CRTH2

摘要：全球超过3亿人饱受哮喘困扰，且发病率逐年增加，作为最常见的慢性疾病之一，哮喘激发机制复杂，异质性强，是一类免疫介导的炎症疾病。随着基于生理、病理等机制深入研究，陆续推出的治疗性小分子和激素药物已实现对大多数患者的控制和治疗，但仍有5%~10%的患者为难控制、难治疗性哮喘，即重度哮喘。近十年来，得益于生物医药的迅猛发展，蛋白、抗体类药物凭借高有效性、高特异性、高安全性成为关键的重度哮喘治疗药物，然而由于生物制剂通常经注射给药，不可无创、快速地递送药物直接入肺迅速吸收起效，故而临床中亟需起效快、便捷、经济、安全的吸入式生物制剂。本综述通过对哮喘发病机制的阐释，概括现行的小分子、激素类和生物类治疗药物，并总结吸入式哮喘生物制剂的研发历程，对其未来前景进行分析，旨在加深对大分子吸入药物研究方向的认知，更新该领域前沿动态，以期为更多吸入式生物制剂的开发提供参考。关键词：哮喘；给药途径；吸入给药；生物制剂_正文_支气管哮喘简称哮喘，以呼吸急促、咳嗽和胸闷等多种症状为特征，与慢性气道炎症，广泛、可逆性呼气性气流阻塞和气道高反应性等症状有关[1]。全球超过3亿人饱受哮喘困扰，且发病率逐年增加。根据全球哮喘指南全球哮喘防治创议（global initiative for asthma，GINA）建议，需对患者采用阶梯式治疗方案，尤其推荐个性化治疗方案。随着生物制剂的发展，抗体类生物制剂已成功应用至哮喘治疗，为中重度哮喘患者带来了更有效、更安全的药物选择，但其注射的给药方式，缓慢的起效速度，频繁的入院用药、高昂的用药成本在很大程度上限制了药物的推广，故而吸入式抗体药物的临床呼声日益高涨。本综述对哮喘机制、现有治疗药物及吸入抗体药物的开发历程进行了调查研究，以期加深对哮喘发病机制及治疗药物的全面认识，同时对吸入式抗体药物的开发必要性、开发难度、研发现状进行汇总更新。1哮喘发病机制哮喘传统上被分为两类，外源性哮喘和内源性哮喘，外源性哮喘又被称为过敏性哮喘，由过敏原引起，主要归因于异常的辅助性T细胞（helper T lymphocyte，Th）2型炎症。内源性哮喘是由多种因素引发的，如阿司匹林、肺部感染、运动、寒冷、压力、肥胖等[2]。根据Th2炎症的状态，哮喘疾病又被分为高Th2和低Th2哮喘[3]。高Th2哮喘的特征是嗜酸性气道炎症，这与血液中嗜酸性粒细胞数目的增加或呼出一氧化氮（fractional exhaled nitric oxide，FeNO）分数升高有关，而低Th2哮喘包括中性粒细胞哮喘和寡粒细胞性哮喘。哮喘的病理机制是复杂的，新研究表明，哮喘的发病机制也可不依赖于非免疫应答/炎症发生，但相关研究有限[4]。2哮喘标志物由于丰富的异质性外源、内源表型特征，哮喘非常适合精准治疗方案，因而非侵入性生物标志物的鉴别将有助于其诊断和治疗。Th2和2型固有淋巴细胞（innate lymphoid cells，ILC2）通路的激活是2型炎症哮喘发生的核心，Th2型细胞因子主要有一系列白介素（interleukin，IL），如IL-4、IL-5、IL-9、IL-13、IL-31，而ILC2s产生的2型细胞因子主要有IL-5、IL-9和IL-13，上述因子均为哮喘有效标志物。嗜酸性粒（eosinophil，EOS）细胞、免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）E、表达ILC2s的循环趋化因子受体（cyclic chemokine receptor，CCR）10、血浆CCL（CC chemokine ligand）27水平和Fe-NO是哮喘诊断和预后的常见生物标志物。此外，如图1所示，IgE、IgG亚族，血清IgE抑制活性，嗜碱性粒细胞活化，趋化因子和细胞因子，调节性T（regulatory T，Treg）细胞，调节性B（regulatory B，Breg）细胞和树突状细胞等标记物已被推荐作为跟踪过敏原耐受诱导治疗的生物标记物[5]。3哮喘现有小分子、激素治疗药物GINA指南推荐使用药物种类包括糖皮质激素、β2-受体激动剂、胆碱能受体阻断药物、茶碱类药物、白三烯受体拮抗剂和生物靶向制剂[6]。