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IL-17与Th17细胞:从免疫卫士到疾病靶点

小药说药  · 公众号  ·  · 2025-03-14 06:35

正文

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导读

1989 年, Th1 Th2 细胞的二分法奠定了 T 细胞研究的基石。然而, 2005 年,董晨教授与 Casey Weaver 团队在《自然·免疫学》上的突破性研究,揭示了第三类 T 细胞亚群—— Th17 细胞,其以分泌 IL-17 为标志,彻底改写了免疫学教科书。这一发现源于对自身免疫性疾病机制的追问:为何阻断 Th1/Th2 通路后,炎症仍持续存在?

Th17 细胞的命名源于其核心产物 IL-17 ,而后续研究进一步明确了其分化路径: IL-6 TGF- β和 IL-23 等因子协同调控,驱动 ROR γ t 转录因子的表达,最终形成具有独特功能的 Th17 细胞。这一发现不仅解释了传统理论无法覆盖的炎症机制,更为药物研发开辟了新方向。

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IL-17的生物学作用:双刃剑的免疫调控

IL-17 家族包括六个成员( IL-17A IL-17F ),它们通过 IL-17 受体( IL-17 Ra IL-17 Re )介导其生物学功能。 Th17 细胞通过分泌 IL-17A/F IL-21 IL-22 等细胞因子,构建了复杂的免疫网络。

1. 促炎与免疫防御

激活炎症反应 IL-17 通过结合受体 IL-17RA/RC ,激活 NF-κB MAPK 等信号通路,诱导上皮细胞、成纤维细胞等分泌 IL-6 TNF-α 、趋化因子(如 CXCL1 CXCL8 ),招募中性粒细胞、单核细胞至感染或损伤部位,清除胞外病原体(如细菌、真菌)。

抗微生物屏障 :促进上皮细胞分泌抗菌肽( β- 防御素、 S100 蛋白等),增强皮肤、黏膜等物理屏障功能,抵御念珠菌、金黄色葡萄球菌等侵袭。

2. 组织修复与稳态维持

促进上皮再生 :通过诱导角质形成细胞增殖和伤口愈合相关因子(如 IL-22 ),加速皮肤、肠道等组织损伤修复。

维持肠道稳态 :与 IL-22 协同调节肠道杯状细胞分泌黏液,保护肠道屏障完整性,防止病原体入侵。

3. 免疫调节与病理损伤

协同其他炎症因子 :与 TNF-α IL-1β 等协同放大炎症级联反应,在自身免疫病(银屑病、类风湿关节炎)中驱动慢性组织破坏。

介导骨代谢失衡 :刺激破骨细胞分化和骨吸收,导致类风湿关节炎的骨侵蚀和银屑病关节炎的关节破坏。

动态可塑性 Th17 细胞在慢性炎症中可转化为促炎的 Th1 样细胞,或分化为调节性 Th17 (分泌 IL-10 ),影响疾病进展或缓解。

4. 肿瘤微环境调控

双重作用 :在部分肿瘤中, IL-17 促进血管生成(通过 VEGF )和免疫抑制性微环境形成;但在特定情况下(如结肠癌), IL-17 也可能增强抗肿瘤免疫应答。

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IL-17在自身免疫疾病中的作用

图片

炎症性皮肤和关节疾病

IL-17 在银屑病、银屑病关节炎和强直性脊柱炎的病理学中具有公认的作用。 IL-17Ra 或其启动子中增强 IL-17 应答的 SNP 已被确定为银屑病和强直性脊柱炎的风险因素。在银屑病皮肤病变的真皮中发现 TH17 细胞,并在识别 CD1a 呈递的自身脂质抗原后介导小鼠和人类的皮肤炎症。此外,银屑病关节炎患者的滑液中发现具有组织驻留表型的产生 IL-17 CD8+T 细胞。

一系列靶向 IL-23/IL-17 途径的治疗已经在临床上得到广泛应用。临床试验表明,靶向 IL-12p40 ustekinumab )、 IL-17A secukinumab ixekizumab )、 IL-17A IL-17F bimekizumab )、 IL-17RA brodalumab )和 IL-23 guselkumab, tildrakizumab risankizumab )对中重度银屑病的治疗有效。靶向 IL-23/IL-17 途径的疗法对银屑病关节炎和强直性脊柱炎也有效。

MS EAE

关于 TH17 细胞和 IL-17 在自身免疫疾病中的致病作用的许多初步发现是在多发性硬化症( MS )的 EAE 小鼠模型中获得的。最近的研究提供了令人信服的证据,证明 IL-17 EAE 中的关键致病细胞因子,也是 MS 中的主要药物靶点。

EAE 模型中,由 IL-23 IL-1 β或 IL-18 驱动的 TH17 细胞是介导病理学的关键 T 细胞群。在 EAE 早期,共表达αβ和γδ TCR T 细胞被招募到中枢神经系统,这些高度活化的 T 细胞通过提供 IL-17 而充当炎症反应的初始触发器。

