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溫州醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院兒童風濕科鄭雯潔主任看著病歷：眼前表情怯生生的，走路慢慢地、一跛一跛的思思，已經(jīng) 11 歲了。從學會走路起，思思就在忍受無盡的疼痛——反反復復無休無止的關節(jié)腫痛，讓她不僅不能跑步，連起身、走路都非常困難。「臨床上并不難確診。但棘手的是，有了臨床診斷也不能治好她，她依然要忍受這種折磨。」根據(jù)思思的癥狀：隱性多部位骨骼疼痛和局限性壓痛，疼痛夜間加劇；病灶局部有腫脹和發(fā)熱，但是體格檢查并無明顯的陽性特征……從核磁共振的檢查結果看，思思的多個關節(jié)出現(xiàn)炎癥和破壞，驗血報告也表明血清中存在較高水平的炎癥因子。尤其是 10 年來反復發(fā)作，新的病灶可能發(fā)生在原病灶的部位，也有新發(fā)的，伴隨有低熱、體重減輕。鄭主任很快據(jù)此，給思思下了臨床診斷：慢性復發(fā)性多灶性骨髓炎（Chronic recurrent multifocal osteomyelitis，CRMO）。炎癥通常是機體在遇到感染的風險下觸發(fā)的免疫保護。但自身炎癥性疾病由于患者自身的基因發(fā)生了突變，導致在沒有感染的情況下，免疫系統(tǒng)自動激活，自發(fā)產生了炎癥，有時病情十分兇險甚至危及生命。CRMO 就是一種發(fā)生于兒童的無菌性慢性炎性疾病，主要累及骨骼。當前全球報道病例僅略多于 500 例，但一般認為本病很有可能漏診和漏報，因為大眾和學界對其認識不足、缺少經(jīng)過驗證的診斷標準，同時太多國家沒有條件收集數(shù)據(jù)。患者的病灶部位的放射學檢查結果，包括股骨遠端和脛骨近端硬化邊緣的溶骨性病變，伴有輕度骨膜反應（箭頭），股骨遠端和脛近端干骺端病變（星號）（上圖）和橈骨遠端硬化邊緣的溶解性病變（箭頭）（下圖），引自 Wang et al., 2023, Immunity 56, 1485–1501大量數(shù)據(jù)顯示，即使以目前最優(yōu)化管理方案治療，該病也有半數(shù)患者殘留后遺癥損害，包括慢性疼痛、骨骼畸形、肢體不等長等。軀體上遺留的畸形外觀，會對患者的精神心理產生很大影響。臨床診斷有了，鄭主任隨即根據(jù) CRMO 的遺傳特征，為思思進行了遺傳測序檢查，期待能夠真正找出病因、解決根本問題。但返回的遺傳測序陰性診斷報告，讓后續(xù)的治療一下陷入了困境——致病基因找不到，那就無法治愈。在 CRMO 的治療上，目前國內外并沒有一致的治療標準，也缺乏隨機對照實驗的療效研究。在沒有找到致病基因位點、對因下藥的情況下，治療 CRMO 的主要目標只能是緩解臨床癥狀，治法和其他無菌炎癥類疾病無異。第一種就是非甾體抗炎藥物（NSAIDs），也就是目前 CRMO 的一線治療藥物。幾乎所有 NSAIDs，如吲哚美辛、萘普生等等，對 CRMO 患者均有療效，但同時研究表明，NSAIDs 不是累及脊椎骨或有關節(jié)炎的 CRMO 患者治療的最佳選擇——思思就是這類患者。二磷酸鹽類，是可供選擇的另一種主要治療藥物，取其能抑制破骨細胞的骨吸收作用來保護患者的骨骼。但應用此類藥物，都是套用成骨不全癥的方法來治 CRMO。一方面，劑量、給藥間隔時間都還不明確，另一方面有文獻報道停藥 8 年之久后，在患者尿液中竟檢驗出二磷酸鹽的代謝終產物，應用此類藥物治療青少年 CRMO 的長期副作用需要更深一步的探索研究。另外，腫瘤壞死因子-α 拮抗劑、糖皮質激素也可緩解患者的病情，但是因糖皮質激素藥理學特征，限制了其劑量和持續(xù)時間，且青少年患者更應慎重考慮長期使用糖皮質激素治療，會給患兒生長帶來的不良副反應。而且即便癥狀緩解，CRMO 復發(fā)概率依然相當高。就因為思思反復的癥狀和找不到致病基因陷入困惑之時，鄭主任突然想到了一個「救星」：3 年前在學術會議上結識的浙江大學生命科學研究院研究員，周青教授，他的實驗室面對這樣的「陰性病例」有著更為豐富的經(jīng)驗。思思的病情和測序報告，就這樣發(fā)送到了浙大的實驗室。思思的基因檢測報告是陰性的，很可能就是攜帶了未知的突變基因——尚未在人類的疾病信息庫里「備案」。拿到了思思的全外顯子組測序報告，周青實驗室、浙江大學良渚實驗室俞曉敏課題組聯(lián)合開展研究，根據(jù)詳盡的測序結果，對每一個出現(xiàn)罕見變異的位點，進行更細致的篩查分析。隨后團隊發(fā)現(xiàn)，思思的 IL1R1 基因上攜帶了一個新發(fā)突變。而這個位點，讓人覺得分外「面熟」。