除上述药物外，基于创新机制的新型小分子药物研发处于临床研究不同阶段，如正大天晴的前列腺素D2受体拮抗剂（又称为CRTH2拮抗剂）TQC3564正在中国临床I期研究阶段；针对磷酸二酯酶4（PDE4）抑制剂的NCT04108377正处于临床I期患者招募阶段。此外，基于蛋白激酶抑制剂（NCT00676572）、选择性糖皮质激素受体调节剂（AZD7594）、他汀类药物（NCT02433535）均以控制哮喘为目标并处于临床开发中[7]。新型小分子哮喘治疗药物的有效开发离不开对哮喘机制以及哮喘的不同表型和内型的理解，但从临床效果上看，针对中重度哮喘，生物制剂展现出更加明确的应用前景，因此在另一方向上，生物靶向药物的发展也在高歌猛进，力求在新维度上实现哮喘疾病的控制及治疗。4哮喘现有靶向治疗药物随着病情严重，在以糖皮质激素为基础治疗后仍会出现控制不佳、反复重症发作等情况，此时患者即可被认定是重度患者，高达10%的成人和2.5%的儿童哮喘群体患有重度哮喘，因固定气流受限、病情恶化、常年就医、住院和死亡风险的增加等因素致使生活质量严重下降。因此，在整个哮喘患者谱系中，重症哮喘患者是临床中最迫切的未满足医疗需求群体，目前推荐的有效控制方案是生物制剂添加疗法。目前共6款针对Th2通路的哮喘治疗性单克隆抗体获批，包括靶向IgE的奥马珠单抗（omali-zumab）、靶向IL-5的瑞替珠单抗（reslizumab）、IL-5受体药物贝那利珠单抗（benralizumab）、针对IL-4Rα的度普利尤单抗（dupilumab）以及靶向TSLP的特泽鲁单抗（tezepelumab）。目前针对低Th2型、中性粒细胞为主的重度哮喘发病机制相关分子靶点的试验性药物非常稀缺，因此，针对不同表型基础生物学机制的深入研究将对临床有关重度哮喘治疗方案的开发起到关键性驱动作用[8]。抗体类生物制剂的获批为重度哮喘病人带来了更新、更安全、更有效的治疗方式，表1对Th2通路相关靶点哮喘治疗药物关键信息进行统计，以期对哮喘生物制品有更为系统的理解。上述靶向药物已在临床试验及疾病用药过程中验证了有效性和安全性，多种潜在疾病治疗靶点药物研发正在进展中，包括细胞因子、膜分子和细胞内信号通路，如IL-37、IL-11，基质相互作用分子1（STIM1），CD200R、OX40L和CD30L、HMGB等[9]。5吸入式大分子哮喘治疗药物发展现状5.1 药物通过吸入途径递送的优势吸入给药（肺给药）可快速、无创地输送至呼吸道并传导至肺部，肺内巨大的表面积和广泛的血管分布能使药物快速吸收并发挥治疗效果，其剂量对身体其他部位的暴露量较低，可最大限度地减少全身性不良反应。吸入给药是一种无创的局部和全身给药方式，在治疗多种疾病方面具有巨大的潜力，已应用于包括哮喘、慢性阻塞性肺疾病、呼吸道病毒感染和糖尿病、囊性纤维化等多种疾病领域[10]。吸入给药作为治疗呼吸系统疾病优选的给药方案，可满足如下几项对给药方式的特殊需求[11]：（1）药物通过系统性给药在肺内很难达到有效富集的药物浓度，生物利用度低，而吸入给药具有肺内高浓度的优势。（2）当以达到肺部有效治疗浓度为目标给药时，药物剂量通常较大并呈现全身性毒性，吸入给药用药量低，规避胃肠降解作用和肝脏首过效应，安全性更好。（3）需要快速起效的肺部疾病治疗药物，吸入给药可快速实现肺部药物沉降，并由于肺部表面积大、血管化丰富、组织通透性好，药物可以快速吸收并起效。（4）在确保肺部疾病治疗药物药效的同时，若对用药成本关注，亦通过吸入给药的方式改进。5.2 吸入制剂的临床应用吸入型产品可分为雾化溶液吸入、干粉吸入和软雾吸入三大种类，吸入制剂被广泛应用于多种呼吸系统疾病领域[11]：如（1）糖皮质激素、β2受体激动剂、毒蕈碱乙酰胆碱受体拮抗剂等激素和小分子类吸入制剂（组合）用于哮喘和慢性阻塞性肺疾病治疗。（2）妥布霉素、氨曲南赖氨酸盐、左氧氟沙星、阿米卡星、多粘菌素、神经氨酸酶抑制剂、利巴韦林、喷他脒等吸入制剂在抗感染领域的应用。（3）吸入重组人脱氧核糖核酸酶在囊性纤维化适应症的治疗应用。（4）吸入甘露醇在气道黏液清除、囊性纤维化及支气管扩张中的应用。（5）吸入前列腺环素发挥血管扩张机制用于肺动脉高压的治疗。（6）吸入肺表面活性剂用于呼吸窘迫综合征的治疗。（7）吸入核酸药物如重组新型冠状疫苗在抗病毒感染领域的开发应用。