IL-32

中文摘要 IL-32是广泛表达于人体各组织的细胞因子，具有9个亚型。研究发现，IL-32可通过多种途径调控免疫细胞及其他细胞功能，协同多种细胞因子参与炎症的发生发展，直接或间接地发挥促炎或抑炎的作用。IL-32对肿瘤的发生、侵袭及迁移也有重要的影响，其作用的差异可能与IL-32的亚型及复杂的肿瘤微环境差异相关。此文旨在阐释IL-32在炎症和肿瘤中的作用及相关机制。 正文 IL可协同其他细胞因子组成功能复杂的调控网络，在机体的信息传递、免疫调节中发挥重要作用。IL-32是IL家族的一员，其9个亚型的大小和结构存在不同程度的差异，在炎性疾病和恶性肿瘤中发挥不同的功能。研究发现，在不同情况下，IL-32既能促炎也能抑炎，既有促癌也有抑癌作用。这些看似矛盾的作用与IL-32的亚型功能区别、复杂的作用机制和疾病微环境密切相关。Dahl等于1992 年首次在活化的T细胞及自然杀伤（natural killer，NK）细胞中发现大量表达的IL-32，将其命名为NK细胞转录物4（NK cell transcript 4，NK4）。NK4含有精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸序列，提示其可能在细胞黏附中发挥作用。Kim等则发现，NK4可诱导TNF-α和IL-8等促炎细胞因子的表达，自此NK4被更名为IL-32。本文就目前已知的IL-32在炎症和肿瘤中发挥的作用及其机制进行综述。 1 IL-32的结构特征与分泌特点 1.1 IL-32的结构与亚型 IL-32基因组全长约1 200 bp，位于人类16号染色体p13.3，包含8个外显子和1个内部信号序列，无跨膜区域。IL-32具有9个亚型，包括IL-32α—θ和IL-32small，大小、结构、功能各不相同，见图1和表1。IL-32的部分亚型间可通过剪接互相转化，如生物活性最强的IL-32γ可剪接成人体含量最高的IL-32β；不同亚型还可以通过相互作用影响彼此功能，如IL-32α可抑制IL-32β对IL-10分泌的促进作用。 1.2 IL-32的细胞表达特点 IL-32主要存在于灵长类动物体内，牛、狗、山羊、兔子和马等其他哺乳动物体内也发现有IL-32的表达，但与人类IL-32的同源性远低于大猩猩等灵长类动物。啮齿类动物不自主表达IL-32，但重组人IL-32（recombinant human IL-32，rhIL-32）可在小鼠体内诱导促炎细胞因子分泌，提示IL-32可在啮齿类动物体内发挥作用。IL-32在NK细胞、单核巨噬细胞和T淋巴细胞等免疫细胞中大量表达，在肺、小肠、结肠、前列腺、心脏、胎盘、肝脏、肌肉、肾脏、胰腺和脑等非免疫组织细胞中也有部分表达。正常生理状态下，IL-32在人体内呈基础性表达，但受脂多糖（lipopolysaccharide， LPS）、病原体相关抗原物质、TNF-α和IFN-γ等细胞因子或氧化应激刺激时，IL-32的表达量明显提升。 作为缺乏跨膜区域的不稳定性亲水蛋白，IL-32 的作用部位和表达方式仍存在争议。Tomasi等通过队列研究发现，血液循环中IL-32水平差异很大，IL-32可能受内环境影响通过内质网和高尔基体生成囊泡释放、细胞凋亡或坏死所致内容物释出等途径进入血液循环。研究显示，肝脏中IL-32水平与酒精性脂肪性肝病严重程度呈正相关，且循环中的IL-32水平也随肝损伤严重程度上升，可能由肝细胞应激或死亡释放IL-32所致。 IL-32表达受其他因子调控，如嗜酸性粒细胞中的粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子以胱天蛋白酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，caspase）-1依赖性方式诱导IL-32α、IL-32β、IL-32γ和IL-32δ的表达。类风湿关节炎（rheumatoidarthritis，RA）患者关节滑膜成纤维细胞中IL-1β和TNF-α可促进IL-32γ表达。TNF-α可通过激活脾酪氨酸激酶、蛋白激酶Cδ（protein kinase C-δ，PKCδ）、c-Jun 氨基末端激酶、c-Jun氨基末端激酶信号通路促进IL-32α、IL-32β、IL-32δ和IL-32γ表达。 2 IL-32的促炎与抑炎作用 IL-32可通过多种途径调控免疫及其他细胞功能，协同其他细胞因子直接或间接地影响炎性疾病的进展，发挥促炎或抑炎作用（图2）。 2.1 IL-32的促炎作用 IL-32可通过核因子κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）途径、p38丝裂原激活的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）磷酸化途径、caspase-1途径和caspase-3 途径4条主要信号转导通路发挥作用，与多种免疫细胞相互作用，诱导TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8和巨噬细胞炎性蛋白2等因子的产生，诱发炎症。RA患者关节滑膜中大量表达IL-32，其水平与关节炎严重程度正相关。将rhIL-32注射至C57/BL6野生型小鼠的膝关节可导致关节肿胀、炎性细胞浸润和软骨损伤，而在TNF-α缺陷型小鼠中这些现象均不明显。