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本文综述了多发性硬化(MS)治疗中极具潜力的靶点——脂质运载蛋白-2(LCN2)。LCN2是参与铁稳态和先天免疫的25-kDa糖蛋白，在调节外周免疫反应和中枢神经系统(CNS)神经炎症中扮演关键角色。文章详述了LCN2在T细胞(T-cell)、单核细胞/巨噬细胞(monocyte/macrophage)和中性粒细胞(neutrophil)功能调控中的作用，及其对血脑屏障(BBB)、少突胶质细胞(oligodendrocyte)和小胶质细胞(microglia)的影响。临床证据表明，脑脊液(CSF)和血清(serum)中LCN2水平与MS疾病严重程度和活动性相关，是潜在的生物标志物(biomarker)。靶向LCN2的治疗在实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型(EAE model)中显示出改善疾病预后的潜力，有望成为同时调节免疫和神经炎症的新型治疗策略。文章也指出了将其转化为临床应用面临的挑战，如区分LCN2的病理性与生理性功能。
2 LCN2在MS中的外周免疫反应调控
在MS的病理生理学中，LCN2对外周免疫反应的调控至关重要。LCN2在先天性免疫中的作用，特别是调节巨噬细胞、中性粒细胞和T细胞的活动和极化，与其调节MS病理学中的炎症反应和介导免疫细胞串扰的能力相关。免疫功能失调是MS的特征，表现为自身反应性T细胞和单核细胞浸润到中枢神经系统(CNS)，引发炎症级联反应和神经元损伤。越来越多的证据揭示了LCN2与各种免疫细胞群之间复杂的相互作用，突显了它在疾病起始和进展中的重要作用。
LCN2对T细胞反应的影响是MS发病机制的关键因素。LCN2水平升高与T细胞分化模式的改变显著相关，通过直接和间接机制促进致病性辅助性T细胞(Th1)和辅助性T细胞17(Th17)的发育。在MS的动物模型，即实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)中，LCN2通过促进髓鞘少突胶质细胞糖蛋白(MOG)特异性T细胞增殖，并通过Rorc（编码RORγt）和Tbet（编码T-bet）等转录因子上调白细胞介素-17(IL-17)和干扰素-γ(IFN-γ)，来增强致脑炎T细胞反应。这种对Th1和Th17免疫反应的扩增促进了疾病进展。基因上消除Lcn2可减少炎症浸润，减轻神经炎症，并限制脱髓鞘，进一步强调了其在CNS和外周免疫中的致病作用。除了在T细胞激活中的作用外，LCN2还增强了先天性免疫细胞的抗原呈递，从而在更广泛的免疫学背景下塑造T细胞反应。
LCN2对髓系细胞群的影响，特别是对单核细胞、树突状细胞和中性粒细胞的影响，是其在MS中免疫调节功能的另一个关键方面。LCN2显著增强单核细胞的趋化性，并驱动其向促炎的M1巨噬细胞表型分化。在EAE模型中，功能失调的脂肪细胞通过氧化还原依赖机制释放LCN2。这会促进M1样巨噬细胞浸润和脂肪组织纤维化，这些特征与恶病质表型一致。脂肪组织特异性Lcn2缺陷可减轻EAE小鼠的体重下降和脊髓中炎症性巨噬细胞浸润，而敲低Lcn2表达则可限制炎症引起的脂解反应。这些发现表明，LCN2在将脂肪功能障碍与神经炎症联系起来方面发挥作用，从而促进了MS的发病机制。活化的巨噬细胞进一步加剧了血脑屏障(BBB)破坏和中枢神经系统炎症。同样，LCN2影响树突状细胞的成熟和抗原呈递能力，显著影响T细胞的启动和激活。这形成了一个持续炎症反应的正反馈循环，强化了其在MS进展中的作用。