吸入制剂主要应用在呼吸系统疾病领域，但从口鼻吸入通过呼吸道将药物递送至肺部并交换进入体循环，也为系统性疾病的治疗提供了创新性的方案[11]。在中枢神经系统领域，尼古丁吸入剂（器）已在尼古丁替代疗法中得到成功应用以减轻或摆脱尼古丁依赖。全球首款左旋多巴吸入粉雾剂INBRIJA®已在美国和欧盟获批上市用于帕金森的吸入治疗。糖尿病领域，辉瑞与Mannkind曾先后获批两种吸入胰岛素药物Exu-bera®与Afrezza®，为糖尿病治疗提供了新的治疗选择。5.3 吸入大分子药物在哮喘治疗领域的开发现状抗体具有高特异性、高亲和力和高安全性等优势，已被广泛用于治疗肺部疾病，如肺癌和严重哮喘。目前共有6款针对重度哮喘的单克隆抗体上市，并取得了优异的临床治疗效果。然而，已上市产品均以皮下注射或静脉输注方式递送，其局限性包括侵入性、系统毒性（如细胞因子风暴），需专业医师操作等因素使得大量患者难以院外治疗。因此，吸入给药凭借直接呼吸道给药，无创、局部效应增强、全身暴露最小和易于自我给药等优点，已在多个吸入性单克隆抗体及其衍生物在临床试验中得到治疗潜力的评估[12]，表2汇总了吸入式生物制剂在哮喘领域的简要总结。5.3.1 吸入单克隆抗体/片段诺和诺德及诺华曾在轻度过敏性哮喘患者中开展了奥马珠单抗自我雾化给药疗效研究，虽然33名受试者在分别连续雾化用药2周和8周后血清中均检测到奥马珠单抗，但血清IgE水平无明显变化，变应原诱导的气道反应不受抑制，推测无效的原因是肺组织中覆盖IgE效应细胞的奥马珠单抗浓度不足，无法中和肺部产生的IgE。此外，一名受试者产生了抗奥马珠单抗抗体，这也令人担心吸入单抗可能比注射给药免疫原性更强[13]。2014年，来自比利时的研究团队发表了关于雾化吸入抗原结合片段（fragment of antigen binding，Fab）在哮喘小鼠模型（NMRI）中的研究结果[14]，该研究通过聚乙二醇化延长了IL-17A Fab2和IL-13Fab双抗在呼吸道局部停留时间，肺内聚乙二醇化抗体含量在给药后4h达到平台期，而未成功偶联聚乙二醇的抗体则入肺后就开始清除，研究阐释了聚乙二醇化修饰对治疗性蛋白局部递送到肺部后的长效具有显著效果。此后，该团队又相继针对不同分子量聚乙二醇分别对IL-17A Fab和IL-13Fab长效后肺部沉积进行了探索，上述研究主要聚焦肺部药物长效化机制研究，并未对抗体靶点组合的药效及成效性进行深入探索，但初步论证了吸入抗体给药途径的可行性。比利时布鲁塞尔的优时比制药（UCB Pharma）在食蟹猴过敏性哮喘模型中布局了针对雾化吸入IL-13靶点Fab抗体CDP7766的研究，该研究发现通过振动网筛雾化器产生的气溶胶仍保持优异的分子活性及纯度，没有明显的降解和聚体产生，并且在动物模型中表现出良好的耐受性，未观察到局部刺激相关的不良反应，并显著抑制了肺泡灌洗液中过敏原诱导的细胞因子和趋化因子的上调，临床上可快速持久地抑制FeNO，健康和哮喘受试者均表现出良好的耐受性（NCT02473939），证明了吸入性抗IL-13抗体片段药物治疗过敏性哮喘的潜力[15]。Faghihi等通过喷雾干燥将肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factorα，TNFα）单克隆抗体Infliximab开发成干燥粉剂，用于局部炎症性哮喘治疗，探讨通过吸入给药途径抑制肺部分泌TNFα的可行性，但其粉剂分子与TNFα结合降低了21%，在卵清蛋白刺激小鼠哮喘模型中表现出的TNFα分子抑制活性相对于单抗降低了2个数量级，虽然抗体干粉开发成功与否主要取决于喷雾干燥条件、配方成分及抗体雾化稳定性，但该研究初步提示了单克隆抗体并不合适用于吸入制剂开发[16]。CSJ117是诺华布局的一款针对TSLP靶点的Fab拮抗剂（Ecleralimab），CSJ117采用粉雾剂药物开发方式用以治疗成人轻度特应性哮喘，在其I期临床研究（NCT03138811）中，CSJ117耐受性良好，并减轻过敏原激发后的支气管收缩[17]。2020年诺华启动了一项II期试验，目的是研究CSJ117治疗未得到控制的重度哮喘的药效和安全性研究（NCT04410523），II期临床研究已完成，但暂未数据揭盲，并且由于诺华产业战略调整，该项目暂停了后续开发，正在积极寻求合作转让。