胸腺基质淋巴细胞生成素(Thymic Stromal Lymphopoietin, TSLP)和肿瘤坏死因子样细胞因子1A(Tumor Necrosis Factor-Like Cytokine 1A, TL1A)正成为治疗免疫介导的炎症性疾病(Immune-Mediated Inflammation Diseases, IMIDs)的颠覆性力量。本篇综述探讨了TSLP和TL1A的生物学活性、它们在哮喘和克罗恩病中的重要作用,以及药物开发领域的最新突破。了解它们为何在生物制药领域引起广泛关注,并正在塑造个性化医疗的未来。
寻找新的治疗靶点
血清中细胞因子水平的升高通常表明机体正在发生免疫反应以对抗感染或恶性肿瘤。然而,细胞因子水平升高也可能反映免疫反应失调,从而导致炎症和自身免疫性疾病。重组单克隆抗体(Monoclonal Antibodies, mAbs)和体内小鼠疾病模型的发展,使得识别和操控重要细胞因子作为潜在治疗靶点变得更加容易。如今,已有30多种中和细胞因子或其受体的治疗性单抗被批准用于治疗IMIDs(例如克罗恩病、哮喘、特应性皮炎、类风湿性关节炎、狼疮)¹。然而,长期的细胞因子抑制,例如靶向TNF-α或IL-4的治疗策略,可能会导致副作用或对许多患者无效²'³。
为什么TSLP和TL1A是有前景的靶点?
当前疗法未能完全有效的原因可能在于它们靶向的是炎症级联反应中下游的单个元件。TSLP和TL1A之所以脱颖而出,是因为它们位于上游,在炎症早期阶段发挥作用。靶向这些细胞因子具有双重显著优势:
调节上游而非下游细胞因子有助于更广泛、更有效地控制炎症。
这种方法也显著提高了预防免疫反应失调、减少症状恶化的可能性。
生物制药行业现在正将目光投向TSLP和TL1A,特别是用于治疗重症哮喘和克罗恩病。一场开发有效阻断性单抗的竞赛正在激烈进行中:
中和TSLP的Tezepelumab于2021年获FDA批准用于治疗重症哮喘⁴。其他生物制剂仍处于临床开发阶段,例如吸入式抗TSLP单抗AZD8630/AMG104,或抗TSLP受体单抗Verekitug⁵。
中和TL1A的Tulisokibart和Duvakitug目前正在进行针对炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease, IBD)(克罗恩病和溃疡性结肠炎)的II/III期临床试验⁶⁻⁸。Duvakitug作为哮喘疗法的安全性也正在研究中⁹'¹⁰。
TSLP和TL1A的功能是什么?
TSLP和TL1A发挥着常见的警报素(Alarmin)细胞因子功能¹¹。它们在感染、过敏原暴露或机械损伤后迅速从上皮细胞释放,以诱导和传播炎症。
TSLP属于共同γ链(γc)细胞因子家族,主要由屏障组织(肺、皮肤和胃肠道)中的上皮细胞和基质细胞产生,也由树突状细胞、嗜碱性粒细胞和肥大细胞等先天免疫细胞产生¹²。TSLP与由IL-7Rα和TSLPR链组成的异二聚体跨膜受体结合,通过Janus家族酪氨酸激酶(JAK1, JAK2)以及信号转导子和转录激活子(Signal Transducers and Activators of Transcription, STATs),特别是STAT5进行信号传导¹²。TSLP是2型(T2)免疫反应的关键介质,其特征是释放IL-4、IL-5、IL-13、IL-17A和IL-22等细胞因子。它通过促进树突状细胞成熟、Th2和Th17亚群极化,以及激活2组先天淋巴细胞(Innate Lymphoid Cells, ILC2s)来发挥作用¹¹⁻¹³。
细胞因子TSLP
TL1A是一种属于肿瘤坏死因子(Tumor Necrosis Factor, TNF)超家族的三聚体分子,由内皮细胞、活化的树突状细胞和巨噬细胞产生,可同时存在膜结合型和可溶型两种形式¹⁴。TL1A与同源三聚体跨膜死亡受体3(DR3)或其可溶性诱饵受体(DcR3)结合,触发NF-κB和MAPKs活化以诱导炎症基因表达,或者可触发caspase-8活化导致细胞死亡¹⁴。TL1A为T细胞提供共刺激信号,影响其分化为Th1、Th2和Th17细胞¹⁴'¹⁵。Th17和Th2细胞主要产生T2细胞因子,而Th1细胞主要分泌IFN-γ和TNF-α¹⁴。TL1A/DR3信号也促进ILC2s增殖并产生大量IL-5、IL-13和瞬时产生IL-9¹¹'¹⁴'¹⁵。TL1A的双重信号传导能力在某些情况下也能诱导细胞凋亡,凸显了其在免疫调节中的复杂作用¹⁴。
细胞因子TL1A
总的来说,尽管TSLP和TL1A不属于同一受体家族,也不通过相同的信号通路传导,但它们在免疫功能上表现出一定的冗余性。这确保了即使缺乏或其中一种细胞因子功能受损,免疫系统也能继续运作。有趣的是,在ILC2s中,TSLP似乎起着位于TL1A上游的作用。在过敏性气道炎症的背景下,TSLP诱导ILC2s上调细胞表面的DR3表达,从而加剧炎症反应¹¹'¹⁶。这种协同作用是否也适用于其他疾病,仍有待研究。
TSLP和TL1A如何促成哮喘和克罗恩病?
