针对白细胞介素4受体α的靶向药:治疗自身免疫性大疱病的新途径?
文献来源:RussoR,CozzaniE,GaspariniG,ParodiA.Targetinginterleukin4receptorα:Anewapproachtothetreatmentofcutaneousautoimmunebullousdiseases?.DermatolTher.;33(1):e.
作者:RobertoRusso,EmanueleCozzani,GiuliaGasparini,AuroraParodi
SectionofDermatology,UniversityofGenoa,ViaPastore,Genoa,Italy
SectionofDermatology,IRCCSSanMartinoPoliclinicHospital,Genoa,Italy
本期和大家分享一篇关于使用Dupilumab(度普利尤单抗,又名度匹鲁)针对IL-4R-α作为理论药物靶点,治疗皮肤自身免疫性疱病的综述,文章发表在DermatologicTherapy杂志上。
写在前面:本文主要为医学专业人士准备,患者朋友可直接阅读文末“致患者朋友的话”板块。
目录
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摘要
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引言
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大疱性类天疱疮
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黏膜类天疱疮
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寻常型天疱疮
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结论
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致患者朋友的话
摘要
大疱性类天疱疮、黏膜性天疱疮和寻常型天疱疮是不同的皮肤自身免疫性大疱病,其发病机制复杂。对这些病症的治疗往往具有挑战性。在所有这些反应中,Th2型反应(以下简称为2型反应)被认为起着核心作用。白细胞介素4(IL-4)和白细胞介素13(IL-13)是2型反应的关键细胞因子。Dupilumab是一种重组全人源IgG4单克隆抗体,与人IL-4和IL-13共用的受体α亚基(IL-4Rα)特异性结合,具有抑制IL-4和IL-13的潜能,FDA已批准用于中重度特应性皮炎、中重度哮喘和慢性鼻窦炎伴鼻息肉。研究者讨论了IL-4Rα作为皮肤自身免疫性大疱病的理论药物靶点。
引言
白介素-4(IL-4)和白介素-13(IL-13)的共同特征使它们成为2型模型疾病的关键细胞因子。两种细胞因子均由Th2极化T细胞、粒细胞和单核/巨噬细胞产生,具有激活Th2细胞分化、M2巨噬细胞极化、MHCII表达、B细胞和浆细胞分化的潜能。此外,IL-4和IL-13都能放大浆细胞产生的IgE。IL-4和IL-13共用IL-4Rα受体和信号分子。三种不同的亚基可以通过三种不同的途径发出信号。正常情况下,受体表达量很少,但当有适当刺激时,表达量会升高。受体IL-4R的无所不在意味着人体内的每个细胞都有可能对IL-4和IL-13信号做出反应。
Dupilumab是一种重组的全人源IgG4单克隆抗体,具有与IL-4和IL-13共用的受体亚基IL-4Rα的结合特异性。年,该药物在美国和欧洲获得批准,用于治疗患有中度至重度特应性皮炎的成年患者。
使用这类药物的临床试验已有涉及鼻腔息肉、嗜酸性食管炎、慢性手部湿疹和H1抗组胺药物无效的胆碱能性荨麻疹。
虽然目前尚无相关的临床资料,但理论上该单克隆抗体在皮肤自身免疫性大疱病中的应用前景广阔。尽管不同的自身免疫性大疱病涉及不同的致病机制,但它们在致病机制中都具有相同的2型应答作用,IL-4和IL-13通过IL-4Rα发挥核心作用。
大疱性类天疱疮
