摘要：胰腺癌（Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC）因其高度侵袭性和极低的生存率，被认为是最具挑战性的癌症之一。尽管近年来免疫治疗技术迅速发展，许多肿瘤仍然被归类为“免疫冷”的状态，意味着肿瘤微环境中缺乏足够的免疫细胞浸润，使

引言

胰腺癌（Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC）因其高度侵袭性和极低的生存率，被认为是最具挑战性的癌症之一。尽管近年来免疫治疗技术迅速发展，许多肿瘤仍然被归类为“免疫冷”的状态，意味着肿瘤微环境中缺乏足够的免疫细胞浸润，使得治疗效果受限。然而，研究人员近年来的研究揭示了一个可能突破这一瓶颈的关键——三级淋巴结构（Tertiary Lymphoid Structures, TLSs）。TLSs是一种异位形成的淋巴组织，可以增强局部免疫反应，并与患者更好的预后密切相关。

在这一背景下，1月15日Nature的研究报道“IL-33-activated ILC2s induce tertiary lymphoid structures in pancreatic cancer”，聚焦于一种由组织损伤释放的报警素分子——白细胞介素-33（Interleukin-33, IL-33）。研究人员发现，IL-33不仅能激活天然淋巴细胞（Group 2 Innate Lymphoid Cells, ILC2s），还可以通过这些细胞的协作作用，显著促进TLSs的形成。ILC2细胞的独特功能在于，它们能够迁移至肿瘤部位，与肿瘤相关的髓系细胞相互作用，共同驱动淋巴结构的生成。这一过程的分子机制清晰地展示了炎症信号如何通过IL-33-ILC2轴，转化为增强抗肿瘤免疫力的潜在治疗途径。

此外，这一发现不仅仅停留在基础研究层面。研究团队成功设计了一种优化的人源化IL-33蛋白，其显著增强了小鼠模型中的抗肿瘤免疫反应，为未来胰腺癌和其他免疫冷肿瘤的治疗带来了新希望。这项研究突破性地揭示了IL-33在免疫调控中的全新作用，同时也为开发下一代免疫治疗策略提供了科学依据。

胰腺癌的免疫挑战：如何激活沉睡的防御系统？

胰腺癌（Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC）是人类致死率最高的恶性肿瘤之一，其五年生存率不足10%。这一严峻的现实与其独特的肿瘤微环境密切相关。PDAC通常被认为是一种“免疫冷”肿瘤，意味着肿瘤内部缺乏足够的免疫细胞浸润。免疫系统的“冷场效应”使得常规免疫治疗（如免疫检查点抑制剂）在PDAC中的效果远低于预期。这一特性不仅限制了免疫治疗的广泛应用，也促使研究人员探索更加有效的免疫激活手段。

为什么PDAC是“免疫冷”？

PDAC的“免疫冷”状态主要体现在其肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）的复杂性。正常情况下，免疫系统能够通过识别和攻击肿瘤细胞发挥作用。然而，在PDAC中，免疫细胞不仅数量稀少，还往往被免疫抑制信号所劫持。研究表明，PDAC中缺乏功能性效应T细胞（Effector T Cells）、B细胞和树突状细胞（Dendritic Cells），而免疫抑制性细胞如调节性T细胞（Regulatory T Cells, Tregs）和髓系抑制细胞（Myeloid-Derived Suppressor Cells, MDSCs）则占据主导地位。这种失衡的免疫生态系统使得PDAC成为一种“隐形敌人”，在免疫系统的视野中成功逃逸。

三级淋巴结构（TLSs）：免疫调节的“秘密武器”

面对PDAC的免疫屏障，研究人员将目光聚焦于三级淋巴结构（Tertiary Lymphoid Structures, TLSs）。TLSs是一种异位形成的淋巴组织，通常出现在慢性炎症或某些肿瘤组织中。不同于先天存在的二级淋巴器官（如淋巴结），TLSs在局部病灶中自发形成，并能够为免疫细胞提供一个协调抗原识别和免疫攻击的“战场”。在许多研究中，TLSs被认为与肿瘤的良好预后密切相关。在PDAC患者中，肿瘤内部TLS的数量越多，患者的生存时间通常越长。