安进及阿斯利康在携手成功推出TSLP单克隆抗体Tez-epelumab商业化上市后，快速对上市药物分子进行工程化改造将单克隆抗体皮下注射液开发成为Fab干粉吸入剂型，项目代码为AMG104/AZD8630，该项目已于2022年启动临床I期研究，以评估安全性、耐受性和药代动力学（NCT05110976）。5.3.2 吸入纳米抗体除了单克隆抗体及抗体片段外，诸如Nanobodies®、Anticalin®、Affibody®等新型蛋白骨架类型在基于蛋白质的吸入治疗领域引起了轰动。与全长单克隆抗体相比，新型蛋白骨架体积较小、结构简单，更容易结合隐蔽结合位点、组织渗透面积更大、药物聚集更方便、热稳定性更强[18]。纳米抗体是由驼科动物体内重链抗体（95kDa）可变区扩增而来的单域抗体，又称为VHH抗体（variable domain of heavy chain of heavy-chain antibody，VHH），从属于基因工程抗体范畴。纳米抗体晶体尺寸直径2.5nm，长4nm，是目前可与抗原结合的最小片段。2018年，首创的Nano-body®caplacizumab（Cablivi®）获得欧洲药品管理局的首个上市许可，用于治疗获得性血栓性血小板减少性紫癜，虽然caplacizumab是肠外用药，但吸入型Nanobody®平台及产品一直在临床开发中。吸入型抗合胞病毒纳米抗体药物ALX-0171的安全性和耐受性已在一项首次婴儿I/IIa期临床试验中得到证实，并观察到抗病毒活性[19]。尽管IIb期剂量范围研究已经完成（NCT02979431），但在下呼吸道感染和炎症发生的基础上，继续雾化ALX-0171并不能改善临床治疗结果，所以该项目未达预期而被搁置研究，但该研究表明ALX-0171在早期的使用干预可产生重要的临床抗病毒作用。随着新冠疫情爆发，许多纳米抗体也被开发成吸入制剂以对抗SARS-CoV-2感染，如洛启生物的Nb11-59表现出强效的体外真病毒中和活性[20]。在哮喘类领域，目前有两款来自洛启生物的纳米抗体吸入产品处于中国临床I期开发阶段，洛启生物靶向IL-4Rα的LQ036产品适应症为嗜酸性粒细胞哮喘，LQ043H靶向TSLP，其适应症为非嗜酸性粒细胞哮喘。LQ036与LQ043H是目前全球推进速度最快的同靶点吸入纳米抗体产品。LQ036及LQ043H均具有优异的体外阻断活性，并按照吸入制剂开发标准进行了完整的空气动力学研究，具有雾化后粒径均匀、生物活性完整保留、药物纯度稳定等优势，同时两款产品均采用毕赤酵母生产系统表达，产量高，工艺简单，药物成本优势明显。LQ036已完成针对安全性、耐受性、免疫原性和药代动力学的澳洲临床I期研究（NCT04993443），安全性、耐受性优异，无药物相关免疫原性发生；目前该项目正处于中国临床I期开发阶段，评价雾化经口吸入LQ036在中国健康受试者体内的耐受性、安全性、免疫原性和药代动力学（CTR20223011）。洛启LQ043H项目同期处于中国临床I期研究阶段，评价LQ043H单域抗体雾化液在中国健康受试者中单次给药后的耐受性、安全性、药代动力学和免疫原性（CTR20230092）。此外，LQ036的慢性阻塞性肺疾病适应症IND申请获得国家药监局药品审评中心（CDE）受理（受理号：CXSL2300435）。LQ036和LQ043H的顺利推进将为纳米抗体在吸入给药方向上的临床应用提供有力支持，并创新性地为哮喘和慢性阻塞性肺疾病患者提供更有效、更安全、更便捷、更经济的治疗方案。5.3.3 吸入类抗体骨架蛋白Anticalin®是Astra Zeneca与Pieris公司蛋白研发平台推出的一类基于丰富血浆及体液来源脂质运载蛋白骨架修饰开发而成的工程化蛋白，通过对脂质运载蛋白1进行定向蛋白质突变，经过系统性修饰推出了Elarekibep项目（PRS-060），Elarekibep是一款靶向IL-4Rα的高亲和力、缓慢解离、长效拮抗剂，用于治疗中度至重度哮喘。Elarekibep的小尺寸和稳定性使其可以被直接吸入肺部，其临床I期以雾化液方式开展，试验显示轻度哮喘患者的FeNO水平显著降低（NCT03384290，NCT03574805）。