大疱性天疱疮(Bullouspemphigoid,BP)是最常见的自身免疫性皮肤大疱病,常发生在老年人身上。顽固患者治疗仍依赖于糖皮质激素和免疫抑制药物。由于合并症,BP的总死亡率显著增加。因此,选择性更强的新型治疗药物将代表BP治疗的新领域(BernardAntonicelli,)。BP的特征是对两种自身抗原的体液和细胞免疫反应:抗原BP(BPAg2或胶原蛋白XVII)和BP(BPAg1),两者都是半桥粒的组成部分。BP患者一般循环中有与BP结合的IgG自身抗体,被证明具有致病作用(BernardAntonicelli,)。针对BP的IgE自身抗体也具有致病作用,触发嗜酸性粒细胞和肥大细胞脱颗粒,其滴度似乎与疾病活性相关(Cozzani,Gasparini,DiZenzo,Parodi,;MaglieHertl,)。已知IgE抗体通过IL-4和IL-13刺激与Th2细胞调控相关(Moyleetal.,)。
BP患者主要表现出2型反应,表明Th2细胞主要参与了对BP耐受性丧失的过程(Cozzanietal.,;MaglieHertl,)。Th2相关的细胞因子(包括IL-4和IL-5)以及趋化因子(包括嗜酸性粒细胞趋化因子和单核细胞趋化蛋白4(MCP-4,也称为CCL-13))在受损的BP皮肤中大量出现,尤其是在疾病的早期。自身反应性Th2细胞被认为在BP中发挥双重作用:它们通过CD40-CD40L相互作用刺激B细胞增殖和产生自身抗体,并促进嗜酸性粒细胞的招募和激活。嗜酸性粒细胞可能通过产生IL-4、IL-5和IL-13参与了Th2型反应的维持(Cozzanietal.,;Giomi,Caproni,Calzolari,Bianchi,Fabbri,;GounniAbdelilahetal.,;Kaye,Gordon,Deverapalli,Her,Rosmarin,;MaglieHertl,)。
此外,Budinger等人()证明,BP患者对BP产生2型反应,这与限制MHCII的对照组结果相反,他们没有患病并产生了1型反应。值得注意的是,水疱液中IL-4和IL-5的含量高于血清,这提示IL-4和IL-5的浓度与损伤程度相关(Kowalski,Kneibner,Kridin,Amber,)。
Teraki,Hota和Shiohara()研究了BP患者外周血和皮肤水疱中产生IL-4和IL-13的T细胞比例及其与皮肤归巢受体(皮肤淋巴细胞相关抗原,CLA)表达的相关性。与健康对照组相比,BP患者外周血中产生IL-4和IL-13的T细胞比例更高;这些细胞大部分CLA阳性。在BP患者的皮肤水疱中,产生IL-4和IL-13的T细胞的比例高于外周血。经全身糖皮质激素治疗后,CLA阳性细胞中产生IL-13的T细胞显著减少。
治疗特应性皮炎患者时,一种对IL-4和IL-13具有双重拮抗作用的药物通过对2型相关趋化因子(包括chemokinase-ligand18,CCL18)的调节,显示出抑制2型反应的潜力(Hamiltonetal.,)。Gunther、Carballido-perrig、Kopp、Carballido和Pfeiffer()报道了BP患者血清中的CCL18水平比健康个体高出84%;此外,他们还发现,水疱液中CCL18的浓度分别比BP患者和健康人血清中CCL18的浓度高5倍和7倍。朗格汉斯细胞、真皮抗原提呈细胞和嗜酸性粒细胞为BP患者皮肤中CCL18的产生者。此外,CCL18水平与大多数患者的病程相关。
基于这些原因,靶向IL-4和IL-13似乎是治疗BP的新领域,因为它可能抑制2型反应。已有报道dupilumab成功治疗了一位患有严重BP且常规治疗反应不佳的患者。治疗3个月后,患者的临床和血清学好转,在单药治疗10个月时皮损消失(Kayeetal.,)。
黏膜性类天疱疮
黏膜性类天疱疮(mucousmembranepemphigoid,MMP)的发病机制与BP相似。黏膜上皮下起疱是由于自身抗体靶向攻击基底膜区(basementmembranezone,BMZ)的部分,包括BPAg1、BPAg2、胶原VII、层粘连蛋白-和整合素α6β4(KamaguchiIwata,;Stump,Messingham,Fairley,)。不管怎样,到目前为止,起水疱的确切机制还不完全清楚。一种比BP表现出更少炎症特征的假设机制已被提出:消耗XVII胶原(即BPAg2)或抑制IV胶原-XVII胶原的结合可能是导致起疱的原因(KamaguchiIwata,)。
最近的一项研究表明,在MMP患者的病变中存在与组织连接的IgE沉积;其中一名患者,唯一记录到的诊断依据是IgE阳性。据报道,这些沉积物的存在与疾病活动指数有关。循环中也被检测到抗BMZ的IgE(Cortietal.,)。众所周知,通过IL-4和IL-13的刺激,IgE类抗体的产生增加(Moyleetal.,)。