将分泌IL-32β的CD4+ T细胞移植至胶原诱导的RA模型中可加重关节炎，且这种促炎作用可通过阻断TNF-α的分泌来减轻。RA中IL-32α能诱导破骨细胞前体分化为多核破骨细胞，生物活性更强的IL-32γ可在此基础上将多核破骨细胞活化为骨吸收破骨细胞，促进骨的破坏和吸收。 除RA外，在炎症性肠病，尤其是活动期克罗恩病的肠上皮细胞中，IL-32表达量也明显增多，使NF-κB通路激活，促炎因子IL-1β、IL-6水平上升。下调IL-32可降低这些炎性因子水平。IL-32也在血管炎中发挥作用。在无基础IL-32表达的转基因小鼠体内，TNFα和IL-1β等促炎细胞因子可通过NF-κB途径诱导IL-32β表达，IL-32β又可诱导中性粒细胞和促炎因子浸润和血管细胞黏附分子表达，加剧血管炎症，促使其向脓毒血症转化。此外，IL-32的促炎作用被认为可能与HCV核心蛋白协同加重肝炎症状、促进2型糖尿病与局限性皮肤和黏膜利什曼病的发展、幽门螺旋杆菌感染所致胃炎的进展相关。 2.2 IL-32的抑炎作用 虽然IL-32促炎作用的研究结果居多，但仍有部分研究显示，IL-32还具有抑炎作用。Park等发现，在用胶原抗体（collagen antibody，CA）和LPS诱导产生炎症的小鼠关节中，NF-κB和信号转导及转录激活蛋白（signal transducer and activator of transcription，STAT）3信号通路均被激活，促炎细胞因子TNF-α、IL-6和IL-1β水平显著升高，抑炎因子IL-10水平降低，粒细胞、单核巨噬细胞、NK细胞和T细胞等局部大量浸润。而由于IL-32β可抑制促炎信号转导通路的激活和促炎细胞因子的产生，减少CTL和NK细胞的浸润，减轻CA和LPS诱导的关节炎症反应，因此IL-32β转基因小鼠经过相同处理后上述变化均不明显。Spi-1原致瘤基因（Spi-1 proto-oncogene，PU.1）是转录因子Ets家族的重要成员，PKCδ可介导PU.1的磷酸化，磷酸化后的PU.1可作为转录因子介导IL-1β的表达。IL-32θ可抑制PKCδ介导的PU.1磷酸化，阻止下游促炎因子IL-1β的转录和表达，间接发挥抑炎作用。 3 IL-32与恶性肿瘤 炎症和恶性肿瘤具有很强的内部关联性，慢性炎症已被证实是肿瘤发生和发展的始动因素之一。炎性反应中的免疫激活和免疫紊乱影响恶性肿瘤的发生、进展及转移。食管癌、肝癌、胰腺癌和结肠腺癌等的发生均与其前期的炎性疾病相关。IL-32在胃癌、肺癌、食管癌、多发性骨髓瘤和胰腺癌等肿瘤中表现出促进作用；而在结肠癌、乳腺癌、慢性髓性白血病、前列腺癌和甲状腺癌等肿瘤中则发挥抑制作用，这种矛盾的作用与亚型和肿瘤微环境差异均有关。IL-32对恶性肿瘤发生发展影响的主要信号通路或发生机制见图3。 3.1 IL-32与胃癌 胃癌是全球第5大高发恶性肿瘤，很多胃癌患者在确诊时已处于癌症晚期阶段，故其预后普遍较差，死亡率高。Ishigami等对180例胃大部切除术后胃癌患者研究发现，IL-32阳性组（设定IL-32水平高于均值的10%为阳性）胃癌患者的肿瘤大小、浸润深度、淋巴结与血行转移率均高于IL-32阴性组患者，5年生存率低于IL-32阴性组患者。 Tsai等对胃癌患者手术切除的癌变组织进行免疫组织化学试验和PCR分析发现，癌变组织中的IL-32水平明显高于正常组织；将IL-32基因转至胃印戒细胞癌TSGH 9201细胞株后，该细胞形态特征发生明显变化，细胞前缘细长凸起呈纺锤状，其生长、迁移和侵袭能力增强。采用多西环素诱导过表达IL-32的细胞也有此特征。进一步研究发现，IL-32可促进IL-8、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）2和MMP9等表达，间接促进癌细胞的生长。此作用与磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B通路激活有关，β连环蛋白是IL-32与IL-8、VEGF、MMP2和MMP9之间的信号传递分子，若对其进行抑制，则IL-32无法发挥对IL-8等促炎因子的促分泌作用，但促炎因子正常分泌不受影响。利用IL-32干扰小RNA沉默IL-32表达，则磷酸蛋白激酶B、β连环蛋白、IL-8和VEGF水平均降低，胃癌细胞侵袭性下降。上述结果表明，IL-32可在胃癌组织中通过磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B通路促进下游细胞因子表达，导致胃癌细胞侵袭性增加。 对比弥漫型胃癌，肠型胃癌更易发生血行转移。Pavlovic等研究发现，肠型胃癌组织中IL-17含量显著高于弥漫型。IL-17由Thl17细胞产生，可与VEGF协同作用促进新生血管形成。当IL-32水平降低时， IL-17的含量也随之下降，胃癌血行转移能力下降。提示IL-32可通过IL-17等细胞因子间接影响胃癌的侵袭和转移。 3.2 IL-32与肺癌 肺癌是我国50岁以上中老年群体癌症死亡的主要原因。有研究发现，肺癌组织中IL-32大量表达。肺腺鳞癌细胞中的IL-6、IL-8和VEGF水平与IL-32正相关。流式细胞术检测发现，IL-32低表达肺腺癌细胞生长受抑、凋亡增多，创伤愈合迁移试验和Transwell侵袭试验证实IL-32低表达可降低肺腺癌的迁移和侵袭能力。Zeng等研究结果进一步发现IL-32对肺腺癌的促进作用与其激活NF-κB通路及诱导MMP2、MMP9等多种炎性因子表达相关。