在其干粉吸入制剂临床II期向3mg及1mg更低剂量组进行药效探索时，其非人类灵长类动物长期毒性研究出现了非药物剂量依赖的炎症介导的肺组织损伤，随即其合作方阿斯利康终止了该项目后续临床开发（NCT04643158）。该项目的失败原因更多指向于Anticalin®平台分子自身结构毒性问题，这一结论为类抗体支架蛋白Anticalin®的未来研发应用蒙上了阴影[21]。Affibody®是Affibody公司推出的一类新型抗体模拟物，该类药物是由58个氨基酸残基组成的新型亲和配体，相对分子质量约为6500，由3个螺旋结构组成，功能与抗体相似，但具备相对分子质量小、折叠速度快、选择性和亲和力高、结构稳定等优势。Affibody最近宣布接受Chiesi投资，使用Affibody专有技术布局开发呼吸系统疾病吸入性创新疗法，根据公司最新官网更新，ABY-062作为一种靶向TSLP的候选药物，很有可能是按照吸入式治疗药物方向开发，这也意味着吸入大分子药物开发行列迎来了新抗体骨架Affibody®的加入，我们期待其在吸入性创新疗法上的表现。5.3.4 吸入重组蛋白除吸入抗体类药物之外，重组蛋白也曾尝试开发成吸入制剂。拜耳医药曾尝试过IL-4蛋白突变体雾化吸入开发方向，Pitrakinra（AER-001，BAY-16-9996）是IL-4蛋白的变体，具有2个氨基酸变化，使其能够结合IL-4Rα链并抑制IL-4Rα与γC或IL-13Rα1的相互作用。在Pitrakinra的一项II期临床研究中，吸入Pitrakinra可减弱过敏原激发后哮喘受试者的晚期哮喘反应和气道炎症，但对哮喘患者应对过敏原挑战的肺功能没有显著影响[22]。虽然在一项药物遗传学研究中，在携带IL-4Rα基因特异性单核苷酸多态性的患者中，Pitrakinra显著降低哮喘急性发作的频率，但最终其临床III期不明原因并未继续推进。Altrakincept是一款通过雾化给药开发的竞争性重组人可溶性IL-4Rα蛋白，已在临床试验中进行了测试，并证明可预防中重度哮喘患者因停用皮质类固醇而导致的肺功能恶化，但进一步的长期研究结果令人失望，该项目也未再进一步推进[23]。6小结在过去的15年里，生物制剂的开发和临床应用显著扩大，但这些药物的给药途径仍主要以局部或系统性注射为主，吸入抗体是一种明显的无创替代方案，为多种疾病的局部治疗提供了机会，尤其对于呼吸系统疾病治疗，同时也尝试应用于系统性疾病的治疗。但由于抗体三维结构复杂，三级结构是其作用的核心，在吸入给药过程中遭受各种应力下容易产生降解和聚体，这种结构的破坏严重影响产品有效性和安全性等性能的评估，所以维持其结构完整性和生物活性对于成功开发吸入性生物制剂至关重要，这无疑对分子特性、配方设计、辅料选择、加工工艺和吸入装置等方面提出了系统性挑战。后续基础研究对上皮细胞转运机制的理解，辅助抗体稳定性、吸收和雾化性能的相容性赋形剂的开发，适配性更高、便携性更好、操作更便捷吸入装置的开发等都会对吸入抗体药物的开发提供更坚实的开发基础。并且随着纳米抗体、抗体片段、抗体骨架等新形式生物制剂的诞生为更多创新药物的开发提供了保障，未来我们期待更多吸入相关创新技术的诞生。总而言之，吸入型生物制剂的开发是一个系统过程，需要全面、充分考虑发病机理、患者群体、药物分子类型选择及其与肺内生物屏障的相互作用等因素，并合理地选择制剂、赋形剂和装置，同时也涉及上述学科和领域的共同发展。我们希望未来会有治疗效果更佳、安全数据更好、自行用药更便捷、药物价格更低廉的吸入生物制剂产品的诞生以满足日渐复杂、日益壮大的临床未满足需求。参考文献详见《中国临床药理学与治疗学》 2024 Apr; 29(4)识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。