鉴于其最初被发现是中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)，LCN2对中性粒细胞功能的影响尤其值得关注。LCN2蛋白调节中性粒细胞行为的多个方面，包括它们募集到炎症部位、存活、激活，以及脱颗粒和中性粒细胞胞外陷阱(NET)形成等特殊功能。值得注意的是，在病毒诱导的MS动物模型中，LCN2在中性粒细胞中的表达显著富集。随后LCN2的上调与趋化因子CXCL9和CXCL10的表达增加有关，这促进了T细胞的募集并加剧了T细胞介导的脱髓鞘。此外，LCN2与基质金属蛋白酶-9(MMP-9)形成复合物，稳定MMP-9免受降解并增强其酶活性，从而导致了研究中观察到的加剧的炎症反应和脱髓鞘。在EAE模型中，LCN2在外周次级淋巴器官中的表达显著升高，其中中性粒细胞是LCN2的关键来源，而树突状细胞则表达LCN2受体24p3R，这表明LCN2-24p3R相互作用可能在抗原呈递和T细胞激活中发挥作用。
中性粒细胞在MS相关菌群失调中观察到的肠道炎症中也扮演了关键角色。在EAE小鼠中，大肠中的中性粒细胞浸润显著增加，同时粪便LCN2水平升高，后者是肠道炎症的生物标志物。中性粒细胞的募集由白细胞介素-17A(IL-17A)信号介导，而该信号主要由肠道浸润的Th17细胞产生。一旦进入肠道黏膜，中性粒细胞会释放中性粒细胞弹性蛋白酶和活性氧等抗菌蛋白，从而破坏微生物稳态，导致菌群失调。这些发现表明，中性粒细胞浸润可能通过肠道炎症和菌群失衡，将肠道免疫失调与中枢神经系统自身免疫联系起来。
蛋白质组学分析显示，与健康对照相比，MS患者中性粒细胞内LCN2丰度显著增加，表明MS中存在增强的炎症状态。LCN2是中性粒细胞次级颗粒的关键成分，其在MS中性粒细胞中的水平升高，并与激活标志物CD11b和CD66b的增加相关，表明炎症活性增强。此外，LCN2有助于中性粒细胞驱动的适应性免疫失调。当来自MS患者的中性粒细胞与T细胞共培养时，这些中性粒细胞无法限制T细胞的炎症激活，而来自健康供体的中性粒细胞则能够控制T细胞的激活。这些发现凸显了LCN2作为MS中性粒细胞功能障碍的潜在生物标志物，以及它对疾病相关免疫失调的贡献。
外周LCN2水平的变化可能作为免疫激活和疾病进展的有价值的指标。此外，LCN2在多种免疫细胞群中的广泛影响表明，靶向LCN2或其信号通路可能为MS治疗提供一种综合方法，有可能同时针对多种致病机制。
3 LCN2与MS中的神经炎症
LCN2在神经炎症中的核心作用是中枢神经系统( CNS )内MS病理生理学的一个关键方面。LCN2表达在神经炎症发作期间显著上调，其中星形胶质细胞是中枢神经系统中该蛋白质的主要来源。这种表达增加与MS患者和EAE模型的疾病进展和严重程度密切相关。在神经炎症条件下，星形胶质细胞是LCN2的主要细胞来源，在促炎介质如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)和白细胞介素-17(IL-17)的刺激下，其产生显著增加。星形胶质细胞来源的LCN2通过自分泌信号传导参与自我持续的炎症循环，驱动持续的星形胶质细胞反应性，其特征是形态变化和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)表达增加。由此产生的反应性星形胶质细胞通过释放额外的促炎介质进一步放大炎症级联反应。
LCN2在加剧MS病理生理学中的神经炎症方面的作用已在多个实验模型中得到证实。在EAE小鼠中，星形胶质细胞中的LCN2表达在疾病发作时显著增加，导致趋化因子（包括CXCL10和CCL2）的产生增加。这些趋化因子促进了外周免疫细胞穿过血脑屏障的浸润，加剧了神经炎症。Lcn2基因敲除(KO)的EAE小鼠与野生型(WT)小鼠相比，表现出降低的临床严重程度评分和减弱的神经炎症反应。支持这些发现，另一项研究表明，Lcn2敲除EAE小鼠的神经炎症减少，脱髓鞘明显减少，尽管KO和WT小鼠之间的总体临床评分相似。这种选择性改善髓鞘保存进一步强调了LCN2在MS相关病理学中的特定作用。此外，在EAE模型中，LCN2是运动和感觉皮层中表达差异最大的基因之一。在铜宗脱髓鞘模型中，星形胶质细胞来源的LCN2的增加被一致认为是胼胝体、海马和皮层等多个脑区炎症性星形胶质细胞的标志物。
