摘要:IL-17受体由5种共享SEFIR结构域的亚单位组成不同的异源二聚体,IL-17R的5个亚单位:IL-17RA、IL-17RB、IL-17RC、IL-17RD和IL-17RE。IL-17RA是大部分受体的共同亚单位,特有CBAD结构域。
1
IL-17家族:免疫系统的“特种兵”
白介素17(IL-17)家族现在有6个结构相关的细胞因子组成:IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E(即IL-25)和IL-17F。
IL-17受体由5种共享SEFIR结构域的亚单位组成不同的异源二聚体,IL-17R的5个亚单位:IL-17RA、IL-17RB、IL-17RC、IL-17RD和IL-17RE。IL-17RA是大部分受体的共同亚单位,特有CBAD结构域。
IL-17家族谱(源自文献:doi: 10.1038/s41392-023-01620-3)
除了Th17细胞产生IL-17外,自然杀伤T细胞、CD8 T细胞、γδ T细胞、树突状细胞、巨噬细胞、固有淋巴细胞等也能产生这类细胞因子。此外,有研究发现,髓细胞(如中性粒细胞)在炎症信号的刺激下也可能产生IL-17。
IL-17家族成员既相互独立又紧密协作,在免疫系统中扮演着多样化的“角色”。IL-17分泌到细胞外后,与特定的受体(IL-17R)结合,从而进行信号转导。
IL-17A和IL-17F这对家族“双子星”结构相似度55%,是炎症反应和自免疾病中的“主力军”。它们以同源二聚体或异源二聚体的形式,与IL-17RA和IL-17RC受体复合物结合,激活下游信号通路,引发一系列免疫反应。IL-17A在控制许多真菌和细菌感染方面具有不可替代的作用,但它也是许多自免疾病和炎症性疾病中的关键致病细胞因子。IL-17F与IL-17A的功能有重叠之处,也有一些不同。例如在治疗银屑病时,同时阻断IL-17A和IL-17F比单独阻断IL-17A更有效,但会增加口腔念珠菌病的发病率。
2019年董晨团队发现孤儿受体IL-17RD直接结合IL-17A,而不是IL-17F或IL-17A/F二聚体,证明IL-17RD是IL-17A的功能性受体,有助于开发靶向策略来治疗IL-17A相关的免疫疾病。
IL-17B和IL-17E(也称为IL-25)主要通过IL-17RB受体发挥作用。IL-17B具有抗炎特性,可限制结肠和过敏性哮喘中的炎症。而IL-17E可增强肺部的2型细胞因子和嗜酸性粒细胞反应,可能是介导过敏性气道疾病的细胞因子。
IL-17C与IL-17RE/A复合物结合传递信号。在应对肠道病原体时,能够促进促炎细胞因子和抗菌肽的产生。IL-17C还能促进肺部的中性粒细胞增多和炎症基因表达。
IL-17D的功能还在探索中,初步研究表明它参与抗病毒免疫反应。2021年董晨团队发现肠上皮细胞来源的IL-17D通过与受体CD93结合,在调节固有淋巴细胞功能并维持肠道稳态中发挥关键作用。
总之,IL-17家族成员是一类功能多样的促炎细胞因子,在宿主免疫防御、组织修复、炎症性疾病发病机制以及癌症进展等重要过程中发挥着不可或缺的作用。IL-17已成为宿主抵御黏膜感染的关键细胞因子,同时也是多种自免和炎症性疾病的主要致病细胞因子及药物靶点。
2
IL-17:自免疾病的“幕后推手”
IL-17在炎症过程中发挥重要作用。IL-17分泌失调会导致自免疾病和组织损伤。在自免疾病中,由感染或无菌炎症引起损伤相关分子模式(DAMPs),激活先天免疫细胞,通过自身抗原、IL-1β或IL-23激活Th17、CD8 T、ILC3s、γδT17等细胞,促进IL-17的分泌。IL-17与TNF结合后作用于上皮细胞,进而促进炎症。IL-17还激活促炎细胞因子和MMPs的产生,这些物质介导组织损伤和炎症,进而导致自免疾病发生。
IL-17介导自免疾病的分子机制(源自文献:doi: 0.1038/s41577-022-00746-9)
多种自免疾病的发生发展与IL-17相关,如银屑病、类风湿性关节炎、多发性硬化症、系统性红斑狼疮、强直性脊柱炎、炎症性肠病、克罗恩病等。
3
为啥IL-17自免领域卷疯了?
