肌萎縮側(cè)索硬化的免疫微環(huán)境與免疫治療2026肌萎縮側(cè)索硬化（amyotrophiclateralsclerosis，ALS）是一種罕見且致命的神經(jīng)退行性疾病。根據(jù)2016年的數(shù)據(jù)，我國報告ALS的發(fā)病率約為1.65/10萬，且男性發(fā)病率高于女性，隨年齡增長發(fā)病率逐漸上升［1］。ALS的臨床表現(xiàn)具有異質(zhì)性，主要表現(xiàn)為上下運動神經(jīng)元受損導(dǎo)致的延髓及四肢進行性無痛性肌肉無力和萎縮，癥狀包括構(gòu)音障礙、吞咽困難、飲水嗆咳和四肢肌力下降等［2,3］。ALS可分為家族性和散發(fā)性兩種類型。其中約70%的家族性ALS和15%的散發(fā)性ALS存在超氧化物歧化酶1（superoxidedismutase1，SOD1）基因、反式激活反應(yīng)-DNA結(jié)合蛋白43（TARDNAbindingprotein43，TDP-43）基因、肉瘤融合（fusedinsarcoma，F(xiàn)US）基因以及9號染色體開放閱讀框72（chromosome9openreadingframe72，C9orf72）等基因突變［4,5］。ALS的免疫微環(huán)境是指ALS運動神經(jīng)元生存的周圍環(huán)境，包括小膠質(zhì)細胞、星形膠質(zhì)細胞、外周浸潤的淋巴細胞和各種細胞因子等。類似于阿爾茨海默病和帕金森病等神經(jīng)退行性疾病，ALS中活化的免疫細胞和細胞因子顯著影響其免疫微環(huán)境，進而造成發(fā)病年齡、疾病進展速度和生存率等方面的異質(zhì)性［6］。因此，通過免疫治療調(diào)節(jié)ALS患者的免疫微環(huán)境，有望恢復(fù)其穩(wěn)態(tài)，最終改善其生活質(zhì)量并延長生存期。我們以“Amyotrophiclateralsclerosis”“Immunity”“Immunotherapy”“Microglia”“Macrophage”“Astrocyte”“Tcell”“Naturalkillercell”“肌萎縮側(cè)索硬化”“免疫”等關(guān)鍵詞檢索了PubMed數(shù)據(jù)庫、ClinicalTrials數(shù)據(jù)庫和萬方數(shù)據(jù)庫，檢索時間從建庫至2024年9月?，F(xiàn)就ALS免疫學(xué)最新研究進展總結(jié)如下，旨在為ALS免疫研究和免疫治療提供參考。一、ALS與小膠質(zhì)細胞-巨噬細胞免疫小膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)（centralnervoussystem，CNS）中主要的駐留免疫細胞。小膠質(zhì)細胞與其他組織中的駐留巨噬細胞同源，源自胚胎早期卵黃囊的紅髓系祖細胞［7］。在正常的CNS中巨噬細胞占比極小，通常來源于外周血中的單核細胞，參與血腦屏障的形成和維持［8］。根據(jù)小膠質(zhì)細胞和巨噬細胞不同的激活狀態(tài)，可簡單將其分為M1型激活（促炎）和M2型激活（抗炎），其中M1型細胞高表達腫瘤壞死因子α（tumornecrosisfactor-α，TNF-α）等，具有促炎和殺傷功能；而M2型細胞分泌胰島素樣生長因子1（insulin-likegrowthfactor1）和白細胞介素10（interleukin10，IL-10）等，發(fā)揮抗炎和保護作用［9］。由于小膠質(zhì)細胞和巨噬細胞具有吞噬清除和免疫監(jiān)視等相似的生物學(xué)功能，既往的研究并未嚴格區(qū)分兩種細胞。然而近年來在單細胞測序等技術(shù)的推動下，研究者發(fā)現(xiàn)這兩種細胞在功能和特征上具有明顯的異質(zhì)性，因此需要分別討論［10］。