。

这项研究的重要意义在于，它首次系统地将PD-1通路与dcSSc的免疫失调和纤维化进程紧密联系起来，揭示了该通路作为连接免疫系统与纤维化组织的“桥梁”作用。研究结果不仅增进了对疾病机制的理解，更重要的是，提出了一种全新的治疗策略：通过使用PD-1:Fc等激动剂类药物来增强PD-1通路的抑制信号，可能同时实现对炎症和纤维化的双重遏制。这为目前缺乏有效治疗手段的dcSSc患者，特别是那些面临进行性器官纤维化风险的患者，带来了新的希望。该研究为未来开发针对PD-1/PD-L1轴的新型生物制剂奠定了坚实的理论基础和临床前证据。