IL-31靶点与食蟹猴模型:瘙痒及自免疾病药效评价-浦灵生物
2025/04/01

白介素31(Interleukin-31,IL-31)于2004年被确认,属于白介素6(IL-6)细胞因子家族。它在皮肤、气道、肺和肠道的免疫调节中均有作用,表达水平异常升高又与多种疾病的病理进程相关,包括特应性皮炎、银屑病、哮喘以及炎症性肠病。以 IL-31 及其信号通路为靶点的抗体与抑制剂,因此成为自身免疫疾病治疗领域的一个研发方向。

IL-31 与它的受体复合物

IL-31 与细胞表面的异二聚体受体复合物结合,复合物由 IL-31 受体 A(IL-31RA)和 Oncostatin M 受体 β(OSMRβ)组成。受体结合诱导复合物二聚化与胞内结构域磷酸化,进而激活经典的 JAK/STAT、PI3K/Akt 和 MAPK 等激酶信号通路。

值得单独提出的是 OSMRβ 亚基。它能特异性地募集衔接蛋白 SHC 和磷酸酶 SHP-2,从而促进磷酸化事件与多种 MAPK 级联成员的激活。受体亚基的分工,使 IL-31 在不同细胞类型中可以走出不同的下游路线。

通路结构也决定了干预点的分布。中和 IL-31 配体、阻断 IL-31RA、抑制受体下游的 JAK 激酶,是三类不同的作用位置;位置不同,对炎症与瘙痒两类效应的覆盖程度就不同。临床前研究需要在同一套读数下比较这些差异,而不是只看某一个终点是否改善。

下游效应:从转录到屏障

信号通路激活的终点,是下游转录因子磷酸化并发生核转位,由此调控靶基因表达。同一条通路在不同物种、不同细胞类型和不同细胞微环境下影响的过程并不相同:炎症反应、细胞迁移、分化、增殖与凋亡调控,以及上皮屏障功能的维持,都在其中。

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这解释了一个现象:IL-31 的作用为什么在多个器官系统里都能被观察到。皮肤上的瘙痒信号、气道里的炎症与高反应性、肠道屏障的变化,可以由同一条通路的不同落点来解释,而不是各自独立的机制。

IL-31 参与的疾病

临床研究与实验证据都指向同一个方向:IL-31 在瘙痒性皮肤病与炎症性疾病的病理生理过程中扮演关键角色。证据强度并不整齐。

疾病现有证据
特应性皮炎(AD)患者血清和皮损组织中 IL-31 水平显著升高,与瘙痒程度、皮炎严重程度呈正相关;IL-31 被视为 AD 瘙痒发生的重要驱动因子,并参与 Th2 型炎症反应的调控
慢性瘙痒症IL-31 被视为多种慢性瘙痒症的核心致病因子之一;无论皮肤原发性瘙痒还是系统性疾病引起的瘙痒,IL-31 都可能介导瘙痒信号的传递与放大
银屑病患者血清和皮损组织中 IL-31 水平较健康对照组显著升高;IL-31 可能参与皮损的炎症反应与表皮增生,加重疾病进程
哮喘IL-31 可能促进气道炎症反应、增强气道高反应性,并参与哮喘气道重塑等病理过程
系统性红斑狼疮(SLE)、类风湿性关节炎(RA)初步研究提示 IL-31 可能参与其发生发展,具体机制尚需深入研究

AD 与慢性瘙痒的数据相对集中,银屑病与哮喘次之,SLE 与 RA 仍停留在初步阶段。这条梯度直接影响开发顺序:先做皮肤适应症、再向气道与系统性疾病扩展,是较为常见的路径。

瘙痒的证据之所以相对集中,与通路的作用方式有关。IL-31 由 Th2 型细胞产生,作用于表达 IL-31RA 的感觉神经元与角质形成细胞,把免疫信号转换成神经信号,这条环路在动物模型上比在离体系统里更容易复现。也因此,评价止痒效果需要在活体上观察行为,而不只是检测细胞因子水平。

食蟹猴模型:把靶点验证放到相关种属上

靶向 IL-31 的药物多为抗体或融合蛋白,靶点种属特异性强,抗体能否结合动物同源靶点往往决定模型可用性。啮齿类的 IL-31 通路与人不完全一致,跨种属活性也常受限,食蟹猴因此成为相关种属。

浦灵生物(Prisys Biotech)在非人灵长类(NHP)模型构建与药效评价方面有长期积累,已构建食蟹猴的哮喘模型、银屑病模型、特应性皮炎(AD)模型与瘙痒模型。这些模型在疾病病理机制、免疫学特征和药物反应性上模拟人类疾病的特点,可用于药效与安全性的同步评价。

选择模型时通常先看三件事:靶点是否在动物体内表达且序列可比,疾病表型能否被诱发并稳定维持,给药途径与临床拟用途径是否一致。生物制品多采用静脉或皮下给药,给药周期常延续数周,模型的观察窗口需要覆盖这一周期,否则暴露与效应的关系无法建立。

瘙痒模型能回答的问题

瘙痒是 IL-31 通路上较为直接的表型。食蟹猴瘙痒模型能够模拟人类瘙痒症的发生发展过程,可用于评估靶向 IL-31 及其信号通路的新型止痒药物的疗效和安全性。

模型的适用范围覆盖两类瘙痒:原发性皮肤病相关瘙痒,以及全身性或神经性原因引起的瘙痒。抓挠行为的记录方式、观察窗口与终点设置,见NHP 瘙痒模型。

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模型组合与读数设计

单个模型只能回答一个问题。IL-31 类药物的常见设计是把几个模型串起来:在瘙痒模型上确认起效剂量与起效时点,在 AD 模型上确认皮损与屏障的改善,再用暴露数据把动物血药浓度与效应连起来。

模型主要表型常用读数
瘙痒模型抓挠行为增多抓挠次数、单次时长、累计时长
特应性皮炎模型皮损、屏障受损皮损评分、皮肤水分流失、炎症细胞浸润
银屑病模型表皮增生、炎症浸润组织病理、免疫细胞与相关分子
哮喘模型气道炎症、高反应性气道反应性、灌洗液细胞分类

同一平台上的模型可以互相参照。特应性皮炎 NHP 模型提供皮损评分、屏障功能与免疫学读数,银屑病 NHP 模型提供表皮增生与炎症浸润读数,Th17 NHP 模型则用于判断效应是否经由 Th17 通路。

读数之间需要对齐时间点。瘙痒行为、皮损评分与组织病理在同一次给药周期内的不同节点采集,才能区分药物是抑制了症状,还是改变了疾病进程。这一点在 IL-31 这类同时作用于神经与免疫两条轴的靶点上尤其重要。

对照设置同样影响结论。动物的基线抓挠次数个体差异较大,分组前需要一段时间的基线记录;给药前的皮损评分也要作为协变量进入分析,否则组间的微小差异会被基线波动掩盖。这类设计上的细节,往往比终点指标的选择更影响数据的可用性。

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