Banerjee等［11］將誘導(dǎo)性多功能干細胞誘導(dǎo)分化為小膠質(zhì)細胞，發(fā)現(xiàn)C9orf72突變通過破壞小膠質(zhì)細胞啟動自噬，減弱細胞吞噬功能，并持續(xù)激活NOD樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3（NOD-likereceptorthermalproteindomainassociatedprotein3）和核因子κB（nuclearfactor-kappaB，NF-κB）通路以向微環(huán)境中釋放促炎因子，如白細胞介素6（interleukin6，IL-6）和白細胞介素1β（interleukin1β，IL-1β）。同樣結(jié)論也在SOD1G93A小鼠中得到驗證。SOD1G93A突變的小膠質(zhì)細胞中NF-κB通路持續(xù)激活，并上調(diào)TNF-α、CD68以及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（induciblenitricoxidesynthase）等炎性因子表達，最終造成運動神經(jīng)元損傷［12］。使用ALS患者腦脊液培養(yǎng)小膠質(zhì)細胞，在培養(yǎng)早期可見小膠質(zhì)細胞輕度上調(diào)抗炎因子IL-10，而后逐漸下降［13］。此外，SOD1G93A小鼠脊髓中M1及M2型小膠質(zhì)細胞均有增加，但M1型增加更為明顯，提示小膠質(zhì)細胞在ALS免疫調(diào)節(jié)中的雙重作用：疾病早期小膠質(zhì)細胞分泌抗炎因子以調(diào)節(jié)促炎的微環(huán)境，而在晚期小膠質(zhì)細胞調(diào)節(jié)失衡，最終呈現(xiàn)促炎表型［14］。SOD1G93A小鼠的空間轉(zhuǎn)錄組研究結(jié)果表明，隨著疾病進展，小膠質(zhì)細胞的髓系細胞表面受體2（triggeringreceptorexpressedonmyeloidcells2，TREM2）在脊髓前角的表達量逐漸升高［15］。進一步研究發(fā)現(xiàn)，TREM2能與TDP-43結(jié)合，并促進小膠質(zhì)細胞清除病理性TDP-43，進而減輕異常TDP-43聚集引起的炎性反應(yīng)［16］。基于質(zhì)譜流式分析和轉(zhuǎn)錄組測序的研究發(fā)現(xiàn)，整合素α5在ALS患者的小膠質(zhì)細胞上表達較高，且靶向整合素α5的抗體治療能改善SOD1G93A小鼠的運動癥狀［17］。有研究發(fā)現(xiàn)，在ALS中巨噬細胞可從外周浸潤到脊髓免疫微環(huán)境，并激活炎性反應(yīng)［18］。正常C9orf72具有抑制CD80向細胞膜轉(zhuǎn)運的功能，C9orf72突變的巨噬細胞表面有更高的CD80，與其配體白細胞介素17a（interleukin17a，IL-17a）結(jié)合后誘發(fā)炎性反應(yīng)，從而造成小鼠運動功能障礙［19］。同樣，C9orf72突變的巨噬細胞也不能抑制由干擾素基因刺激因子（stimulatorofinterferongenes）誘導(dǎo)的Ⅰ型干擾素炎性反應(yīng)［20］。然而Zondler等［21］認為ALS中巨噬細胞的脊髓浸潤可能具有神經(jīng)保護作用。也有研究認為，ALS外周血來源的巨噬細胞通常不會浸潤脊髓，僅在進展緩慢的ALS晚期才會出現(xiàn)浸潤，且可能是通過顱骨或椎骨的骨髓浸潤［17，22］。綜上，在ALS的免疫微環(huán)境中，小膠質(zhì)細胞總體表現(xiàn)為M1型激活狀態(tài)，具有促炎作用。巨噬細胞也可能浸潤至脊髓，然而關(guān)于浸潤的時間、數(shù)量、方式以及對ALS的中樞免疫的影響，目前尚存在爭議。二、ALS與星形膠質(zhì)細胞星形膠質(zhì)細胞是CNS中一類重要的膠質(zhì)細胞，它們參與調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)元供能和發(fā)育以及維持血腦屏障等，對維持神經(jīng)元內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。