LCN2对再髓鞘化过程的有害影响与其对少突胶质细胞生物学的影响有关。LCN2对少突胶质细胞的分化、增殖、存活和功能产生负面影响。此外，LCN2上调TNF-α和MMP-9的表达，直接损害少突胶质细胞的髓鞘形成能力。在神经元-胶质细胞共培养实验中，重组LCN2处理以剂量依赖性方式减少了髓鞘形成。此外，在铜宗模型中敲低LCN2可保留胼胝体中的白质完整性，并在恢复期促进再髓鞘化，而在野生型动物中未观察到这种积极结果。从机制上讲，LCN2通过激活SLC22A17/早期生长反应蛋白1信号通路损害少突胶质细胞前体细胞分化。
然而，关于LCN2在少突胶质细胞调节中的作用，文献中存在一些相互矛盾的发现。使用星形胶质细胞特异性Lcn2缺失的研究表明，尽管这些条件性敲除小鼠与野生型动物相比临床评分有所改善，但EAE模型中成熟和祖代少突胶质细胞水平均降低。此外，在铜宗+EAE组合模型中，Lcn2敲除小鼠表现出矛盾的神经炎症和脱髓鞘增加。这些看似矛盾的结果很可能反映了LCN2对髓鞘形成的时间依赖性影响，因为该蛋白质主要影响活跃髓鞘化的少突胶质细胞，一旦髓鞘形成完成，其影响就微乎其微了。
在MS和EAE中，LCN2表达在受影响的中枢神经系统区域持续增加；然而，其功能作用似乎因疾病背景和实验条件而异。EAE中报告的不同结果很可能反映了分析时间上的差异，因为LCN2在急性炎症期与疾病后期的慢性阶段可能发挥不同的作用。此外，EAE结果对诱导方案、疾病严重程度和所分析的中枢神经系统区域的差异很敏感，所有这些都可能影响LCN2对病变形成的明显贡献。重要的是，疾病模型之间的差异进一步塑造了LCN2相关效应。虽然EAE主要模拟脊髓的自免疫驱动炎症，但铜宗模型在没有外周免疫细胞浸润的情况下诱导原发性少突胶质细胞丢失和脑内源性脱髓鞘，从而揭示了LCN2互补的和特定背景的功能。LCN2对髓鞘形成的时间依赖性效应是因为该蛋白质主要影响活跃髓鞘化的少突胶质细胞，一旦髓鞘形成完成，其影响就微乎其微了。再加上LCN2细胞类型特异性表达的限制，仅限于反应性星形胶质细胞和浸润性髓系细胞的特定亚群，这些因素很可能是在不同研究中观察到LCN2效应多变且有时相反的基础。
LCN2诱导的MS病理学中的神经炎症还包括小胶质细胞活化、外周免疫细胞浸润增加和血脑屏障缺陷。LCN2对小胶质细胞功能的影响是MS神经炎症的另一个关键方面。小胶质细胞对LCN2水平升高的反应是采取促炎表型，其特征是促炎细胞因子和趋化因子的产生增加。体外用小胶质细胞处理LCN2会增加各种促炎细胞因子的释放，包括TNF-α。这种激活状态促进了外周免疫细胞进一步募集到中枢神经系统，有助于慢性炎症环境的建立。LCN2和小胶质细胞之间的相互作用似乎是双向的，因为活化的小胶质细胞也能产生LCN2，尽管水平低于星形胶质细胞。在Lcn2敲除EAE小鼠中，小胶质细胞的炎症激活减少，导致MS相关疾病病理减轻。
在MS进展过程中，血脑屏障完整性受到LCN2的显著影响。这种蛋白质通过多种机制导致血脑屏障破坏，包括调节紧密连接蛋白和调节基质金属蛋白酶表达。血脑屏障完整性的破坏促进了外周免疫细胞浸润到中枢神经系统，进一步加剧了炎症反应。此外，LCN2在铁跨血脑屏障转运中的作用为其参与神经炎症增添了另一层复杂性。在Lcn2敲除EAE小鼠中，小脑中的促炎细胞因子水平低于野生型EAE小鼠，而抗炎细胞因子则上调。
4 LCN2作为MS的生物标志物和治疗靶点
LCN2作为MS的生物标志物和治疗靶点的潜力已通过临床和临床前研究引起了广泛关注。来自人类研究的积累证据揭示了LCN2在不同MS亚型、疾病阶段和体液中的独特表达模式，突出了其作为诊断和预后生物标志物的潜力。