该研究进一步揭示了TLSs在免疫调节中的潜力。TLSs的形成依赖于炎症信号的激活，特别是淋巴毒素（Lymphotoxin, LT）通路的作用。而PDAC中的TLSs不仅能够增强抗肿瘤免疫力，还可能改变肿瘤微环境的“冷场”特性，使其更易于被免疫治疗所靶向。

尽管TLSs展现出了巨大的潜力，但如何高效地诱导TLSs的形成仍是研究人员面临的关键难题。研究发现，PDAC中TLSs的自然生成较为稀少，而激活其生成的信号和细胞来源尚未完全明确。幸运的是，随着对肿瘤免疫机制研究的深入，一些炎症信号分子，如白细胞介素-33（IL-33），被发现能够显著诱导TLSs的形成。

白细胞介素-33 (IL-33)：从报警分子到免疫新星

白细胞介素-33（Interleukin-33, IL-33）是一种独特的细胞因子，因其能够在组织损伤时迅速释放而被称为“报警分子”（Alarmin）。IL-33以全长蛋白形式定位于细胞核，其N端具有核定位信号，C端则为“报警”活性区域。在组织损伤或炎症状态下，IL-33的C端结构被切割并释放至细胞外，与受体ST2结合后启动下游信号通路。这一信号通路激活多种免疫细胞，包括先天淋巴细胞（Innate Lymphoid Cells, ILCs）和T细胞等，从而触发一系列免疫反应。

IL-33的作用范围广泛，不仅参与了抗原递呈和炎症调控，还在肿瘤微环境中发挥了重要作用。然而，IL-33的功能具有“双刃剑”效应，其在不同的病理条件下既可能促进抗肿瘤免疫，也可能加剧肿瘤进展。

IL-33如何成为TLSs形成的关键诱导因子

研究表明，IL-33通过直接激活第二类先天淋巴细胞（Group 2 Innate Lymphoid Cells, ILC2s），显著促进三级淋巴结构（TLSs）的形成。该研究使用胰腺癌（PDAC）模型发现，IL-33的表达与TLSs密切相关。在具有较高TLS密度的肿瘤中，IL-33表达水平明显上升，且与患者更好的生存率相关。此外，在小鼠模型中，缺失IL-33的PDAC小鼠显示出显著减少的TLSs，进一步证明了IL-33在TLSs形成中的关键作用。

这一过程的核心在于IL-33与ILC2s的相互作用。IL-33通过ST2受体激活ILC2s，诱导其分泌淋巴毒素（Lymphotoxin, LT），这一信号对TLSs的形成至关重要。研究还发现，IL-33激活的ILC2s可以从肠道迁移至肿瘤部位，并与表达淋巴毒素β受体（LTβR）的髓系细胞协作，共同促进TLSs的生成。实验进一步证实，当小鼠接受重组IL-33（rIL-33）治疗后，其肿瘤内部的TLSs显著增加，同时免疫细胞浸润水平也有所提升。

在肿瘤微环境中的表现：希望还是双刃剑？

尽管IL-33在诱导TLSs方面展现出巨大的潜力，但其在肿瘤微环境中的角色却并非单一正向。研究指出，IL-33在不同的肿瘤背景中可能具有不同效应。例如，在胰腺癌模型中，IL-33激活TLSs的同时，也可能通过其他炎症通路间接支持肿瘤生长。

这种双重作用背后的原因在于IL-33与多种细胞类型的复杂相互作用。一方面，IL-33激活的TLSs能够吸引效应T细胞和B细胞等抗肿瘤免疫细胞，从而增强免疫反应；另一方面，IL-33也可能激活某些免疫抑制性细胞或促炎细胞，反而为肿瘤的进展提供“庇护所”。因此，如何在促进TLSs形成的同时，避免IL-33的副作用成为研究人员亟需解决的问题。

为了最大化IL-33的治疗潜力，研究团队开发了一种优化的人源化IL-33蛋白（H-e-rIL-33）。通过去除潜在的氧化位点并延长其半衰期，这种蛋白在小鼠模型中展现出更强的TLS诱导能力和抗肿瘤效果。特别是在胰腺癌模型中，优化后的IL-33不仅能够显著增强肿瘤内部的TLS密度，还显著抑制了肿瘤的生长。