與小膠質(zhì)細胞的M1/M2分型相似，星形膠質(zhì)細胞也可簡單分為A1/A2型，A1型具有神經(jīng)毒性和促炎作用，A2型參與神經(jīng)保護和抗炎反應(yīng)［23］。在ALS中，星形膠質(zhì)細胞的腺苷脫氨酶表達下調(diào)，導(dǎo)致腺苷積累和能量代謝異常，進而引發(fā)神經(jīng)元死亡［24］。此外，星形膠質(zhì)細胞中谷氨酸轉(zhuǎn)運蛋白的下調(diào)會引起內(nèi)環(huán)境中谷氨酸大量積累，從而導(dǎo)致谷氨酸興奮性毒性，這是ALS神經(jīng)元損傷的重要機制之一［25］。StoklundDittlau等［26］發(fā)現(xiàn)FUS突變的干細胞誘導(dǎo)分化的星形膠質(zhì)細胞可分泌大量促炎細胞因子，如IL-6和白細胞介素8，造成神經(jīng)元發(fā)育和功能障礙。同時，他們也觀察到星形膠質(zhì)細胞成熟早期分泌的抗炎細胞因子有輕度增加，如白細胞介素4（interleukin4，IL-4）和IL-10等，這可能與其免疫反饋調(diào)節(jié)有關(guān)。Kia等［27］認為星形膠質(zhì)細胞分泌的促炎因子TNF-α及其下游NF-κB通路的激活參與了ALS運動神經(jīng)元死亡的過程。此外，星形膠質(zhì)細胞是血腦屏障和腦類淋巴系統(tǒng)完整性的關(guān)鍵，其嚴格限制中樞與外周的物質(zhì)交換，以維持CNS內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。然而，ALS患者存在血腦屏障和腦類淋巴系統(tǒng)功能障礙［28,29］，這可能是由星形膠質(zhì)細胞足突上水通道蛋白4免疫反應(yīng)過度活躍以及內(nèi)向整流鉀通道4.1（inwardlyrectifyingKchannel4.1）電流密度降低導(dǎo)致［30］?？傊?，ALS的星形膠質(zhì)細胞具有促炎特征，參與形成促炎型免疫微環(huán)境、產(chǎn)生神經(jīng)毒性、破壞血腦屏障和類淋巴系統(tǒng)。三、ALS與T細胞免疫CD4+T細胞主要包括具有促炎作用的Th1細胞和Th17細胞以及具有抗炎作用的Th2細胞和調(diào)節(jié)性T細胞（regulatoryTcell，Treg）［31］。研究發(fā)現(xiàn)C9orf72重復(fù)突變的細胞上IL-17A受體CD80表達量降低，促使Th17細胞分泌大量IL-17A，加劇炎性反應(yīng)［19］。一項基于腦脊液和外周血單細胞轉(zhuǎn)錄組圖譜的研究結(jié)果表明，ALS患者的外周血與腦脊液中T細胞亞群分布一致，這在一定程度上反映了腦脊液免疫微環(huán)境的特征［32］。脊髓轉(zhuǎn)錄組測序研究結(jié)果顯示，ALS患者Th1細胞明顯增加，且干擾素-γ（interferon-γ）以及Th1細胞特異性轉(zhuǎn)錄因子Tbx21表達量增加，而Th2細胞僅在慢性進展的ALS患者中增加，且Th2細胞IL-4分泌量減少，控制其表型的轉(zhuǎn)錄因子GATA結(jié)合蛋白3表達量也有所下降［33］。Beers等［34］在SOD1G93A小鼠的疾病全程均能觀察到脊髓中CD4+T細胞浸潤，且IL-4和轉(zhuǎn)化生長因子β（transforminggrowthfactorβ，TGF-β）等抗炎因子的表達量增加，促進了神經(jīng)保護。然而，該研究未進一步細分CD4+T細胞亞群，導(dǎo)致部分T細胞亞群的作用可能被掩蓋。另有證據(jù)表明，SOD1G93A小鼠起病前脊髓就已存在T細胞浸潤，此階段浸潤的T細胞主要為具有神經(jīng)保護作用的Th2細胞［35］。在ALS發(fā)病后，SOD1G37R小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，ALS發(fā)病后脊髓中具有促炎表型的Th1細胞比例增加［36］。此外，ALS患者的腦脊液中也發(fā)現(xiàn)大量毒性和激活活化表型的CD4+T細胞［32］。