Gong等观察到，rhIL-32可促使人非小细胞肺癌细胞A549从卵石状变为长梭形，下调上皮细胞标志物钙黏蛋白E，上调间充质细胞标志物神经型钙黏蛋白、E盒结合锌指蛋白1和葡萄糖调节蛋白78水平。内质网应激抑制剂4-苯基丁酸可抑制此作用，提示IL-32可通过触发内质网应激诱导A549细胞上皮-间充质转化，促进非小细胞肺癌发展。但Yun等研究结果提示，IL-32γ基因转染的肺癌细胞较空载转染组的相同细胞生长受抑、Bcl-2相关X蛋白、caspase-3、caspase-9等促凋亡蛋白表达增加，其可通过NF-κB途径抑制肺癌细胞中DNA甲基转移酶1与金属蛋白酶3组织抑制剂的结合，抑制金属蛋白酶3组织抑制剂启动子甲基化发挥抑癌作用。IL-32α和IL-32β未发现有此作用。 3.3 IL-32与结肠癌 结肠癌是死亡率位居第2的恶性肿瘤，其治疗手段以手术为主，然而近50%的结直肠癌患者出现术后复发，后期治疗受限。具有调节机体炎症与免疫功能的细胞因子新疗法受到广泛关注。研究发现IL-32，尤其活性最高的亚型IL-32γ在结肠癌中高表达可抑制肿瘤细胞的生长侵袭。Bak等在结肠癌细胞HT29中观察到，IL-32θ可阻碍STAT3核转位，抑制下游具有拮抗上皮钙黏素、促进肿瘤侵袭转移能力的B细胞特异性莫洛尼鼠白血病病毒整合位点1和E盒结合锌指蛋白1的转录，降低结肠癌细胞生长侵袭能力。Yun等发现IL-32α可上调TNF受体1（TNF receptor 1，TNFR1）水平，抑制结肠癌的生长。他们在诱变剂氧化偶氮甲烷诱导的结肠癌小鼠模型中观察到IL-32α转基因组的肿瘤发生率、瘤体大小和质量均小于无IL-32分泌的普通对照组。分析表明，IL-32α转基因小鼠中TNFR1、裂解的caspase-8、caspase-9、caspase-3、Bcl-2相关X蛋白表达均上调；增殖细胞核抗原、细胞凋亡蛋白抑制因子和X连锁凋亡蛋白抑制剂则减少。这表明，IL-32α通过上调TNFR1水平达到了抑制氧化偶氮甲烷诱导的致癌作用，提示IL-32α可协同TNFR1介导的细胞死亡信号传导，抑制结肠癌细胞发展。 3.4 IL-32与乳腺癌 乳腺癌占全球女性新发癌症病例的25%，是全球女性癌症死亡首要疾病。Pham等研究表明，IL-32θ通过诱导细胞衰老凋亡和永久性细胞周期阻滞抑制人乳腺癌细胞MDA-MB-231的生长、侵袭和转移。DNA合成量试验结果发现，稳定表达IL-32θ的MDA-MB-231细胞（实验组）72 h增殖速度明显低于不表达IL-32θ者（对照组），前者的细胞克隆形成能力更弱、磷酸化组蛋白H2AX（一种DNA损伤标志物）检测荧光率、衰老相关的β半乳糖苷酶和脂褐素染色（细胞衰老指标）阳性率更高，总核仁面积更大，异常核形态（细胞核出芽、起泡、大小异常）和异常细胞分裂（异常的着丝粒、纺锤体两极之间的桥缺失、不对称分离等）更多更明显，处于分裂中期的染色体更少。E2F转录因子对G1/S转换具有重要作用，而IL-32θ在乳腺癌细胞中抑制E2F1、E2F2和E2F3的表达，使细胞周期停滞在G1期，抑制乳腺癌细胞生长。 Pham等也发现IL-32对乳腺癌具有抑制作用。巨噬细胞可通过CCL基序趋化因子配体18激活胞内PKCδ，进而激活STAT3和p65、p50，增加粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、MMP9、环氧化酶2、上皮钙黏素转录水平，促进乳腺癌的EMT。而IL-32可以选择性抑制PKCδ，阻断该通路的下游信号，降低了乳腺癌细胞的侵袭性。而Wen等研究却表明，乳腺癌中癌症相关成纤维细胞分泌的IL-32可特异性结合精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸基序与整合素β3，激活下游p38 MAPK信号传导，促纤维连接蛋白、N-钙黏蛋白和波形蛋白等形成，增强了肿瘤细胞的侵袭性。 3.5 IL-32与其他肿瘤 IL-32在其他癌症中也发挥重要作用。Kang等通过cDNA微阵列法分析了25例肝细胞癌患者和25例健康受试者肝脏组织中IL-32 RNA表达水平，发现前者显著高于后者；又分别采用免疫印迹法、免疫斑点法和夹心ELISA检测了急性肝炎患者、慢性肝炎患者、肝硬化患者、肝细胞癌患者和健康受试者各25例的血清标本，发现肝细胞癌患者血清IL-32α浓度显著高于其他组，表明IL-32作为肝癌的标志物具有一定临床价值。血管浸润区附近肝癌细胞高表达IL-32提示IL-32对肝癌局部浸润和扩散转移具有促进作用。 皮肤癌的发病率近几十年逐步上升，其主要类型为基底细胞癌、鳞状细胞癌和恶性黑色素瘤。IL-32影响黑色素瘤和皮肤T细胞淋巴瘤的免疫应答。研究显示，皮肤黑色素瘤中IL-32水平与NK细胞的浸润及溶细胞颗粒酶和穿孔素含量正相关， IL-32γ转基因黑色素瘤小鼠体内TNF-α、IL-1b、IL-6、IL-4和IL-13等促炎细胞因子水平均较低，抑炎因子IL-10表达上升，提示IL-32γ在癌症发展期间可抑制肿瘤微环境炎症反应，对黑色素瘤起抑制作用。IL-32β转基因小鼠皮下植入的B16黑色素瘤细胞较不表达IL-32的普通小鼠生长缓慢。IL-32被证实可增强黑色素瘤内树突状细胞和巨噬细胞对CD8+ T细胞的协同激活及CCL基序趋化因子配体5与T细胞在肿瘤组织中的浸润，且可作为免疫治疗有效佐剂增强免疫检查点阻断疗法的疗效，有望通过IL-32β的抑制作用提高黑色素瘤患者的生存率。 