J Hematol Oncol.(一) 类花生酸(Eicosanoid)信号通路：二十烷基硫酸酯信号通路在生理过程和病理过程中都起着关键作用，通过类花生酸将炎症与癌症联系起来。二十碳多不饱和脂肪酸(PUFAs)是由20碳多不饱和脂肪酸(PUFAs)氧化而成的具有高度生物活性的衍生物，可通过环氧合酶(COX)、脂氧合酶(LOX)和细胞色素P450途径产生。COX途径产生前列腺素(PGs)和血栓素A(TXs)，而LOX途径则产生白三烯(LTs)和脂氧素(LXs)。COX信号通路COX家族中，COX-2的表达会受到早期炎症(proinflammatory)的上调，并被发现和调控多种肿瘤的进展相关。在炎症反应的早期阶段，COX-2衍生的PG被认为具有促炎功能。前列腺素D2、前列腺素E2、前列腺素F2α、前列腺素I2和血栓素A2是通过COX通路衍生的五种关键 PG。COX/PEG2COX-2/CSK3β信号还和上皮-间充质转化有关，通过抑制GSK3β来促进E-钙粘蛋白、β-连环蛋白和p120连环蛋白的蛋白质稳定性。抑制COX-2可以下调E-钙黏蛋白导致细胞死亡。PGE2通过其两种E-前列腺素受体EP2和EP4提供信号传导来塑造DC功能。EP4调节CD80、CD86、CD83、MHC II等激活标志物上调以及IL-10和IL-23的产生，引导cDC2成熟，促进T细胞扩增，形成抑制性而非促炎性T细胞群富集。PGE2还可能通过E2调节NK细胞合成IFN-γ来诱导免疫抑制，从而促进肿瘤的发生。肿瘤来源的前列腺素E2(PGE2)介导MDSC分化和获得促肿瘤特征。在PGE2暴露期间，EP2/4联合阻断M-MDSCs可防止这些抑制特征的发生。双重 EP2/EP4 PGE2受体拮抗剂增加了肿瘤微环境淋巴细胞浸润，并显着降低了多种肿瘤模型中的疾病负担。前列腺素D2则是COX-2的另一种代谢物，可能在慢性炎症和癌症中发挥双重作用。PGD2与其受体PTGDR2之间的相互作用抑制了胃癌细胞的自我更新，并减弱了胃癌的生长和转移。脂氧合酶(LOX)信号通路LOX通路负责将花生四烯酸代谢为白三烯，包括白三烯A4(LTA4)、LTB4和LTD4等。炎症细胞(包括白细胞、巨噬细胞和肥大细胞)是白三烯的主要来源。抑制LTB4受体可抑制炎症相关肿瘤的进展，LTD4则在肝细胞癌和慢性乙型肝炎患者的循环中上调。LOX途径主要包括5-LOX、12-LOX和15-LOX。5-LOX在上皮性癌和淋巴瘤中高度表达，具有促血管生成和促肿瘤活性。12-LOX通过激活整合素连接的激酶/NF-κB途径来促进肿瘤的生长。而15-LOX的代谢产物被发现能增强肿瘤相关炎症，既有促肿瘤作用又有抗肿瘤作用。另一种由LOX衍生的类花生酸脂毒素(lipoxins， LXs)则具有抗肿瘤作用。在前列腺癌中，LXA4通过抑制METTL3和或FPR2/IRF4途径，以促进巨噬细胞M2样极化。LXA4对炎性巨噬细胞极化的抑制作用与p-NF-κB p65和IRF5活性的下调有关，从而降低了LPS诱导的M1巨噬细胞通过FPR2/IRF5信号通路的表型和功能极化。 J Hematol Oncol.(二)JAK/STAT信号通路STAT3在炎症反应和肿瘤进展中发挥着广泛的作用。多种生长因子和细胞因子参与典型的STAT3通路，调节细胞分化、血管生成和肿瘤形成。IL-6和STAT3是启动肿瘤的肠上皮细胞生存和增殖所必需的。此外，在设计肠道的肿瘤如前列腺癌中，肠道生物失调增加了肠道通透性，肿瘤内的内毒素通过NF-κB/IL 6/STAT3轴促进了肿瘤的进展。Int Immunopharmacol.影响JAK/STAT通路的药物种类复杂，包括植物化学物质、合成药物和生物分子等等。Int Immunopharmacol.(三)金属代谢铁和ROS氧化还原铁代谢失调是肿瘤细胞的一个重要标志，在肿瘤细胞中，恶性肿瘤细胞需要大量的铁来生存和增殖。细胞色素P450酶、一氧化氮合酶、NADPH氧化酶和脂氧合酶等铁依赖性酶参与ROS的产生。同时，谷胱甘肽过氧化物酶GPX4是一种铁死亡的中枢抑制剂，GPX4利用还原性谷胱甘肽将活性的PUFA-PL-OOH还原为非活性和非致死性的PUFA-PL-OH。抑制Gpx4可通过诱导铁性死亡而增强治疗的抗肿瘤效应。十年铁死亡：双向调控与药物开发锌和NF-κB通路锌与许多炎症性细胞因子的产生和信号传递有关。当对应激刺激做出急性反应时，血浆锌浓度迅速下降。人体的锌代谢与ZIP8等锌转运蛋白的活性密切相关。在感染过程中，激活的NF-κB增加ZIP8的表达，ZIP8定位于细胞膜并调节锌的摄取。锌抑制了IKKβ的活性，从而减弱了炎症反应。参考文献：1.Wang M, Chen S, He X, Yuan Y, Wei X. Targeting inflammation as cancer therapy. J Hematol Oncol. 