至少对于眼部MMP,分为三个不同的致病阶段:损伤期,自身抗体与自身抗原结合,激活免疫级联;然后是急性炎症期,中性粒细胞和促炎细胞因子(IL-1、TNFa和IL-17)起关键作用,Th1细胞产生IL-2和干扰素γ,Th2细胞释放IL-4、IL-5和IL-13;这些Th2相关细胞因子的产生带来了纤维化期,成纤维细胞增殖并产生细胞外基质、结缔组织生长因子和TGFβ,导致纤维化和黏膜瘢痕(Georgoudisetal.,)。同样,各种研究已经充分认识到IL-4和IL-13通过不同途径和机制促进许多皮肤和皮肤外疾病中的纤维化过程(Aoudjehaneetal.,;Baileyetal.,;etc)。
黏膜严重瘢痕化的疾病终末期患者不能从常见的全身免疫抑制剂疗法中获益。目前,对于这些患者,治疗目标只是控制症状和后遗症(Georgoudisetal.,)。考虑到上述IL-4和IL-13在纤维化发展中的作用,我们推测抑制这两种细胞因子可能有助于进入疾病第三阶段、对全身治疗不敏感、可能产生大量纤维化和瘢痕的患者。
寻常型天疱疮
寻常型天疱疮(Pemphigusvulgaris,PV)是由于针对桥粒芯蛋白1和3(desmoglein1and3,Dsg1andDsg3)自身抗体的存在,导致黏膜上皮和皮肤表皮内有水疱形成。Dsg是角质形成细胞桥粒的结构蛋白,参与细胞间的黏附。自身抗体的作用导致棘层松解,角质形成细胞彼此分离(Buonavogliaetal.,)。致病性自身抗体多为IgG4和IgE亚型,提示2型细胞具有促进致病作用(Pollmann,Schmidt,Eming,Hertl,)。治疗PV需要大剂量的糖皮质激素,但它们会带来并发症(Buonavogliaetal.,),因此,研究者一直在探索新的治疗思路。
在PV中靶向IL-4和IL-13的治疗潜能已经被提出(TavakolpourTavakolpour,)。据报道,Th2细胞在PV中起关键作用:Th2活性与PV的严重程度、复发期以及抗DsgIgG的产生有关(Rizzoetal.,;Veldmanetal.,;Zhuetal.,)。此外,Dsg3反应性Th1CD4+T细胞可在PV患者和健康个体中被检测到,而Dsg3反应性Th2细胞仅在PV患者中出现(Buonavogliaetal.,;Veldmanetal.,)。
在一组PV活动期患者的血清和组织中发现了针对Dsg3的IgE,这支持了Th2介导该疾病的假设。IL-4和IL-13是IgE和IgG4产生的有效诱导因子。此外,据报道Dsg-3特异性IgE和IgG4水平与活动性疾病相关,而与疾病的慢性期或缓解期无关;这进一步证实了Th2细胞在PV中起关键作用的假设(Nageletal.,).。
虽然IgG1和IgG4是PV中抗Dsg1和抗Dsg3IgG的主要亚类(TavakolpourTavakolpour,),但IgG4的产生通常是由Th2细胞因子促进的,包括IL-4和IL-13,而IgG1的转换通常是由Th1细胞驱动的(Nageletal.,)。与IgG4的核心功能相比,各种实验证据支持IgG1在PV中的非致病作用,这些发现强化了PV是Th2介导的疾病这一概念(Bholetal.,;Hacker,Janson,Fairley,Lin,;Nageletal.,;Yehetal.,)。
多项研究报道了PV和落叶型天疱疮(PF)患者中的IL-4升高;一系列患者在接受硫唑嘌呤治疗4周后IL-4水平下降(Capronietal.,;Linetal.,;Mortazavietal.,;Satyam,Khandpur,Sharma,Sharma,)。PV患者的皮损周围皮肤活检证实IL-4水平较高(Rico,Benning,Weingart,Streilein,Hali,)。
IL-4还可以决定肥大细胞和嗜酸性粒细胞的激活,其正反馈回路可能导致T细胞向Th2细胞分化;事实上,PV患者中可见嗜酸性粒细胞增多(TavakolpourTavakolpour,)(编者注:疱疹样天疱疮更为常见)。
综上所述,IL-4与PV活跃期相关,其作用是诱导Th2细胞分化和增加,促进类别转换为IgG4和IgE,促进嗜酸性粒细胞和肥大细胞的增殖和脱颗粒;相反,Th1细胞的活性可能通过产生IgG1而不是IgG4而带来缓解期。当Th1:Th2的平衡打破变为Th2占优势时,PV可能会复发或首次出现(Nageletal.,;Tavakolpouretal,)。
通过单一药物对IL-4和IL-13实现双重拮抗作用还没有在PV中实验过。基于上述原因,我们假设它可能是一种有效的治疗方法,用于治疗这种可能致命的疾病,这种疾病经常伴随着间歇性的爆发,我们可以通过减少Th2失衡来控制这种疾病。另一方面,20例PV患者血清中TH1细胞因子水平高于对照组,提示Th1/Th17可能在天疱疮中发挥作用(Timoteoetal.,)。