4 结论和展望 IL-32作为IL家族一员，在与NK细胞、T细胞、上皮细胞及成纤维细胞等相互作用中，激活了NF-κB、p38 MAPK、caspase-1和caspase-3等信号通路，可调控TNF-α、IL-1β、IL-6等多种细胞因子水平，建立起复杂的相互作用网络，影响炎症相关疾病和肿瘤的发生发展。研究发现，虽然IL-32在多种炎症相关疾病和肿瘤中表达量明显上升，但发挥的功能作用有差异甚至相互矛盾。如其在骨关节炎中促进关节骨和软骨的吸收和破坏；在克罗恩病等炎症性肠病中激活NF-κB 通路，促炎因子IL-1β、IL-6水平上升，加重消化道炎性损伤；但IL-32β在人工诱导的关节炎小鼠炎症关节中能抑制炎症相关通路激活与炎性因子产生，减轻CA和LPS诱导的关节炎症反应。IL-32θ还可抑制PKCδ介导的PU.1磷酸化，阻止下游促炎因子IL-1β的转录和表达，间接发挥抑炎作用。 炎症与癌症息息相关。在胃癌组织中，IL-32高表达可使癌组织体积增大、浸润加深、淋巴结与血行转移率升高、5年生存率降低；在体外试验中，通过促使胃癌细胞长梭状变，可激活磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B通路，促进IL-8、VEGF、MMP2和MMP9等细胞因子表达，协同IL-17作用，提高了胃癌细胞的生长、侵袭和迁移能力。肺癌组织中高表达的IL-32激活NF-κB通路，诱导MMP2和MMP9表达，促进肺腺癌进展。但也有研究显示，IL-32γ通过NF-κB途径抑制肺癌细胞中DNA甲基转移酶1与MMP3组织抑制剂的结合，抑制该酶组织抑制剂启动子甲基化，提高其组织含量，间接发挥抑癌作用。此外，IL-32对肝癌具有促进作用，对黑色素细胞瘤则具有抑制作用。 近期已在多种炎症相关疾病和肿瘤中检测到IL-32含量的动态变化，并有大量实验结果显示，这些动态变化在多种炎症相关疾病和肿瘤的启动、促进、恶化和转移中起关键作用，这为临床重新评价这些疾病的分子机制提供了更广阔的新视角。本文总结了IL-32与多种炎症和肿瘤相关疾病的最新研究进展，旨在从IL-32含量的动态变化的角度探讨炎症与恶性肿瘤的发病分子机制，以期通过整合现有证据，加深对IL-32在多种炎症相关疾病和肿瘤中发挥作用的机制认识。目前的研究对IL-32的作用机制和信号通路的研究深度、广度均显不足，很难具体定性IL-32在疾病中发挥的作用，对IL-32作用的认识不足，严重限制了以预防、诊断、治疗为目的进行人为检测、干预和利用的空间。有待进一步展开针对IL-32特定亚型在对某类疾病或某种信号通路中的作用等高关联度的系统研究。进一步探索IL-32在各类疾病中的作用，对发掘其为疾病诊断、预后标志物及治疗性药物等临床亟需生物制品造福于患者具有重要价值。 作者 邓业丽1  何浩1  张俊玲2, 3, 4, 5  王明丽2, 3, 4, 5 1安徽医科大学第二临床医学院，合肥 230032；2安徽医科大学中央与地方共建生物医学工程实验室，合肥 230032；3芜湖天明生物技术有限公司研发部，芜湖 241000；4安徽医科大学微生物学教研室，合肥 230032；5安徽医科大学临床医学院，合肥 230032 通信作者：王明丽， Email：1952987441@qq.com 引用本文：邓业丽, 何浩, 张俊玲, 等. IL-32在炎症和肿瘤中的作用及其机制研究新进展 [J]. 国际生物制品学杂志, 2024, 47(4): 252-259.   DOI: 10.3760/cma.j.cn311962-20231013-00014 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。

文章解读+创新点拓展，为您带来科研新体验～ 导读 近年来，免疫检查点抑制剂（ICIs）在治疗错配修复缺陷（dMMR）和微卫星高度不稳定（MSI-H）的结直肠癌（CRC）方面取得了重大进展。最近的一项发表在Cancer Cell的研究性文章Remodeling of the immune and stromal cell compartment by PD-1 blockade in mismatch repair-deficient colorectal cancer，利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）和多重荧光免疫组化技术（mIHC），揭示了ICI治疗前后免疫和间质细胞群的变化特征，为理解ICI治疗效果提供了重要线索。 研究背景 dMMR/MSI-H的结直肠癌因其较高的肿瘤新抗原负荷和更密集的免疫细胞浸润，被认为是免疫治疗的理想靶标。ICIs针对PD-1/PD-L1途径的阻断已证明在这一患者群体中非常有效。但是，ICIs如何引起病理完全缓解（pCR）以及肿瘤微环境中免疫细胞如何被重塑的具体机制仍有待探索。为了解决这些问题，李建霞等研究者采用了一系列先进的实验技术，包括单细胞RNA测序和多重荧光免疫组化，以深入探究ICI治疗的机制。 研究设计与结果 这项研究纳入了19名dMMR/MSI-H CRC患者，这些患者来自于一项前瞻性的临床2期研究，接受了新辅助性PD-1阻断剂toripalimab的治疗或者toripalimab加COX-2抑制剂celecoxib的联合治疗，其中15名患者达成病理完全缓解（pCR）。