2024 Mar 22;17(1):13. doi: 10.1186/s13045-024-01528-7.2.Balamurugan K,et al.Stabilization of E-cadherin adhesions by COX-2/GSK3β signaling is a targetable pathway in metastatic breast cancer. JCI Insight. 2023 Mar 22;8(6):e156057. doi: 10.1172/jci.insight.156057.3.Cuenca-Escalona J,et al.PGE2-EP4 signaling steers cDC2 maturation toward the induction of suppressive T-cell responses. Eur J Immunol. 2024 Mar;54(3):e2350770. doi: 10.1002/eji.202350770.4.Francica BJ,et al.Dual Blockade of EP2 and EP4 Signaling is Required for Optimal Immune Activation and Antitumor Activity Against Prostaglandin-Expressing Tumors. Cancer Res Commun. 2023 Aug 8;3(8):1486-1500. doi: 10.1158/2767-9764.CRC-23-0249.5.Yuan J, et al. Lipoxin A4 regulates M1/M2 macrophage polarization via FPR2-IRF pathway. Inflammopharmacology. 2022 Apr;30(2):487-498. doi: 10.1007/s10787-022-00942-y.6.Wang Y,et al. Deciphering JAK/STAT signaling pathway: A multifaceted approach to tumorigenesis, progression and therapeutic interventions. Int Immunopharmacol. 2024 Mar 22;131:111846. doi: 10.1016/j.intimp.2024.111846.·····

该研究首次证明了CHI3L1为NMOSD患者和小鼠模型中成体神经发生缺陷及认知功能障碍的关键分子。抑制NMOSD模型小鼠中的星形胶质细胞分泌CHI3L1可以明显促进成体海马神经发生，并改善认知功能的缺 近日，中山大学附属第三医院脑病中心邱伟/汤常永团队在国际知名期刊Science Advances发表了题为“CHI3L1 signaling impairs hippocampal neurogenesis and cognitive function in autoimmune-mediated neuroinflammation”的研究论文。该研究发现NMOSD患者血液和脑脊液中CHI3L1的表达水平显著升高，并与认知功能障碍相关评分存在相关性。 团队通过NMOSD细胞和动物模型及多种实验方法证实了患者来源或者小鼠来源的AQP4-IgG能够明显地激活星形胶质细胞释放大量炎症因子（包括CHI3L1），并且显著抑制海马神经干细胞的增殖分化，进而造成海马相关认知功能障碍。在星形胶质细胞中特异性敲除CHI3L1，可明显改善NMOSD动物模型小鼠认知功能。同时发现，CHI3L1通过与神经干细胞上CRTH2受体结合的机制抑制β-catenin信号通路，进一步导致神经发生异常和认知功能障碍。 视神经脊髓炎谱系疾病(neuromyelitis optica spectrum disorders，NMOSD)是我国最常见的一种免疫介导的中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病。