IL-33在胰腺癌（PDAC）以及其他肿瘤中的表达与三级淋巴结构（TLSs）形成和患者预后的关联（Credit:Nature）

IL-33与TLS转录特征的相关性分析

PDAC肿瘤中的TLS特征相关性（a, 上图）： 在胰腺癌中，通过对肿瘤组织的大量mRNA表达数据进行无偏相关分析，发现TLS的三种转录特征（TLS signature 1、2和3）与肿瘤总体mRNA表达密切相关。

IL-33表达的相关性（a, 下图）：PDAC肿瘤中IL-33的mRNA表达与TLS转录特征及淋巴毒素β（LTB）的表达呈显著正相关，表明IL-33可能参与TLS的生成和调控。

在其他人类肿瘤中的分析（b）： 扩展至其他肿瘤类型后，IL-33的mRNA表达与TLS signature 1之间仍存在显著相关性，说明IL-33的作用可能具有普适性。

IL-33在肿瘤组织中的分布及细胞定位

组织免疫组化和免疫荧光（c）： 通过免疫组化和免疫荧光技术，研究显示PDAC肿瘤中IL-33阳性细胞（IL-33⁺）主要分布于TLS区域，与周围组织形成明显对比（用红色虚线标出TLS位置）。此外，免疫荧光进一步展示了IL-33与CD45阳性免疫细胞（IL-33⁺CD45⁺细胞）的共定位。

IL-33表达与患者预后的关系

生存分析（c和d,）： 在PDAC患者中，根据IL-33阳性细胞或IL-33⁺CD45⁺细胞的频率将患者分为高表达组和低表达组。生存曲线分析显示，IL-33表达较高的患者有更长的生存时间（显著高于低表达组）。这表明IL-33在PDAC中可能具有改善患者预后的潜力。 IL-33⁺细胞和IL-33⁺CD45⁺细胞的频率采用中位数划分高低组，组间差异通过Mann–Whitney U检验和对数秩检验进行统计学验证，结果显示差异显著。

ILC2细胞：肿瘤免疫调控的“隐形战士”

先天淋巴细胞（Innate Lymphoid Cells, ILCs）是一类在免疫防御中扮演重要角色的免疫细胞，根据功能和分泌的细胞因子被分为三种亚型：ILC1、ILC2和ILC3。其中，第二类先天淋巴细胞（Group 2 Innate Lymphoid Cells, ILC2s）因其在抗寄生虫感染、组织修复和炎症调控中的重要性，近年来备受关注。

ILC2细胞主要来源于骨髓中的共同淋巴祖细胞，随后分化并迁移到外周组织，如肺部、肠道和皮肤等屏障组织。在这些部位，ILC2细胞在感染和损伤中被激活，分泌IL-5和IL-13等细胞因子，招募嗜酸性粒细胞并调节局部炎症反应。此外，ILC2还通过分泌淋巴毒素（Lymphotoxin, LT）等分子，参与三级淋巴结构（TLSs）的形成。

ILC2细胞不同于传统的T细胞，它们无需抗原递呈即可被激活，这种快速反应的特性使其在免疫防御中扮演“第一响应者”的角色。然而，ILC2的作用远不止于此，在肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）中，它们正展现出不可忽视的潜力。

ILC2与IL-33的协同作用：如何驱动TLSs生成？

该研究明确指出，ILC2细胞在三级淋巴结构（TLSs）形成中起到关键作用，而这一过程的核心驱动力正是白细胞介素-33（IL-33）。IL-33通过与ILC2细胞表面的ST2受体结合，激活下游信号通路，促进ILC2的扩增和功能性因子分泌。

研究显示，ILC2在IL-33的刺激下分泌淋巴毒素（Lymphotoxin, LT）α和LTβ，这些因子能够与髓系细胞上的LTβ受体（LTβR）结合，驱动TLSs的形成。此外，ILC2细胞还能够分泌IL-13，进一步促进血管内皮细胞和淋巴细胞的募集，为TLSs的成熟创造有利条件。数据表明，在ILC2功能缺失的小鼠模型中，肿瘤内的TLSs数量显著减少，免疫细胞浸润水平降低，肿瘤生长得到加速。这些结果不仅验证了ILC2在TLSs生成中的核心作用，也强调了IL-33-ILC2轴作为抗肿瘤免疫靶点的潜力。