研究者共收集了40份样本进行单细胞RNA测序，其中包括27例pCR样本和15例非pCR样本。此外，还收集了74份血清样本用于细胞因子/趋化因子的量化，以及90份石蜡包埋（FFPE）样本用于多重荧光免疫组化染色。 单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术允许研究者们在单细胞水平上量化每个细胞的基因表达模式，从而揭示细胞异质性和功能多样性。基于这项前沿技术及其后续的综合分析，研究人员对接受ICI治疗的dMMR/MSI-H结直肠癌患者的免疫和间质细胞群进行了全局分析（图1），揭示了细胞群在ICI治疗前后的动态变化，展示了整合所有样本后的聚类分析结果，这些样本被分为六个主要细胞类型集群，包括T/I/NK细胞（T细胞/先天淋巴细胞/NK细胞）、B细胞、髓系细胞、上皮细胞、内皮细胞和成纤维细胞。研究者们发现，在pCR的患者中，T/I/NK细胞、成纤维细胞和内皮细胞的频率在ICI治疗后显著增加，而在未达到pCR的患者中则没有这种趋势。 图1：对接受ICI治疗的d-MMR/MSI-H CRC患者的免疫和基质细胞群的全局分析 考虑到dMMR/MSI-H肿瘤中CD8+T细胞浸润较高，且是ICI治疗响应的关键之一，研究者首先关注了ICI治疗对CD8+ T细胞的影响（图2）。整体上看，pCR患者CD8+T细胞展现出细胞毒性上调而非pCR患者则展现出耗竭和增殖的上调。其中，pCR患者在ICI治疗后CD8+ Tem细胞比例显著增加，而CD8+ Trm-mitotic细胞的比例下降，前者富集了细胞毒性特征而后者富集了耗竭特征。进一步分析发现（图3），ICI不仅增加了CD8+ Tem细胞比例，也上调了抗原呈递和细胞杀伤能力；此外，ICI还上调了CD8+ Trm细胞的杀伤能力，尽管这些细胞也表现出耗竭的特征。这些结果揭示了CD8+ T对ICI治疗响应的重要作用。 图2：CD8 T细胞的细胞毒性和增殖程序中与ICI相关的变化 图3：ICI相关变化与CD8+ Trm转录组改变之间的共同特征 对其它免疫细胞分析后，研究者发现，ICI治疗后，pCR患者肿瘤组织中CD4+Treg减少，而多种CD4+辅助T细胞（Th）增加，特别是CD40LG+CD4+Th的增加可能抑制了CD8+T细胞的耗竭；同时，CD20+ B细胞增加，并与CD8+ T细胞的变化相关，其中生发中心B细胞（Bgc）增加最为显著（图4）。此外，研究者还发现pCR患者ICI治疗后具有促炎特征的IL1B+单核细胞显著减少，并且残留的IL1B+单核细胞炎症反应减弱（图5）。这些结果进一步揭示了ICI如何重塑肿瘤免疫微环境以增强肿瘤细胞杀伤。 图4：CD4+ Th和CD20+ B细胞在ICI治疗后协同扩张 图5：ICI治疗后髓系细胞的促炎程序减少 内皮细胞和成纤维细胞等间质细胞也是肿瘤免疫微环境的重要参与者，前者在治疗后pCR患者的肿瘤组织中减少而后者则增加，而非pCR患者则没有这种变化（图1）。基于进一步聚类（图6）后发现肌成纤维细胞、CXCL12+成纤维细胞和HLA-DRA+内皮细胞增加而PLVAP+内皮细胞和CCL2+成纤维细胞则减少。CXCL12+成纤维细胞与免疫细胞CXCR4表达上调相关，提示成纤维细胞通过CXCL12-CXCR4轴参与免疫细胞募集。 HLA-DRA+内皮细胞则可能通过增强向CD4+T细胞的抗原呈递从而加强对肿瘤的免疫反应。而PLVAP+内皮细胞和CCL2+成纤维细胞则表达促炎和促肿瘤因子IL-32并可能参与炎性细胞募集。这些结果进一步深化了对ICI后肿瘤免疫微环境重构的认识。 图6：ICI处理后的基质细胞重塑 最后，研究者总结了pCR患者和非pCR患者ICI治疗前后微环境各类细胞的变化（图7A&B），发现促炎表型与免疫抑制微环境关系密切，比如促炎的IL1B+单核细胞与CD8+T细胞的耗竭和增殖相关（图7C）以及Treg的分子表型与炎症诱导的Treg相似等。基于本项研究，研究者全面描绘了ICI前后pCR患者和非pCR患者肿瘤微环境重塑的特征，并推测促炎细胞和分子是影响ICI治疗响应率的重要因素和潜在的干预靶点。 图7：促炎的IL1B+ Mono细胞在非pCR组中富集 研究者基于对单细胞测序结果的分析，描绘了ICI治疗前后pCR患者和非pCR患者肿瘤微环境的变化，这需要进一步的组织学验证，为此，研究者还采用了多色免疫荧光技术进行多重免疫组化（mIHC）技术，检测了ICI治疗前后pCR患者和非pCR患者多种肿瘤微环境细胞在肿瘤组织中的分布（图4C、5E、7D），得到了与scRNA-seq一致的结果。相比于传统组织学染色，mIHC技术使研究者得以通过多种标记在组织样本上更精细地区分细胞亚类及其分布，直观地展现了ICI治疗和疗效相关的肿瘤微环境细胞类型和功能重塑。 拓展延伸 ● 单细胞RNA测序（scRNA-seq） 单细胞RNA测序技术近年来得到了迅速发展，它能够以单细胞分辨率对细胞内的转录组进行测序，从而揭示细胞间的异质性及其生物学功能。除了在本研究中对免疫细胞和间质细胞的动态变化进行探究外，scRNA-seq在其他科研领域也有广泛的应用： 1. 发育生物学：通过对不同发育阶段的细胞进行scRNA-seq分析，科学家们可以追踪细胞分化轨迹，揭示干细胞向各种成熟细胞类型转变的过程。 2. 神经科学：该技术被用于研究大脑中不同区域细胞类型的多样性，帮助理解神经元和胶质细胞的功能特性和相互作用。 