综述:PD-1/PD-L1 信号在神经及精神疾病中的作用:神经免疫机制与治疗潜力

《Brain, Behavior, and Immunity》:PD-1/PD-L1 signaling in neurological and psychiatric disorders: neuroimmune mechanisms and therapeutic potential

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月23日 来源:Brain, Behavior, and Immunity 7.5

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   •PD-1/PD-L1 轴是神经炎症的关键负调节因子。•PD-1/PD-L1 调节神经炎症反应以影响神经系统疾病。•神经炎症驱动精神障碍,可能涉及 PD-1/PD-L1 轴。•PD-1/PD-L1 调节外周疼痛信号传导和循环单核细胞浸润。•时空调节可能有益于针对神经系统疾病的

  
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    PD-1/PD-L1 轴是神经炎症的关键负调节因子。
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    PD-1/PD-L1 调节神经炎症反应以影响神经系统疾病。
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    神经炎症驱动精神障碍,可能涉及 PD-1/PD-L1 轴。
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    PD-1/PD-L1 调节外周疼痛信号传导和循环单核细胞浸润。
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    时空调节可能有益于针对神经系统疾病的 PD-1/PD-L1 靶向治疗。

引言

神经系统和精神障碍是全球残疾、社会经济负担和过早死亡的主要原因且增长最快。全球疾病负担 2021 年分析显示,神经系统疾病合计占约 4.43 亿伤残调整寿命年(DALYs),影响全球约 34 亿人,是自 1990 年以来 DALYs 的主要成因且增长显著(GBD 2021 神经系统疾病合作者,2024)。与此同时,精神障碍仍然是伤残寿命年的主要贡献者,2021 年全球影响约 10 亿个体,最常见的是焦虑症和抑郁症(GBD 2019 精神障碍合作者,2022)。尽管有对症治疗,但未满足的医疗需求依然巨大,这是由于获得有效护理的途径有限,且缺乏可扩展的主要中枢神经系统(CNS)疾病的预防、早期诊断和疾病修饰疗法。这种持续负担凸显了对基于机制和免疫学信息的治疗策略的迫切需求。
程序性细胞死亡蛋白 1(PD-1; CD279)及其配体 PD-L1(B7-H1; CD274)和 PD-L2(B7-DC; CD273)构成了一个关键的免疫检查点通路,维持自身耐受并限制过度免疫激活(Francisco et al., 2010, Nurieva et al., 2009, Okazaki and Honjo, 2007, Patsoukis et al., 2020, Sharpe et al., 2007)。PD-1 广泛表达于免疫细胞上,包括传统和调节性 T 细胞、B 细胞、自然杀伤细胞、中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞,包括肿瘤相关巨噬细胞和边界相关巨噬细胞;而 PD-L1 和 PD-L2 显著表达于抗原呈递细胞和许多肿瘤细胞上(Agata et al., 1996, Wei et al., 2018, Yamazaki et al., 2002)。PD-L1/PD-L2 与 PD-1 的结合在 T 细胞受体或 B 细胞受体激活的背景下传递抑制信号,从而抑制淋巴细胞增殖、细胞因子产生和细胞毒效应功能(Agata et al., 1996, Chemnitz et al., 2004)。虽然 PD-L2 与 PD-1 的结合亲和力远高于 PD-L1,但其在中枢神经系统内的表达主要局限于脑肿瘤和内皮细胞,而 PD-L1 广泛表达于多种免疫细胞类型和神经系统疾病背景下(Fu et al., 2020, Pittet et al., 2011)。PD-1/PD-L1 信号通路对于免疫稳态至关重要。然而,肿瘤经常通过 PD-L1 过表达利用它来逃避肿瘤微环境内的免疫监视(Cha et al., 2019, Jiang et al., 2019, Lin et al., 2024, Taube et al., 2012, Yamaguchi et al., 2022)。因此,破坏 PD-1/PD-L1 信号的抗体的开发改变了癌症治疗,开启了新的治疗时代,显著改善了黑色素瘤和非小细胞肺癌等恶性肿瘤的总生存期和反应率,尽管由于 PD-L1 表达等因素存在差异(Chen and Han, 2015, Jiang et al., 2019, Kuol et al., 2018, Lee et al., 2024, Okazaki and Honjo, 2007, Parvez et al., 2023, Yamaguchi et al., 2022)。
除了肿瘤学之外,越来越多的证据表明 PD-1/PD-L1 轴在神经系统中也发挥着重要作用。在中枢神经系统中,PD-1/PD-L1 信号有助于维持免疫稳态并塑造神经炎症反应,表明该通路涉及神经系统疾病的病理生理学——特别是神经退行性疾病和精神障碍。在本综述中,我们超越了逐个疾病的总结,整合了在中枢神经系统(CNS)、周围神经系统(PNS)和循环免疫区室中运作的机制。我们系统地比较了 PD-1/PD-L1 信号如何以依赖于背景、细胞类型特异性以及潜在阶段特异性的方式影响神经炎症和神经功能。然后,我们批判性地评估了在脑病中 PD-1/PD-L1 阻断或激动剂的机遇和局限性,仔细考虑靶区室、疾病阶段、性别、血脑屏障(BBB)完整性。最后,我们概述了在将 PD-1/PD-L1 转化为神经系统和精神障碍治疗靶点之前所需的研究。