更重要的是，研究发现ILC2细胞的活性和迁移能力直接影响TLSs的分布。在小鼠模型中，注射重组IL-33（rIL-33）后，ILC2细胞显著增殖并向肿瘤区域迁移，TLSs密度大幅提高。这一协同作用揭示了通过调控ILC2和IL-33之间的信号通路，有望实现增强抗肿瘤免疫的目标。

ILC2迁移与肠道微生物的“秘密通道”

ILC2细胞的迁移能力是其发挥功能的重要基础，而肠道微生物群在这一过程中扮演了意想不到的角色。该研究通过小鼠模型发现，肠道微生物可以调节ILC2细胞的激活状态和迁移路径。具体而言，某些共生微生物能够通过产生短链脂肪酸（Short-Chain Fatty Acids, SCFAs），增强ILC2细胞对IL-33信号的敏感性，从而提高其迁移能力。

进一步实验显示，在去除肠道微生物的无菌小鼠中，ILC2细胞对IL-33刺激的反应显著减弱，TLSs的生成也相应受到抑制。这表明，肠道微生物不仅通过代谢产物调控ILC2，还可能通过影响肿瘤微环境中的代谢和炎症信号，为TLSs形成提供支持。

这一发现为ILC2的研究增添了新的维度。ILC2不仅仅是肿瘤免疫调控的“隐形战士”，它们还作为肠道微生物和肿瘤微环境之间的桥梁，为肿瘤免疫治疗带来了全新的可能性。

IL-33驱动的TLSs如何改变免疫治疗？

在肿瘤免疫研究中，小鼠模型始终是揭示机制和验证疗效的关键工具。该研究首次通过小鼠胰腺癌模型明确了IL-33在驱动三级淋巴结构（TLSs）形成中的核心作用。实验显示，在自然条件下，TLSs的形成与肿瘤内IL-33水平密切相关。当研究人员使用基因编辑技术敲除IL-33基因后，模型小鼠的肿瘤组织中TLSs显著减少，肿瘤微环境（TME）的免疫细胞浸润大幅下降。这直接导致肿瘤增长加速，生存期缩短，进一步凸显了IL-33在调控抗肿瘤免疫中的重要性。

更令人振奋的是，通过外源性注射重组IL-33（Recombinant IL-33, rIL-33），研究团队成功恢复了TLSs的形成。注射rIL-33后，肿瘤组织内的TLSs数量和成熟度显著提高，肿瘤内的效应T细胞和B细胞数量同步上升。这些免疫细胞在TLSs内被激活并迁移至肿瘤内部，与癌细胞直接对抗。在这一过程中，肿瘤的生长速度显著减缓，小鼠的生存率也得到明显改善。这些结果不仅证明了IL-33对TLSs形成的强大推动作用，也为其在免疫治疗中的应用提供了直接的实验依据。

人工优化IL-33蛋白：延长活性和增强效果

虽然天然IL-33在肿瘤免疫调控中具有独特优势，但其分子特性限制了临床应用的可能性。例如，天然IL-33的半衰期较短，容易被体内酶降解。此外，IL-33的激活过程依赖于特定的炎症信号，在某些条件下可能导致过度炎症反应，从而产生副作用。

为了解决这些问题，研究团队开发了一种优化的人工IL-33蛋白（Humanized-Engineered Recombinant IL-33, H-e-rIL-33）。这种改良蛋白通过去除IL-33中易被氧化的关键位点，并引入特定的结构修饰，显著延长了其体内活性。实验表明，H-e-rIL-33在小鼠模型中的半衰期是天然IL-33的两倍以上，同时其刺激TLSs形成的效果得到增强。

更重要的是，H-e-rIL-33的安全性得到了充分验证。在使用高剂量H-e-rIL-33的小鼠中，并未观察到显著的炎症副作用，而TLSs的生成和免疫细胞的浸润水平显著提高。这一突破性的优化设计为IL-33在肿瘤治疗中的应用铺平了道路。

IL-33在癌症免疫治疗中的未来前景

近年来，免疫治疗已成为癌症治疗领域的重要方向，但许多“免疫冷”肿瘤（如胰腺癌）对免疫治疗的响应率依然较低。白细胞介素-33（IL-33）作为一种关键的免疫调节因子，其独特的作用机制为解决这一难题提供了新希望。