3. 癌症研究：除了本文讨论的结直肠癌免疫微环境，scRNA-seq也被广泛应用于乳腺癌、肺癌等其他类型癌症的研究，以探索肿瘤异质性、耐药机制和转移潜能。 4. 再生医学：在组织工程和再生医学领域，scRNA-seq被用来研究干细胞的分化潜力，指导组织再生过程中的细胞命运决定。 ● 多重荧光免疫组化（multiplex immunohistochemistry, mIHC） 多重荧光免疫组化是一种能够同时检测组织样本中多个抗原的技术，通常与高分辨率成像系统结合使用。它的优势在于能够提供细胞的空间定位信息，这对于理解细胞间相互作用至关重要。mIHC技术的应用领域包括： 1. 免疫学：通过mIHC技术，研究人员能够详细描绘免疫细胞在感染或疾病状态下的空间分布，以及它们与其他细胞类型之间的相互作用。 2. 肿瘤微环境：mIHC被广泛应用于研究肿瘤微环境中的免疫细胞浸润，特别是T细胞、巨噬细胞和树突状细胞等，这对于理解肿瘤发生和发展过程中的免疫逃逸机制非常重要。 3. 神经系统疾病：在阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的研究中，mIHC可用于识别特定的神经细胞类型和炎性细胞的分布，帮助揭示疾病的发病机制。 4. 传染病：在HIV、COVID-19等病毒性感染的研究中，mIHC可以用来研究病毒在宿主细胞中的分布和免疫细胞的反应。 临床应用与展望 本研究为理解ICI治疗在dMMR/MSI-H结直肠癌中的作用机制提供了重要线索，并为进一步的临床转化奠定了基础。随着更多相关研究的展开，我们有望看到免疫治疗领域取得更大的突破，为患者带来更多的希望。 综上所述，这项研究不仅揭示了ICI治疗在dMMR/MSI-H结直肠癌中的作用机制，也展示了单细胞RNA测序和多重荧光免疫组化技术在理解免疫微环境重塑方面的巨大潜力。这些发现为未来的临床实践提供了重要的参考，并预示着免疫治疗领域将会有更多的突破。 注：本文旨在介绍医学研究进展，不做治疗方案推荐。如有需要，请咨询专业临床医生。 参考文献 Li J, Wu C, Hu H, Qin G, Wu X, Bai F, Zhang J, Cai Y, Huang Y, Wang C, Yang J, Luan Y, Jiang Z, Ling J, Wu Z, Chen Y, Xie Z, Deng Y. Remodeling of the immune and stromal cell compartment by PD-1 blockade in mismatch repair-deficient colorectal cancer. Cancer Cell. 2023 Jun 12;41(6):1152-1169.e7. 点击下方「阅读原文」，前往梅斯官网查询更多实验技术服务支持~

关注并星标CPHI制药在线 2024年8月13日，全球知名医疗科技公司Galderma官方宣告，美国食品药品监督管理局（FDA）已正式接纳并授权Nemluvio（学名nemolizumab）投入市场，专项应用于治疗罹患结节性痒疹（PN）的成人患者群体。先前的第3期临床试验数据彰显了显著疗效——在接受Nemluvio治疗短短四周后，患者们的瘙痒感受即迎来了大幅度减轻的积极转变。这一公告中还提到，Nemluvio是首款获FDA批准的靶向IL-31信号途径的单克隆抗体疗法。 结节性痒疹作为一种复杂的神经性免疫皮肤疾患，以其慢性和极具削弱性的特质，给患者的日常生活带来深远影响。它不仅涉及到难以忽视的二型炎症反应，更是在众多炎症性皮肤问题中，位列对生活质量负面冲击的顶尖位置。受结节性痒疹困扰的人们往往面临着持续剧烈的瘙痒折磨以及身体多处出现的皮肤增生结节（亦称结节性病变），且这一现象严重扰乱了他们的睡眠质量。以往，为缓解这一痛苦，患者不得不长期依赖于高强度的外用类固醇类药物，但这同样伴随着长期用药安全性的隐患与顾虑。 在科学研究的探索中，IL-31被识别为包括过敏性皮炎和结节性痒疹等多种皮肤病发病机制中的核心分子之一。它不仅能直接作用于引发瘙痒的感觉神经，诱发并加剧炎症反应，同时还会对皮肤的防御屏障功能造成破坏。因此，IL-31作为免疫系统与神经系统之间的关键媒介或“桥梁”，其在调控作用上的特殊性使其成为了对抗炎症性皮肤病症的一大创新靶点。而Nemluvio的诞生，正是针对这一重要机制的精准施策，标志着皮肤科治疗领域的一大进展。 关于结节性痒疹 结节性痒疹，又称prurigo nodularis（PN），是一种顽固的慢性皮肤病症，其典型特征为多发性、质地坚硬、颜色从肤色到淡红色的结节状皮损，尤好发于四肢伸展部位。此病症常见于各个年龄层，且常伴随强烈瘙痒感，往往与特应性皮炎等皮肤过敏反应紧密相连。确诊依据主要依赖于临床表现，并需排除其他类似症状的疾病。PN不仅关乎皮肤健康，还常伴随显著的身心困扰，如治疗抵抗、睡眠障碍、社交隔阂以及情绪问题如焦虑和抑郁，严重影响患者的生活质量。 关于PN的成因，目前仍缺乏明确答案。主流观点认为，其源于神经系统与免疫系统功能的不平衡，形成了慢性瘙痒与反复搔抓的恶性循环，进而诱发皮肤上的继发性反应。约半数患者此前即患有其他皮肤病，特别是特应性皮炎，偶尔也见于淤积性皮炎、单纯性苔藓等疾病。同时，约三分之一的病例与代谢异常有关，涵盖营养不良、肝功能障碍、尿毒症、甲状腺失衡、高钙血症、神经系统病变及淋巴瘤等。