NMOSD患者复发率及致残率高，90%以上的患者呈现反复发作病程，随着对NMOSD认识的加深，NMOSD患者的认知障碍逐渐引起关注。评估NMOSD的认知障碍及其损伤机制、影像学表现及相关治疗理论知识仍极其缺乏。因此，深入研究NMOSD认知功能损害发生的病理生理机制及寻找认知障碍标志物，这将有利于尽早采取有效措施延缓NMOSD认知功能的下降，为NMOSD早期诊断及治疗提供帮助。 AQP4-IgG刺激星形胶质细胞释放多种炎症因子：该研究首先利用RT-qPCR验证了AQP4抗体（AQP4-IgG）可以诱导星形胶质细胞增加CHI3L1的表达。通过免疫荧光染色，进一步阐明了AQP4抗体可激活星形胶质细胞CHI3L1的表达，并导致AQP4表达降低及内化。转录组测序分析发现，AQP4-IgG刺激星形胶质细胞分泌大量的炎症因子（包括CHI3L1）（图1）。 图1：AQP4-IgG可以激活星形胶质细胞分泌炎性因子及CHI3L1 CHI3L1水平与海马认知功能相关性分析: 该研究还对NMOSD患者血清、脑脊液及脑活检病理切片进行了分析，证实NMOSD患者中CHI3L1水平明显升高；通过对海马影像学及相关认知功能评分分析，发现NMOSD患者认知功能下降可能与海马体积改变有关，左、右海马体积与血清中CHI3L1含量成一定负相关；经CHI3L1蛋白刺激后，神经干细胞（NSCs）的增殖和分化被显著抑制；而预先在AQP4-IgG刺激后的星形胶质细胞的条件培养基中加入CHI3L1中和抗体去除CHI3L1，则能够明显改善神经干细胞增殖和分化（图2）。 图2：CHI3L1的表达水平及与海马认知功能的相关性分析 注射AQP4-IgG导致成体神经发生缺陷及认知功能障碍：团队利用脑立体定位注射技术向海马注射AQP4-IgG ，4周后进行相关行为学实验。旷场实验中，注射AQP4-IgG组小鼠运动总路程及中央区域跨越次数均减少；在莫里斯水迷宫(MWM)中，AQP4-IgG组小鼠穿越目标象限的次数减少，寻找到平台所用时间更长。团队进一步将这些小鼠脑冰冻切片进行免疫荧光染色，发现EdU+增殖细胞、EdU+GFAP+Sox2+ 神经干细胞和EdU+GFAP-Sox2+ 前体细胞、BrdU+DCX+未成熟神经元和BrdU+NeuN+成熟神经元的细胞数量均较对照组减少（图3）。 图3：NMOSD海马局部注射小鼠模型中神经发生及认知功能的影响 特异性敲除星形胶质细胞中CHI3L1，可改善NMOSD模型小鼠海马神经发生缺陷及认知功能障碍：本研究进一步应用Chil1flox/flox小鼠，特异性敲除星形胶质细胞中CHI3L1，能够挽救NMOSD动物模型的海马神经发生缺陷及认知功能障碍（图4）。 图4：特异性敲除星形胶质细胞中CHI3L1可改善NMOSD神经发生缺陷及认知功能障碍 CHI3L1/CRTH2通过抑制β-catenin信号通路抑制NSCs增殖和分化：通过免疫荧光共标记发现，仅CRTH2在神经干细胞中表达。并发现CHI3L1蛋白刺激NSCs可以明显抑制β-catenin的表达，而利用表达shRNA的慢病毒敲除NSCs中CRTH2后，β-catenin的表达得到了明显恢复；同时发现，敲降CRTH2受体能够挽救CHI3L1对神经干细胞增殖分化的抑制作用。因此，调控CHI3L1/CRTH2/β-catenin信号通路可以改善NMOSD小鼠模型中神经干细胞增殖分化缺陷（图5）。 图5：CHI3L1抑制海马神经发生的相关受体及下游信号通路 该研究首次证明了CHI3L1为NMOSD患者和小鼠模型中成体神经发生缺陷及认知功能障碍的关键分子。抑制NMOSD模型小鼠中的星形胶质细胞分泌CHI3L1可以明显促进成体海马神经发生，并改善认知功能的缺陷；同时也证明了CHI3L1/CRTH2/β-catenin信号通路在NMOSD成体神经发生相关认知功能障碍中的重要作用。该研究结果不仅深入阐明了NMOSD相关认知功能障碍的新机制，也为改善神经系统自身免疫炎性疾病认知功能障碍提出新的研究靶点。 中山大学附属第三医院姜维博士后、祝帆科研助理、徐辉明博士为共同第一作者，中山大学附属第三医院邱伟教授、汤常永副研究员和美国布朗大学Alvin Huang教授为共同通讯作者。该研究得到了中山大学附属第三医院实验医学部韩晓燕主任、丘秀生、梁淑珍、蔡程程、陈雪芳和胡宇等管理员的支持和帮助。