郭莉娟1,2 ,謝建平1
1.西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院現(xiàn)代生物醫(yī)藥研究所;2.成都醫(yī)學(xué)院檢驗醫(yī)學(xué)院
引言:免疫治療的“雙刃劍”效應(yīng)
近期,美國衛(wèi)生與公共服務(wù)部(HHS)對美國疾病控制與預(yù)防中心(CDC)疫苗咨詢委員會(ACIP)的全面改組引發(fā)軒然大波,HHS新任部長小羅伯特·肯尼迪以"利益沖突"為由撤換全部專家成員,并公開質(zhì)疑疫苗安全性[1]。這一爭議事件再次將"免疫治療"推向風口浪尖。
近年來,免疫治療(如PD-1/PD-L1、CTLA-4抑制劑)在癌癥治療中取得了突破性進展,幫助許多患者重獲新生[2]。然而,部分患者在接受治療后卻出現(xiàn)了不良反應(yīng)。如1976年美國因擔心豬流感(H1N1)大流行,緊急推廣全民疫苗接種,最終疫苗導(dǎo)致約450人出現(xiàn)格林-巴利綜合征(一種罕見的神經(jīng)系統(tǒng)疾病),甚至發(fā)生接種后死亡病例[3]。同樣,COVID-19mRNA疫苗亦報告過心肌炎病例[4-5]。這種受種者正處于某種疾病的潛伏期,或存在尚未發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)疾病,接種后出現(xiàn)了“免疫過度激活”巧合發(fā)病的現(xiàn)象,被稱為免疫偶合癥(immune-related adverse events,irAEs)。簡單來說,就是疫苗或免疫治療在激活免疫系統(tǒng)對抗疾病時,有時會"誤傷"健康細胞,引發(fā)副作用。
圖1 irAEs發(fā)生插畫
為什么同樣的藥物,有些人安然無恙,有些人卻出現(xiàn)嚴重副作用?科學(xué)家發(fā)現(xiàn),答案可能藏在我們的基因里。今天,我們就來探索免疫偶合癥的免疫遺傳基礎(chǔ),看看哪些基因在“暗中操控”這一過程。
一、免疫系統(tǒng)如何“失控”?
要理解免疫偶合癥,首先要明白免疫系統(tǒng)是如何工作的。正常情況下,免疫系統(tǒng)能精準識別“敵人”(如病毒、癌細胞)和“自己”(正常組織),避免誤傷,而識別“自己”和“敵人”過程中的關(guān)鍵要素是誘發(fā)免疫應(yīng)答的抗原、小分子和肽。其中免疫檢查點(如PD-1、CTLA-4)是免疫細胞產(chǎn)生的調(diào)節(jié)自身免疫功能的蛋白小分子,可以像“門禁”一樣抑制過度免疫反應(yīng),免疫系統(tǒng)就不會過度活化,防止自身免疫病。然而,免疫治療藥物(如PD-1抑制劑)會解除這些“門禁”,讓免疫系統(tǒng)全力攻擊“敵人”。但有時,這種“解禁”也會讓免疫系統(tǒng)失去控制,錯誤攻擊正常組織,導(dǎo)致免疫偶合癥。
圖2 免疫檢查點作用插畫
問題:為什么有些人更容易出現(xiàn)這種“誤傷”自己?答案可能藏在他們的基因里。
二、基因如何影響免疫偶合癥的風險?
科學(xué)家通過大量研究發(fā)現(xiàn),某些人的基因使他們更容易在免疫治療后出現(xiàn)副作用。這些基因主要涉及:
1. 免疫調(diào)控因子:誰在控制“門禁”和“鑰匙”?
HLA基因:HLA(human leukocyte antigen,HLA,人類白細胞抗原)基因是免疫系統(tǒng)中最重要的遺傳因素之一,負責幫助免疫細胞識別“自己”和“異己”。不同人的HLA基因型存在差異,這影響了他們對免疫治療的敏感性。HLA分子可分成三大類--HLA-I、II、III類基因,每一類基因均含有多個座位。科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在免疫治療中,當一個人的HLA-Ⅰ分子雜合性越高,也就是的HLA-I類基因越多樣化,免疫治療效越好,如果是腫瘤突變,那效果會更好[6]。
圖3HLA基因座位結(jié)構(gòu)示意圖
除了HLA,還有許多基因參與免疫調(diào)控,它們的變異可能增加irAEs風險:
CTLA-4基因:CTLA-4是重要的免疫抑制分子,某些變異可能導(dǎo)致免疫調(diào)控失衡,使T細胞更容易攻擊自身組織[2,7]。
PTPN22基因:該基因變異與類風濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)紅斑狼瘡等自身免疫病相關(guān),也可能增加irAEs風險[8,9]。
IL-17、NF-κB:這些細胞因子基因的變異可能導(dǎo)致更強的炎癥反應(yīng),使irAEs更嚴重[10]。
2. 遺傳因素
性別差異:女性比男性更容易發(fā)生某些irAEs(如內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病、肝臟系統(tǒng)疾病及格雷夫斯等)有更高的發(fā)生概率,可能與性染色體基因(如X染色體上的FOXP3)有關(guān)[11,12],但是男性irAEs出現(xiàn)腎毒性的幾率高于女性,且irAEs的預(yù)后較女性更差[13]。
種族差異:轉(zhuǎn)移性腎細胞癌中非裔美國人患者的中位無進展生存期(PFS)顯著短于白種人患者,且中非裔美國患者中出現(xiàn)irAEs的比例更高[14]。但是一項研究證明實體瘤的irAEs研究中,美國白種人的比例顯著高于非裔美國人[15]。
年齡因素:研究發(fā)現(xiàn),irAEs的發(fā)生率在老年患者中顯著更高[15]。
3.環(huán)境與表觀遺傳的影響
除了先天基因,后天因素也在irAEs中扮演重要角色:
1). 腸道菌群:免疫系統(tǒng)的“隱形教練”
腸道微生物能訓(xùn)練免疫系統(tǒng),影響其攻擊性。某些菌群(如Bacteroides減少)可能導(dǎo)致Th17/Treg失衡,增加irAEs風險。如治療黑色素瘤患者中具有良好腸道菌群的,其全身性和抗腫瘤免疫得到增強[16]。
2). 表觀遺傳:基因的“開關(guān)”被誰操控?
即使基因序列不變,DNA甲基化或組蛋白修飾也能影響基因表達。例如:FOXP3基因(調(diào)控Treg功能)的表觀沉默可能導(dǎo)致免疫抑制減弱,增加irAEs風險。病毒感染(如EBV)可能通過表觀修飾激活自身免疫相關(guān)基因。
圖4腸道微生物和表觀遺傳影響irAEs插畫
四、如何利用遺傳學(xué)知識優(yōu)化治療?
了解免疫偶合癥的遺傳基礎(chǔ),可以:
預(yù)測高風險患者:如通過HLA分型或GWAS(全基因組關(guān)聯(lián)分析)篩選易感人群,提前監(jiān)測。
個體化治療:對高風險患者調(diào)整免疫治療方案(如改用低劑量或聯(lián)合治療)。
精準干預(yù):針對免疫檢查點(如IL-6、JAK-STAT)使用靶向藥物控制irAEs。
免疫治療是一把“雙刃劍”,我們更好地駕馭它,就要弄清楚它的遺傳學(xué)基礎(chǔ),讓更多患受益的同時,減少不必要的傷害。
參考資料:
RFK Jr.'s HHS ousts entire roster of CDC vaccine expert committee;Fierce Pharma
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來源: 鄒老師的科普花園