如上所述,IL-17在多种自免疾病中发挥关键作用。比如在银屑病中,IL-17刺激角质形成细胞表达S100A8、S100A9和抗菌肽,进而使其增殖。在关节炎中,IL-17诱导成骨细胞分泌RANKL,促进破骨细胞形成。在SLE中,IL-17招募中性粒细胞,加剧组织损伤。在MS中,IL-17能促使CNS中的髓鞘降解。甚至在肿瘤中,IL-17还能够招募具有免疫抑制作用的髓细胞,促进肿瘤生长。
IL-17在不同疾病中的作用及潜在疗法(源自文献:doi: 10.4110/in.2024.24.e2)
据Frost & Sullivan数据显示,到2030年全球自免药物市场规模有望达到1760亿美元,越来越多的新药研发企业开始对自免市场表现出浓厚的兴趣。
IL-17作为自免赛道的“全能选手”,具有众多优势:
靶点组合丰富:IL-17家族成员众多,不仅可“近亲”形成双靶点产品,还可与其他细胞因子组合,实现“一药多效”。靶点有效性高:IL-17抑制剂显示出比TNF、IL-12/IL-23更强的效果。适应症广:如Secukinumab获批的适应症有不同类型的银屑病、银屑病关节炎、强直性关节炎、化脓性汗腺炎、风湿性疾病等,临床试验还在不断探索更多适应症。成药性已验证:目前全球已上市的靶向IL-17家族药物有7款。名称靶点原研单位在研适应症Secukinumab/司库奇优单抗IL-17A诺华银屑病、银屑病关节炎、强直性脊柱炎等Secukinumab/依奇珠单抗IL-17A礼来银屑病、银屑病关节炎、强直性脊柱炎等Netakimab/尼塔奇单抗IL-17ABiocad银屑病、银屑病关节炎、强直性脊柱炎等Bimekizumab/比奇珠单抗IL-17A/F优时比银屑病、银屑病关节炎、强直性脊柱炎等Xeligekimab/赛立奇单抗IL-17A智翔斑块状银屑病Vunakizumab/夫那奇珠单抗IL-17A恒瑞强直性脊柱炎、斑块状银屑病Brodalumab/布罗利尤单抗IL-17RA安进银屑病、银屑病关节炎、强直性脊柱炎等4
结语:IL-17的“诗与远方”
从改写教科书的基础发现,到重塑治疗格局的临床突破,IL-17在自免疾病领域的研究见证了免疫学向精准医学的跨越。随着对IL-17信号通路的深入解析,IL-17靶向治疗必将为更多自免疾病患者带来新的希望。
参考文献:
Longjie Huangfu et al. The IL-17 family in diseases: from bench to bedside. Signal Transduction and Targeted Therapy, 2023. https://doi.org/10.1038/s41392-023-01620-3Kingston H. G.Mills. IL-17 and IL-17-producing cells in protection versus pathology. Nature Reviews Immunology, https://doi.org/10.1038/s41577-022-00746-9Choong-Hyun Koh, et al. IL-17 and IL-21: Their Immunobiology and Therapeutic Potentials. Immune Netw. 2024. https://doi.org/10.4110/in.2024.24.e2Heon Park, et al. A distinct lineage of CD4 T cells regulates tissue inflammation by producing interleukin 17. Nat Immunol. 2005. doi: 10.1038/ni1261.Yang Su, et al. Interleukin-17 receptor D constitutes an alternative receptor for interleukin-17A important in psoriasis-like skin inflammation. Sci Immunol. 2019, doi: 10.1126/sciimmunol.aau9657.Jinling Huang, et al. Interleukin-17D regulates group 3 innate lymphoid cell function through its receptor CD93. Immunity. 2021. doi: 10.1016/j.immuni.2021.03.018.来源:营养和医学