这些病人的皮肤受累程度非常不同(有些根本没有出现损伤),而且他们都在接受治疗(有些已经治疗了好几年)。推测Th1/Th17型和Th2型可能相互作用并协同发展为寻常天疱疮;或者我们也可以假设,一些患者是因为Th2型反应而发展成相同的疾病,而其他患者是因为Th1/Th17反应。在以上所有情况下,可以推测抑制Th2型反应至少部分有用,因此值得开展临床研究。
当然,研究者的假设还有进一步的局限性。首先,目前还没有关于阻断IL4和IL13对抗DsgB细胞的影响的相关报道。这与利妥昔单抗相比是一个负分,后者会消耗这些B细胞。另一方面,阻断IL-4和IL-13会影响幼稚B细胞的类别转换和激活。因此,我们可以说,使用dupilumab至少可以对抗部分参与发病机制的细胞。此外,一旦B细胞死亡就能阻止活化B细胞的循环。因此,我们认为dupilumab是一个需要研究支持的选择,因为它至少有部分功效。此外,从临床的角度来看,如果它被证明是治疗PV的有效手段,与利妥昔单抗相比它的最佳优势是安全性。
此外,有研究报道PV中IL-10水平较高;无论如何,关于它们在发病机制中的作用的信息很少(Cho,Ellebrecht,Payne,)。但是,研究者不能完全排除高浓度IL-10会削弱IL4Ra抑制剂在自身免疫性大疱病中的作用。这是一个有趣的假设,研究者认为这值得在临床试验的背景下进行研究。
结论
综上所述,不同的自身免疫性大疱病涉及不同的致病机制;无论如何,BP、MMP和PV似乎在Th2细胞方面具有共同的重要作用,Th2细胞通过IL-4和IL-13等细胞因子发挥作用。由于这类疾病的治疗具有挑战性,因此副作用小的新药物将具有巨大价值。我们认为,一种靶向IL-4R的单克隆抗体可能在皮肤自身免疫性大疱病领域具有重要意义。事实上,通过降低IL-4和IL-13的活性,它可以降低BP自身抗体的产生、趋化因子的分泌和嗜酸性粒细胞的激活,减少MMP的纤维化发展,对抗PV的Th2失衡(上图)。显然,它的有效性需要大量的随机试验来证明,一些临床经验也会有力地支持我们的假设。无论如何,基于上述原因,我们认为dupilumab在皮肤自身免疫性大疱病的研究是值得的。
疱病小评
这篇于年1月发表在DermatologicTherapy的综述向我们阐释了Dupilumab用于免疫性大疱病的可能性,全篇由发病机制出发,从理论上分析了在BP、MMP、PV中抑制IL-4、IL-13和Th2型反应对于治疗的意义。Dupilumab的局限之处在于价格较贵,且目前尚未出现Dupilumab针对免疫性大疱病的随机对照研究,仅有病例个案和病例系列的报道,因此尚不能广泛使用。但我们从Dupilumab可以结合到IL-4Rα受体,阻断IL-4、IL-13与受体结合,从而阻断Th2型反应及纤维瘢痕的发生出发,可以看出,比起PV,Dupilumab可能更适合BP和MMP的患者。理论上来说,我们相信这种双重拮抗IL-4IL-13的单抗类药物可以使常规治疗无效的BP和即将进入终末期的MMP患者受益。
致患者朋友的话
21世纪以来,免疫性疾病进入靶向和生物制剂时代。Dupilumab(度普利尤单抗)是一种新型的生物制剂,已被FDA批准应用于中重度特应性皮炎、中重度哮喘和慢性鼻窦炎伴鼻息肉。考虑到它的作用机制,度普利尤单抗很有可能对自身免疫性大疱病(特别是类天疱疮)有效。相较于在天疱疮治疗中逐步开始推广的利妥昔单抗,它的安全性更佳。但我们分析,其作用机制并不如利妥昔单抗位于致病环节的上游,因此很有可能需要联合治疗。但不管怎样,这是一个值得尝试的方向。医院皮肤科也将在一些病情顽固的患者中,为患者充分评估风险获益,在取得患者知情同意的前提下逐步使用。
对于患者而言,这种已上市的新药超适应症用药的安全性实际上并不需要过度担心,因为药物已经完成了临床试验并上市,只是说明书的适应症里目前没有大疱病而已,这与利妥昔单抗几年前的情况完全一样。当时,上市(年)后长达近21年的时间里,利妥昔单抗的适应症一直是B细胞淋巴瘤,而应用于天疱疮的第一例治疗是在上市后5年(年)。而后,越来越多的治疗天疱疮成功的案例出现,最终通过大样本的随机对照试验证实其在寻常型天疱疮中的效果甚至优于所有的传统治疗,从而改写了天疱疮的治疗指南,药品说明书的适应症也得到了扩展(年)。
翻译排版:樊碧娆医师
审校:王明悦副主任医师副教授
图片来源于原文及引文
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