章节摘要

免疫稳态

在中枢神经系统中,PD-L1 由多种细胞类型组成性表达,包括小胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞、神经元以及微血管内皮和上皮细胞;而 PD-1 表达于小胶质细胞、神经元和浸润性免疫细胞中。这种广泛的分布强调了其在维持 CNS 稳态中的基本作用,特别是通过限制神经炎症和促进自身耐受 (图 1A)。CNS 驻留细胞表达的 PD-L1 与

PD-1/PD-L1 与神经炎症

神经炎症是指中枢神经系统(包括大脑和脊髓)内的炎症反应,可由感染、创伤性损伤或自身免疫过程触发,也可由神经系统和精神障碍(如 AD、PD 和抑郁症)触发(Shi and Yong, 2025)。虽然急性神经炎症具有保护和稳态功能,但失调或慢性神经炎症会导致情感和认知过程障碍,并被认为涉及

PD-1/PD-L1 在中中枢神经系统疾病中

神经炎症是许多神经系统疾病的核心病理特征。鉴于 PD-1/PD-L1 通路在神经炎症过程中的关键调节作用,该信号轴在多种疾病背景下得到了越来越多的研究。表 1 总结了来自动物模型的证据,考察了 PD-1/PD-L1 调节在代表性 CNS 疾病中的效应。以下章节重点关注神经炎症

PD-1/PD-L1 在周围神经系统(PNS)中

癌症免疫疗法的临床观察首次提示 PD-1/PD-L1 信号在疼痛调节中的作用。在多项研究中,PD-1 阻断与作为副作用的疼痛过敏相关(Buder-Bakhaya et al., 2018, Krasovitsky and Borbasi, 2021),表明该免疫检查点涉及内源性镇痛机制。
疼痛信号主要通过脊髓丘脑通路传导至大脑,该通路中继来自外周感觉

PD-1/PD-L1 通路在循环单核细胞中

神经系统中慢性神经炎症的一个根本后果是血脑屏障(BBB)的进行性破坏(Brandl and Reindl, 2023)。这种完整性的丧失允许外周免疫细胞——主要是单核细胞和 T 细胞——浸润到脑实质中(Shi and Yong, 2025)。外周免疫细胞浸润到中枢神经系统是许多神经退行性和神经炎症性疾病发病机制中的关键过程。在生理条件下,血脑屏障

PD-1/PD-L1 抑制剂的临床挑战

鉴于 PD-1/PD-L1 通路作为癌症中关键免疫检查点以及最近神经系统疾病中的核心作用,开发治疗性操纵该轴的策略已成为主要的临床优先事项。在肿瘤学中,这一目标已经通过纳武利尤单抗、帕博利珠单抗和替雷利珠单抗等单克隆抗体成功实现,这些抗体阻断 PD-1 信号以增强抗肿瘤免疫。然而,将免疫检查点抑制扩展到 CNS

结论与未来展望

在本综述中,我们超越了仅仅总结跨疾病类别的证据,解决了 PD-1/PD-L1 信号作为神经免疫平衡的区室特异性和细胞类型特异性调节因子这一事实。PD-1/PD-L1 通路通过限制过度神经炎症和塑造神经免疫通讯来帮助维持大脑稳态,这涉及多种神经状况和精神障碍。在大脑之外,PD-1/PD-L1 信号也影响

CRediT 作者贡献声明

陈咸宁: 写作 – 回顾与编辑,写作 – 原始草稿,调查,资金获取,数据整理。 王兴军: 写作 – 回顾与编辑,写作 – 原始草稿,调查,数据整理。 李成威: 调查,数据整理。 单凯月: 调查,资金获取,数据整理。 王乐珍: 调查,数据整理。 桥本健二: 写作 – 回顾与编辑。 邵凯: 监督,资金获取,概念化。 魏朋辉: 写作 –

竞争利益声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系,这些可能会影响本论文中报告的工作。

致谢

这项工作得到了 国家自然科学基金委员会(编号 82571352;82471429)、山东省优秀青年科学家基金项目(海外)(2026HWYQ-013)、中国博士后科学基金(2024M761822)、山东省自然科学基金(ZR2024MH013)、青岛重点健康学科发展基金(QDZDZK-2025064)以及山东大学齐鲁医院科研基金(编号 QDKY2025BS01;QDKY2025QN06)的支持。
陈咸宁 | 王兴军 | 李成威 | 单凯月 | 王乐珍 | 桥本健二 | 邵凯 | 魏朋辉 | 杨建军
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