在ALS患者的外周血中，T細胞亞型也在向促炎的Th1/Th17細胞轉(zhuǎn)變，而發(fā)揮抗炎作用的Th2細胞減少，該變化與ALS功能評估量表（ALSFunctionalRatingScale-revised）評分結(jié)果存在明顯相關(guān)性，這在一定程度上也反映了脊髓免疫微環(huán)境中T細胞的變化［37］。Treg是一群以表達CD4、CD25、Foxp3（且低表達或不表達CD127）為細胞表型特征的T細胞亞群，它們通過分泌IL-4和IL-10等抗炎細胞因子進行負性免疫調(diào)控［38］。ALS患者脊髓的轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果表明，ALS患者脊髓中Treg浸潤量減少，這種減少在快速進展的ALS脊髓樣本中更加明顯［33］。Sheean等［39］發(fā)現(xiàn)白細胞介素2c（interleukin2c，IL-2c）具有促進SOD1G93A小鼠外周血Treg擴增，并促使其浸潤至脊髓的作用。此外，發(fā)病早期SOD1G93A小鼠外周血中的Treg大量擴增，但隨著疾病進展Treg數(shù)量逐漸減少［40］。這可能是免疫負反饋調(diào)控的結(jié)果，在ALS發(fā)病早期Treg擴增以調(diào)節(jié)免疫，而在疾病晚期免疫調(diào)控失代償導(dǎo)致Treg減少。盡管并未發(fā)現(xiàn)ALS患者外周血中Treg比例有明顯變化，但研究人員發(fā)現(xiàn)較高比例的活化Treg（即具有較強增殖和免疫抑制能力的Treg）與較好的預(yù)后相關(guān)，是ALS的保護因素之一［32］。然而，由于腦脊液中細胞較少，該研究尚不能對腦脊液中的Treg進行更細致的亞型分析，但在一定程度上可以反映Treg在脊髓中的變化情況。CD8+T細胞是一類具有細胞毒性和直接殺傷能力的淋巴細胞。Campisi等［41］發(fā)現(xiàn)ALS患者的脊髓前角存在CD8+T細胞的浸潤；在SETXL389S模型鼠的脊髓中，他們又發(fā)現(xiàn)了一種獨特且大量擴增的細胞，即終末分化效應(yīng)記憶CD8+T細胞，該類CD8+T細胞雖高表達程序性死亡受體1（programmeddeath-1），但依舊能分泌大量干擾素γ和TNF-α，從而發(fā)揮促炎作用。在機制方面，ALS中CD8+T細胞介導(dǎo)的神經(jīng)毒性依賴于主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ（majorhistocompatibilitycomplexⅠ，MHCⅠ）對CD8分子的識別，并通過顆粒酶B和Fas蛋白通路誘導(dǎo)神經(jīng)元死亡［42］。綜上，在ALS中，外周血T細胞具有向脊髓浸潤的能力。在ALS早期，主要為Th2細胞和Treg等具有免疫抑制性的細胞先浸潤，隨著疾病進展，具有促炎表型的Th1細胞、Th17細胞和CD8+T細胞等也浸潤至脊髓，形成促炎型免疫微環(huán)境，從而帶來不良預(yù)后。四、ALS與自然殺傷細胞自然殺傷細胞來源自淋巴樣祖細胞，它們通過分泌細胞因子和直接接觸靶細胞產(chǎn)生免疫殺傷作用。縱向隊列研究發(fā)現(xiàn)，ALS患者外周血中自然殺傷細胞數(shù)目增加，提示機體的免疫炎癥增強［43］。Garofalo等［44］發(fā)現(xiàn)，在SOD1G93A小鼠和ALS患者的脊髓中存在自然殺傷細胞浸潤，這與病理性神經(jīng)元釋放CC趨化因子配體2有關(guān)。該研究結(jié)果表明，自然殺傷細胞一方面通過釋放干擾素-γ以促進脊髓中形成促炎型免疫微環(huán)境，另一方面通過自然殺傷2組D型受體（natural-killergroup2，memberD，NKG2D）與病理性神經(jīng)元表面的NKG2D配體結(jié)合，直接損傷神經(jīng)元。有趣的是，與雄性相比，雌性SOD1G93A小鼠的CNS中存在更多的自然殺傷細胞浸潤［45］。盡管關(guān)于自然殺傷細胞的ALS研究較少，但現(xiàn)有證據(jù)提示自然殺傷細胞具有浸潤CNS的能力，并發(fā)揮促炎和殺傷作用。