此外，还有部分患者可能因精神因素而罹患PN，如抑郁症、焦虑症等。值得注意的是，约5%的HIV感染者也会出现PN症状。 流行病学数据显示，在美国约有181,000人正受到结节性痒疹的困扰；而在中国，该疾病的患者数量相对稳定，从2017年至2021年间约有190万人受其影响，并预测至2030年将达到约210万例。 对于缓解PN患者的剧烈瘙痒，常见治疗方案包括使用局部药物如抗组胺药膏、类固醇软膏及局部麻醉剂，以及口服抗组胺药、类固醇药物和阿片受体激动剂。然而，鉴于局部类固醇和麻醉剂等治疗手段可能带来的副作用，建议在使用时应严格控制时间与剂量。 关于Nemolizumab Nemolizumab，作为一款创新的预充式皮下注射装置，其核心功能在于特异性地阻断IL-31细胞因子信号路径，从而在结节性痒疹的病理过程中发挥作用，包括炎症反应的调节、表皮分化异常的改善以及纤维化（皮肤结缔组织的硬化）的缓解。该药物的研发最初由中外制药引领，随后于2016年，Galderma公司取得了在全球范围内（除日本与中国台湾外）独家开发并销售该药物的权益。至2022年3月，nemolizumab在日本市场上获得批准，以Mitchga为商品名，专门用于治疗结节性痒疹，同时扩展至治疗儿童及成年患者因特应性皮炎引发的瘙痒症状。值得一提的是，该药物早在2019年12月便荣获美国FDA的突破性疗法认定，并在接下来的2024年2月进一步获得了优先审评的地位，这一系列的进展均基于其III期临床试验OLYMPIA的显著成效。 OLYMPIA研究包括OLYMPIA 1（为期16周）和OLYMPIA 2（为期24周）两项子研究，它们共同评估了nemolizumab每四周皮下注射一次对于超过500名结节性痒疹患者的疗效与安全性。这两项研究均不仅实现了预先设定的主要疗效终点，还显著达成了所有的关键次要终点，其规模之大在结节性痒疹（PN）研究领域内前所未有，且是唯一包含了长期随访扩展计划的临床试验。 特别是在疗效评估上，OLYMPIA 1和OLYMPIA 2均展现出令人鼓舞的结果：接受Nemluvio（nemolizumab的另一种称谓）治疗的患者中，分别有56%和49%在第16周时，其瘙痒严重程度根据峰值瘙痒数值评定量表衡量，下降了至少4分，相比之下，两个安慰剂组的改善比例仅为16%，统计学差异极为显著（p<0.001）。此外，在早期疗效观察中，即从治疗第4周开始，就有高达41%的患者报告了至少4分的瘙痒减轻，而在相应的安慰剂组中，这一比例仅为6%和7%，同样展现出显著的统计学差异（p<0.001）。 在OLYMPIA 1及OLYMPIA 2临床研究中，接受Nemluvio治疗的群体，于第16周时，分别有26%及38%的患者实现了皮肤结节的完全清除（基于IGA评分为0）或近乎完全清除（IGA评分为1），相较之下，安慰剂组的数据分别为7%和11%，差异显著（p<0.001），从而达到了预设的主要疗效里程碑。同时，针对睡眠障碍的改善，Nemluvio治疗组中50%至52%的患者在第16周时，其睡眠障碍数值评定量表上的得分至少下降了4个单位，相比之下，安慰剂组仅12%至21%的患者达到此改善程度（p<0.001），成功达成了另一项关键的次要疗效指标。 值得注意的是，两项试验均迅速显现出对结节性痒疹引起的瘙痒和睡眠障碍的显著改善，这种改善在治疗的最初四周内便已显现，并满足了所有其他关键次要疗效终点。Nemluvio展现出良好的耐受性，其在OLYMPIA 1与OLYMPIA 2中的安全性表现与之前的2期临床试验结果相吻合。 作为一类创新性的单克隆抗体，Nemluvio通过特异性地结合IL-31受体α，有效阻断了IL-31的信号传递路径。这款药物由中外制药株式会社率先研发，在日本以Mitchga为商品名上市，专用于治疗结节性痒疹及相关瘙痒症状，覆盖儿童、青少年及成人患者群体。Nemluvio已赢得美国FDA的突破性疗法认定（BTD）并于今年早些时候获得了治疗结节性痒疹的优先审评地位。 此外，Nemluvio针对中度至重度特应性皮炎的生物制品许可申请亦在美国FDA的审评流程中，预计今年稍后时间将揭晓结果。与此同时，Galderma正积极推动Nemluvio在全球范围内的上市进程，包括向欧洲药品管理局（EMA）、加拿大卫生部，以及澳大利亚、新加坡、瑞士和英国等国的监管机构提交上市许可申请。展望2024年，更多国家和地区的监管机构将成为Nemluvio申请的下一个目标。 关于IL-31 IL-31，隶属于IL-6细胞因子家族的关键成员，其核心产生源头聚焦于CD4+ T淋巴细胞。科学研究表明，除T细胞外，单核/巨噬细胞系列、树突状细胞、肥大细胞及嗜酸、嗜碱性粒细胞，乃至成纤维细胞和角质细胞等多类免疫与结构细胞均能分泌此因子。IL-31行使其生物功能的主要路径是通过与特定受体——即由IL-31受体A(IL-31RA)与瘤抑素M受体β(OSMRβ)组成的异二聚体复合物结合而实现的。这种受体复合体在多个系统如皮肤、神经、呼吸及消化系统中广泛且高量表达，且紧密关联于多种病理状态如AD（特应性皮炎）、PN（神经性皮炎）、哮喘及原发性胆管炎的发生与演进过程。 在功能上，IL-31展现了多重调节作用，涵盖促进细胞增殖分化及诱导多种细胞因子的表达，从而影响免疫及神经细胞的行为。