TSLP和TL1A介导早期的保护性免疫反应,但它们也可能对慢性炎症性疾病(包括哮喘和克罗恩病)产生负面影响,其机制如下:
遗传易感性:TSLP和TL1A基因多态性与疾病易感性和严重程度相关¹¹'¹²。
下游因子的过度激活:它们的靶细胞会促进持续的局部炎症和免疫细胞浸润,导致组织损伤¹⁴'¹⁸。
TSLP和TL1A对哮喘的影响:TSLP和TL1A刺激肺部驻留免疫细胞(尤其是ILC2s、Th2和Th17细胞)产生T2细胞因子³'¹¹'¹⁶'¹⁸。这些T2细胞因子驱动肺部嗜酸性粒细胞增多、黏液过度产生和气道高反应性。
TL1A对克罗恩病的影响:TL1A改变上皮-间质转化,导致结肠纤维化和炎症反应¹⁴。TL1A还增加Th1细胞产生IFN-γ和TNF-α,以及Th17细胞产生IL-17,从而加剧肠道炎症¹⁴'¹⁷。
TSLP和TL1A药物开发
制药公司已开发出强效单抗,在哮喘和IBD背景下阻断TSLP或TL1A信号传导,从而阻止下游炎症级联反应。
安进(Amgen)的Tezepelumab(AMG157)是目前唯一被批准用于治疗重症哮喘的抗TSLP抗体³⁻⁵。该药在哮喘治疗领域中脱颖而出,因为它能改善所有哮喘内型的临床结局。重要的是,Tezepelumab能够调节那些使用阻断炎症级联反应中特定下游元件(如抗IL-4/13受体抗体Dupilumab、吸入性皮质类固醇)的生物制剂无法控制的气道炎症⁴。Tezepelumab目前正在针对多种疾病进行临床试验,包括慢性鼻窦炎、慢性阻塞性肺疾病和慢性自发性荨麻疹¹²。基于TSLP的治疗前景仍在不断拓展,众多生物制剂处于临床前或临床开发阶段,包括中和TSLP的单抗(如AZD8630)、中和TSLP受体的单抗(Verekitug),以及靶向TSLP受体的化学小分子抑制剂BP79⁵。
抗TL1A抑制剂,如Tulisokibart(MK-7240或PRA023)、RVT-3101(PF-06480605)和Duvakitug(TEV-48574),已在治疗IBD的炎症和纤维化方面展现出"同类最佳"的潜力⁶⁻⁸。Duvakitug作为哮喘药物的安全性目前也正在研究中⁹'¹⁰。
阻止"特应性进程(Atopic March)"
随着全球过敏性疾病发病率持续上升,人们正大力探究这些疾病的潜在机制,以实现更好的预防和控制。"特应性进程"的概念基于多项研究,表明过敏性疾病是逐步、按顺序发生的:从婴儿期的特应性皮炎和食物过敏,到儿童期的过敏性哮喘和过敏性鼻炎¹⁹。TSLP、TL1A以及皮肤、胃肠道和肺部的其他警报素,可能成为预测"特应性进程"的有用生物标志物。未来的研究可能有助于开发出基于局部(通过局部给药、口服或吸入)和时间上(在婴儿期或青少年期)阻断警报素的定制疗法。
总体而言,TSLP和TL1A在IMIDs炎症级联反应中的上游定位使其成为极具吸引力的药物靶点。根据现有数据,生物制药领域目前正投入大量研究聚焦于TSLP和TL1A,以期改进现有治疗方法,并突破当前市场上顶级药物的疗效瓶颈。
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参考文献
1. Leonard, W.J. et al., 2023. Nat Rev Drug Discov, 22(10):827.
2. Steeland, S. et al., 2018. Int J Mol Sci, 19(5):1442.
3. Menzies-Gow, A. et al., 2020. Respir Res, 21(1):268.
4. Panettieri, R. et al., 2024. J Asthma Allergy, 17:219.
5. Hansi, R.K., et al., 2024. Biomedicines, 12(10):2312.
6. Sands, B.E. et al., 2024. N Engl J Med, 391(12):1119.
7. Danese, S. et al., 2021. Clin Gastr Hep. 19(11):2324.
8. Solitano, V. et al., 2024. Med. 5(5):386.
9. Balyan, R. et al., 2024. Jour Crohn's and Colitis. 18(Supplement_1):i1215.
10. Raphael, G. et al., 2024. Jour Crohn's and Colitis. 18(Supplement_1): i1908.
11. Schmitt, P. et al., 2024. J Exp Med, 221(6).
12. EbinaShibuya, R. et al., 2023. Nat Rev Immunol, 23(1):24.
13. Gauvreau, G.M. et al., 2023. Allergy, 78(2):402.
14. Xu, W.D. et al., 2022. Front Immunol, 13(891328).
15. Valatas, V. et al., 2019. 10.3389/fimmu.2019.00583.
16. Machida, K. et al., 2020. Am J Resp Crit Care Med, 202(8):1105.
17. Jin, S. et al., 2013. Muc Immunol, 6(5):886.
18. Cecchi, L. et al., 2022. Eur Ann Allergy Clin Immunol, 54(6):247.
19. Yang, L. et al., 2020. doi: 10.3389/fimmu.2020.01907.
研究工具
InvivoGen提供TSLP报告细胞HEK-Blue™ TL1A Cells和TL1A报告细胞HEK-Blue™ TSLP Cells以助力相关研究。
访问网站:https://www.invivogen.com/tslp-tl1a-cytokines-review