未来，IL-33的应用前景不仅局限于胰腺癌，还可扩展至其他免疫治疗响应率较低的癌症类型。例如，在胶质瘤和肝细胞癌等“免疫冷”肿瘤中，IL-33可能通过类似机制提高免疫疗效。同时，IL-33还具有与现有免疫治疗方法（如免疫检查点抑制剂）的协同潜力。结合TLSs的形成与免疫检查点通路的激活，或许能够打造一种多层次、全方位的抗肿瘤免疫策略。

可能的挑战：炎症信号的双面性及副作用

尽管IL-33在肿瘤免疫调控中展现了巨大潜力，但其双重作用也为实际应用带来了挑战。作为一种“报警分子”，IL-33在炎症环境中的过度激活可能引发意想不到的副作用。例如，高水平IL-33可能导致慢性炎症、组织损伤，甚至促进某些肿瘤的进展。此外，不同肿瘤类型的微环境特性决定了IL-33的作用可能并不总是向着抗肿瘤的方向发展。在某些肿瘤中，IL-33可能通过激活调节性T细胞（Tregs）或免疫抑制性髓系细胞（MDSCs），反而为肿瘤提供庇护。

实验研究中还发现，IL-33的作用依赖于其浓度和作用时间的精准控制。剂量过低可能无法达到诱导TLSs的效果，而剂量过高则可能触发炎症失控。这一复杂性增加了临床转化的难度，如何在不同患者中个性化调控IL-33信号成为未来研究的重点。此外，IL-33信号的下游通路与多种免疫和炎症网络交织，进一步增加了副作用评估和调控的难度。

如何进一步优化和应用？

尽管存在挑战，IL-33的研究为癌症免疫治疗提供了许多重要启示。首先，优化IL-33的分子结构，提高其稳定性和组织特异性，是推动其临床应用的关键步骤。例如，改良的H-e-rIL-33通过结构修饰有效延长了体内半衰期，同时避免了过度激活炎症反应。这表明，通过生物工程手段对IL-33进行定制化设计，可以更好地适应不同肿瘤类型的治疗需求。

其次，结合精准医学理念，开发针对IL-33信号通路的个性化治疗方案同样至关重要。未来的研究可以通过高通量基因组学和单细胞转录组技术，全面分析不同患者中IL-33信号的激活模式，并据此设计适合的剂量和给药策略。此外，与现有免疫治疗方法的联用也值得进一步探索。例如，将IL-33与PD-1/PD-L1抑制剂联用可能产生协同效果，使得抗肿瘤免疫反应更加持久和强大。

最后，IL-33研究强调了肿瘤微环境的重要性。通过调控TLSs形成，IL-33不仅改善了“免疫冷”肿瘤的治疗前景，也为未来开发类似靶点提供了宝贵思路。其他能够驱动TLSs形成的分子，如淋巴毒素（Lymphotoxin），也可能成为潜在的研究热点。

IL-33作为一种强大的免疫调控因子，为打破“免疫冷”肿瘤提供了全新视角。尽管其临床转化仍面临若干挑战，但优化后的IL-33蛋白和日益深入的基础研究为其广泛应用铺平了道路。未来，随着技术的进步和对肿瘤微环境理解的加深，IL-33有望成为癌症免疫治疗中的重要武器，为更多患者带来康复的希望。

参考文献

Amisaki M, Zebboudj A, Yano H, Zhang SL, Payne G, Chandra AK, Yu R, Guasp P, Sethna ZM, Ohmoto A, Rojas LA, Cheng C, Waters T, Solovyov A, Martis S, Doane AS, Reiche C, Bruno EM, Milighetti M, Soares K, Odgerel Z, Moral JA, Zhao JN, Gönen M, Gardner R, Tumanov AV, Khan AG, Vergnolle O, Nyakatura EK, Lorenz IC, Baca M, Patterson E, Greenbaum B, Artis D, Merghoub T, Balachandran VP. IL-33-activated ILC2s induce tertiary lymphoid structures in pancreatic cancer. Nature. 2025 Jan 15. doi: 10.1038/s41586-024-08426-5. Epub ahead of print. PMID: 39814891.

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