特别值得注意的是，其在引发瘙痒方面的角色，这一过程通常不通过组胺介导，而是直接与目标瘙痒感觉神经上的IL-31RA亚单位结合，触发OSMRβ的异构活化，并通过一系列复杂的信号传导通路（如JAK/STAT、PI3K/AKT、MAPK-JNK/p38）来上调TRPV1与TRPA1的表达水平，从而增强神经元对刺激的反应性。尽管这种机制的响应时间较为延迟，需要数小时才能显著显现，但IL-31确以此为主要模式推动了慢性或后期瘙痒的发展。 此外，作为一类关键的炎症介质，IL-31还参与调节免疫细胞间的交互作用。研究揭示，它能够激励人角质细胞分泌诸如CCL17、CCL22的趋化因子，进而引发IL-6、IL-8、IL-32及血管内皮 生长因子等一系列细胞因子与基质金属蛋白酶的释放。这些反应共同指向了IL-31在召集炎症细胞、加速血管生成以及促进炎症反应方面的潜在贡献，彰显了其在炎症反应调节网络中的重要地位。 参考资料 [1]公司官网 [2]孙小洁,林彤.IL-31及其受体在皮肤病发生及治疗中的研究进展[J].中国皮肤性病学杂志,2024,38(06):696-699+704.DOI:10.13735/j.cjdv.1001-7089.202212022. [3] approval for Nemluvio® (nemolizumab) for adult patients living with prurigo nodularis. Retrieved August 13, 2024 from https://www.galderma.com/news/galderma-receives-us-fda-approval-nemluvior-nemolizumab-adult-patients-living-prurigo [4] A Phase 3, Placebo-controlled, Double-blind Study Assessing Rocatinlimab in Prurigo Nodularis. Retrieved August 13, 2024 from https://clinicaltrials.gov/study/NCT06527404?term=rocatinlimab&intr=prurigo%20nodularis&rank=1 [5] Collaborating to Address Moderate to Severe Atopic Dermatitis. Retrieved August 13, 2024 fromhttps://www.amgen.com/stories/2023/01/collaborating-to-address-moderate-to-severe-atopic-dermatitis [6] A Study to Evaluate the Efficacy and Safety of Ruxolitinib Cream in Participants With Prurigo Nodularis (PN) (TRuE-PN2). Retrieved August 13, 2024 from https://clinicaltrials.gov/study/NCT05764161?term=ruxolitinib%20&intr=prurigo%20nodularis&rank=2 [7] A Study to Evaluate the Safety and Efficacy of Ruxolitinib Cream in Participants With Prurigo Nodularis (PN) (TRuE-PN1). Retrieved August 13, 2024 from https://clinicaltrials.gov/study/NCT05755438?term=ruxolitinib%20&intr=prurigo%20nodularis&rank=3 [8] Incyte Presents New Late-Breaking Data from Phase 2 Study Evaluating Povorcitinib in Patients with Prurigo Nodularis. Retrieved August 13, 2024 from https://investor.incyte.com/news-releases/news-release-details/incyte-presents-new-late-breaking-data-phase-2-study-evaluating [9] A Study to Evaluate the Efficacy and Safety Study of Povorcitinib in Participants With Prurigo Nodularis (STOP-PN1). Retrieved August 13, 2024 from https://clinicaltrials.gov/study/NCT06516952?term=INCB-054707&intr=prurigo%20nodularis&rank=2 END END END 【智药研习社直播预告】 来源：CPHI制药在线 声明：本文仅代表作者观点，并不代表制药在线立场。本网站内容仅出于传递更多信息之目的。如需转载，请务必注明文章来源和作者。 投稿邮箱：Kelly.Xiao@imsinoexpo.com ▼更多制药资讯，请关注CPHI制药在线▼ 点击阅读原文，进入智药研习社~