然而,也有人认为 IL-17 EAE 中不起主要作用。因为,在 EAE 的复发 - 缓解模型中,当在疾病诱导时或复发前给予抗 IL-17 单克隆抗体时,其治疗可减轻疾病,但在疾病高峰时却几乎没有效果。但是,这并不排斥 IL-17 可以作为 MS 的重要药物靶点,阻断 IL-17 通路可能抑制 TH17 细胞和γδ T17 细胞的诱导或再激活,这可能是预防 MS 患者复发的有效方法。

炎症性肠病

活动性溃疡性结肠炎或克罗恩病患者的血清和炎症粘膜中 IL-17 的表达显著增加。此外, GWAS 研究表明, IL23R 基因中的非同义 SNP 与克罗恩病相关。对结肠炎小鼠模型的研究表明,由 TH17 细胞和 / ILC 产生的 IL-17 在慢性肠道炎症中起着关键作用。

这些研究导致了 IL-17 IL-23 靶向治疗炎症性肠病( IBD )的临床试验, ustekinumab 已被批准用于治疗克罗恩病。然而,在 IBD 患者中使用 secukinumab brodalumab 的临床试验导致了念珠菌感染增强和肠道炎症增加。虽然 IL-17 TH17 细胞可以引起炎症,从而损害肠道粘膜,但 IL-17 IL-22 在限制肠道真菌和细菌感染方面也起到保护作用。

其他自身免疫和炎症性疾病

对实验性自身免疫性葡萄膜炎小鼠模型的研究表明, IL-17 在病理学中起着关键作用,然而在非感染性葡萄膜炎患者中使用 secukinumab 的临床试验未达到主要疗效终点。

此外, Th17 细胞在 I 型糖尿病中也具有致病作用, Th17 细胞在 1 型糖尿病患者的血液中扩增, IL-17 增强人类胰岛细胞的炎症反应。用抗 IL-17 单克隆抗体或重组 IL-25 (抑制 Th17 细胞)治疗可减轻疾病。抗 IL-12p40 和抗 IL-17 单克隆抗体的临床试验正在 1 型糖尿病病人中进行。

此外,有证据表明 IL-17 在其他自身免疫性疾病中也发挥作用,如系统性红斑狼疮。

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IL-17靶向药物的开发现状

截至 2025 年,全球已获批的 IL-17 靶向药物主要包括以下五类:

司库奇尤单抗( Secukinumab (诺华):首个获批的 IL-17A 单抗( 2015 年), 2020 年销售额突破 40 亿美元,覆盖银屑病、银屑病关节炎( PsA )、强直性脊柱炎( AS )及化脓性汗腺炎( HS )。

依奇珠单抗 Ixekizumab (礼来): 2016 年获批,优势在于高亲和力结合 IL-17A ,对难治性银屑病皮损清除率( PASI 100 )达 44%

布罗达单抗 Brodalumab (安进 / 阿斯利康):靶向 IL-17RA 受体,阻断 IL-17A/F/C/E 信号, 2017 年获批用于银屑病,对重度患者 PASI 75 应答率达 83%

比美吉珠单抗 Bimekizumab (优时比):同时中和 IL-17A IL-17F 2022 年获批,临床数据显示其对银屑病的 PASI 90 应答率高达 91%

Netakimab (俄罗斯 Biocad :针对 IL-17A ,在中东欧市场占据一定份额。

国内方面,在研 IL-17 管线已逾 50 个,竞争十分激烈。目前就开发进度来看,恒瑞和智翔稳居第一梯队。 2020 5 月,创响生物以首付款和里程碑付款总计 2.25 亿美元的价格获得 Izokibep 在大中华区、韩国等国家和地区的独家开发和商业化权利,以及在日本以外的亚太地区进行临床开发的权利。


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结语:解码免疫,点亮希望

产生 IL-17 T 细胞和先天免疫细胞在对真菌、细菌以及病毒和寄生虫的免疫中起着关键的保护作用,但也可以介导破坏性的感染相关免疫病理学,或者通过遗传和环境因素的影响,导致自身免疫或其他慢性炎症疾病的发展。
目前,针对 IL-17/IL-17R 途径的治疗药物都是单克隆抗体。一些表现出明显的副作用,包括用 secukinumab Brodalumab 治疗 IBD 患者时肠道炎症加重,用 Brodalumab 治疗的银屑病患者有自杀念头,以及念珠菌或上呼吸道感染加重。
由于 IL-17 在保护性免疫和破坏性炎症中的双重作用,另一种更具针对性的方法可能是利用宿主的天然免疫调节机制,选择性抑制 IL-17 对自身抗原或特定病变组织的反应。选择性诱导 Treg 细胞或用体外扩增的 Treg 细胞进行细胞治疗已经在动物模型中得到了证明,尽管尚未在人类临床试验中取得重大成功,但它们可能为治疗人类自身免疫性疾病提供了安全有效的方法。

参考文献:

1. IL-17 and IL-17-producing cells in protection versus pathology. Nat Rev Immunol.2022 Jul 5 : 1–17.

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