五、ALS與中性粒細胞中性粒細胞源于骨髓中的髓系祖細胞，在感染和急性炎性反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。近年來，多個研究團體均發(fā)現(xiàn)ALS患者外周血中性粒細胞增加，提示中性粒細胞數(shù)目和比例的增加可能是ALS的危險因素［46,47］。盡管基于人脊髓的流式細胞術(shù)發(fā)現(xiàn)ALS患者的中性粒細胞能明顯浸潤脊髓［48］，但中性粒細胞在ALS的免疫微環(huán)境中的功能和相關(guān)機制尚未明確。六、ALS的免疫細胞交互ALS具有復(fù)雜的免疫微環(huán)境，各種免疫細胞既能直接影響運動神經(jīng)元，還能進行相互調(diào)控（圖1）。例如，M1型小膠質(zhì)細胞通過分泌TNF-α、白細胞介素1α和補體C1q等炎性因子，誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細胞向A1型轉(zhuǎn)化［49］。敲除小膠質(zhì)細胞的MHCⅠ和β2微球蛋白能明顯抑制CD8+T細胞浸潤，并延長小鼠生存期［50］。對SOD1G93A小鼠進行骨髓移植后，CD4+T細胞可改善小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞神經(jīng)毒性［34］。與之相似，Treg通過分泌IL-4促進小膠質(zhì)細胞向抗炎表型轉(zhuǎn)化［40］。自然殺傷細胞通過分泌干擾素-γ促進Treg耗竭和小膠質(zhì)細胞炎性活化［44］。此外，現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)ALS的運動神經(jīng)元大量分泌趨化因子CC族趨化因子2和CC族趨化因子13，這可能是外周免疫細胞浸潤至中樞神經(jīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵［44，51］。然而，關(guān)于TGF-β在ALS免疫微環(huán)境中的作用尚存在爭議。Endo等［52］認為星形膠質(zhì)細胞分泌的TGF-β可促進小膠質(zhì)細胞和T細胞炎性轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生神經(jīng)毒性。相反，Nakamura等［53］認為TGF-β具有神經(jīng)保護的功能。七、ALS的免疫治療目前常規(guī)使用的ALS治療藥物主要包括利魯唑和依達拉奉。2023年美國食品藥品監(jiān)督管理局批準反義寡核苷酸類藥物toferson用于治療SOD1突變型ALS。然而，ALS的治療手段依舊有限。靶向ALS免疫微環(huán)境中的病理性蛋白、炎性因子和炎性細胞是ALS的一個潛在的治療方向。臨床前實驗發(fā)現(xiàn)，使用那他珠單抗（natalizumab）能減少外周淋巴細胞通過整合素α4抗體向CNS浸潤，從而改善ALS小鼠生存［54］。此外，使用單克隆抗體靶向錯誤折疊的SOD1蛋白［55］、靶向病理性聚集的TDP-43蛋白［56］、靶向多種二肽重復(fù)序列蛋白［57］以及使用異常蛋白疫苗誘導(dǎo)ALS小鼠產(chǎn)生主動免疫［58］等均為ALS的免疫治療策略。值得注意的是，部分生物科技公司和醫(yī)療機構(gòu)已開展關(guān)于ALS免疫治療相關(guān)的臨床試驗（表1）。一項隨機雙盲Ⅱ期臨床試驗發(fā)現(xiàn)，IL-β抑制劑NP001能顯著增加ALS患者總生存期［59］。Sheean等［39］發(fā)現(xiàn)使用IL-2c誘導(dǎo)活化Treg可減輕ALS小鼠神經(jīng)炎癥并延長生存期。自體Treg回輸聯(lián)合IL-2治療的Ⅰ期臨床試驗結(jié)果表明，Treg/IL-2聯(lián)合治療具有良好的安全性和免疫耐受性［60］。類似的Ⅰ期臨床試驗發(fā)現(xiàn)，Treg/IL-2聯(lián)合治療能減輕ALS患者外周氧化應(yīng)激水平并降低急性期蛋白表達