美國國立衛(wèi)生研究院曾發(fā)現(xiàn)一種類似疾病，命名為白細胞介素-1 受體拮抗劑缺陷?。―IRA），他們在患者身上鑒定出致病基因 IL1RN 缺陷，并最終成功治愈。IL-1R1 與 IL-1RN 可以說是「一根繩上的螞蚱」，處于相同白細胞介素-1（Interleukin-1，IL-1）信號通路上，這條通路是機體調控炎癥和免疫反應的關鍵之一。IL-1 和它的受體 IL-1R1 相互作用，將會激活免疫細胞和炎癥反應。而 IL1RN 基因編碼的 IL-1Ra 是 IL-1R1 信號通路的拮抗因子，與 IL-1α/β 競爭性結合 IL-1R1，負向調控這條炎癥通路。IL-1 信號通路（圖片由周青實驗室創(chuàng)作，使用需經(jīng)過作者同意）而且思思的癥狀，恰與報道中的這位 DIRA 患者類似。這些信息強烈地提示，王俊博士找到的這個 IL1R1，是藏在思思體內重要嫌犯。為了確定這個突變的致病性，團隊里的王宇沙博士對這個突變展開了一系列的功能研究和分析。研究人員檢測了思思的基因突變位點并進行了一系列體外實驗研究經(jīng)歷了幾個月的探索嘗試，針對突變 IL-1R1 的體外研究終于有了發(fā)現(xiàn)。如果我們把 IL-1R1 在體內驅動炎癥比作開車，那么 IL-1α/β 控制著「油門」 ，而 IL-1Ra 控制著「剎車」。如果它踩向「油門」，炎癥反應就激活；踩向「剎車」，炎癥反應就抑制。而在思思身體里，IL-1R1 的關鍵位點 K131 發(fā)生突變，而這個位點恰好處于 IL-1R1 踩「剎車」的「腳」上——原本攜帶正電荷的賴氨酸，突變?yōu)閹ж撾姷墓劝彼?，讓電荷逆轉，踩不下「剎車」。 
IL-1R1 中突變位點的正電荷屬性對其與 IL-1Ra 的相互作用至關重要于是，只有油門沒有剎車，炎癥就一路狂飆，血清中高濃度的炎癥因子進一步促進了破骨細胞的分化，導致關節(jié)處的骨溶解，造成骨髓炎和多處關節(jié)炎的反復發(fā)作。研究團隊將這種由 IL-1R1 突變導致的新型自身炎癥性疾病，命名為 LIRSA（Loss of IL-1R1 Sensitivity to IL-1Ra）。將最新研究出來的致病機制和治療方案上報后，經(jīng)過多輪專家論證、醫(yī)院倫理委員會的批準和思思父母的知情同意，研究人員將靶向 IL-1β 的卡那單抗（canakinumab）注射到思思體內。她的骨髓炎減輕了，關節(jié)腫痛明顯緩解，生活狀態(tài)和健康人無異。治療之前因膝關節(jié)疼痛而難以正常行走的她，在治療后身高也開始明顯增長。目前，有三類針對 IL-1 信號通路過度激活的治療藥物：阿那白滯素（Anakinra）、卡那單抗（Canakinumab）和利那西普（Rilonacept）。思思使用的 Canakinumab（卡那單抗）是一種人源單克隆抗體，與人白細胞介素-1β（IL-1β）具有高親和力和選擇性結合，并通過阻斷其與受體的相互作用來中和 IL-1β 的活性。但仍然不完美的問題在于，它無法結合抑制 IL-1α。利那西普是由 IL-1R1 和 IL-1RAP 蛋白片段改造的融合蛋白，可以像一個「陷阱」一樣捕獲「油門」——IL-1α 和 IL-1β 而發(fā)揮作用。但該藥依然并非完美，還存在問題：
野生型的 IL-1R1 不僅鎖油門，也無差別結合 IL-1Ra，影響剎車，這樣就會中和病人體內發(fā)揮抑炎作用的「剎車」，自身本來有的剎車被限制了，也就降低了抑制炎癥通路的最終效果。受 LIRSA 的啟發(fā)，研究團隊將 IL-1R1上的 K131E 突變引入利那西普，阻斷「陷阱」對于「剎車」的捕獲。
這一設計，讓利那西普限制自身剎車的短板被有效解決，在分子層面更為精準，對抑制 IL-1α 和 IL-1β 導致的炎癥效果明顯提升。相關論文今年已以 Identification of an IL-1 receptor mutation driving autoinflammation directs IL-1-targeted drug design 為題發(fā)在上 Immunity（IF 32.4）。創(chuàng)新設計后的藥物取名為 Rilabnacept（利來西普），一系列的體外實驗和動物實驗也證明：在同等給藥量時，相比此前已用于臨床的前述藥物，利來西普能產生更好的治療效果。這個從一個給思思帶來病痛的基因突變里脫胎而出的藥物，極有可能在不久的將來，就能開始讓更多患者獲得有效治療。特別致謝：感謝浙江大學生命科學研究院周青研究員團隊博士后 王宇沙、王俊 對本文的重要貢獻
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