临床证据一致表明，与健康对照和其他神经系统疾病患者相比，MS患者脑脊液中LCN2水平升高。LCN2作为MS临床相关生物标志物的潜力已得到横断面和纵向人类研究积累证据的支持。根据疾病阶段、MS亚型和所分析的生物体液，LCN2可以作为诊断、预后和疾病监测的生物标志物。在脑脊液、血清和粪便样本中报告了LCN2的独特表达模式，反映了与MS病理相关的中枢和外周炎症过程。
LCN2已成为多发性硬化症，特别是复发缓解型MS(RRMS)的疾病活动性标志物。LCN2水平升高在急性复发期最为显著，突出了其作为活动性神经炎症生物标志物的潜力。脑脊液LCN2浓度的纵向分析进一步表明，与疾病进展和治疗反应存在显著相关性，支持了其作为治疗疗效监测生物标志物的价值。
虽然脑脊液测量提供了可靠的生物标志物数据，但血清LCN2测定提供了一种侵入性较小的替代方案，尽管结果变化更大。几项研究报告称，MS患者的血清LCN2浓度增加，特别是在疾病活动期。重要的是，血清LCN2水平与MRI疾病活动性标志物显著相关，加强了其用于疾病监测的潜在效用。循环miRNA-484水平降低也与LCN2浓度增加有关，并与MS患者更大的残疾相关。
除了在疾病监测中的作用外，LCN2还显示出作为诊断生物标志物的前景。血清和脑脊液中LCN2水平升高已被证明可以预测从临床孤立综合征(CIS)向临床确诊MS的转化，支持其在早期疾病识别中的效用。此外，脑脊液LCN2水平与MRI检测到的基底节铁积累密切相关，将LCN2与早期病理变化联系起来，对诊断具有重要意义。
在MS亚型中观察到了LCN2表达的独特模式。进展型MS，包括继发性进展型MS(SPMS)和原发性进展型MS(PPMS)，通常在脑脊液中表现出持续的LCN2升高，而RRMS患者则显示出与炎症性疾病活动性相对应的LCN2水平波动。这些亚型特异性的表达谱很可能反映了不同的病理机制，并可能改善疾病分类和预后预测。
遗传学研究已确定STK11（编码肝脏激酶B1(LKB1)）的单核苷酸多态性是MS风险因素，而LCN2在这种关联中发挥着核心作用。携带STK11多态性的非裔美国MS患者在脑脊液和血清中均表现出较高的LCN2水平，其浓度随着疾病进展而下降。值得注意的是，LCN2水平的变化可能预示着从RRMS向SPMS的转变，这表明疾病早期阶段LCN2升高与病理进展相关。
除了其神经学相关性，LCN2还作为MS相关全身并发症，特别是肠道菌群失调的生物标志物。RRMS患者始终表现出粪便LCN2水平升高，同时肠道炎症标志物增加。基于这些发现，最近的一项临床试验利用粪便LCN2作为终点，以评估旨在纠正MS患者肠道菌群失调的高纤维饮食干预的疗效。
LCN2的治疗靶向性已在临床前模型中得到积极研究，特别是在MS的EAE动物模型中。使用Lcn2缺陷小鼠的研究显示疾病严重程度降低，免疫反应改变，表明抑制LCN2可能具有治疗潜力。实验性干预已证明LCN2靶向疗法在MS相关病理中可能有益的多种机制，包括增强血脑屏障完整性、减少炎症细胞浸润、改变T细胞反应以及改变星形胶质细胞反应性。这些对外周免疫和中枢神经系统炎症的广泛影响表明，靶向LCN2可能克服现有治疗方法的局限性，因为现有疗法主要关注外周免疫抑制，而忽视了中枢神经系统病理。
尽管MS治疗取得了重大进展，但主要挑战仍然存在，特别是在解决疾病进展和神经变性方面。目前的疗法主要靶向外周免疫细胞以防止其浸润到中枢神经系统，而它们对常驻脑细胞的影响仍知之甚少。一线治疗，如干扰素-β和醋酸格拉替雷，可在一定程度上降低复发率，但对长期残疾的影响有限。二线疗法，包括那他珠单抗、阿仑单抗和奥瑞珠单抗，提供了更高的疗效，但伴有严重的风险，如进行性多灶性白质脑病和继发性自身免疫性疾病。较新的药物，包括1-磷酸鞘氨醇受体调节剂、富马酸二甲酯和抗CD20抗体，已显示出前景，但仍主要关注免疫调节而非直接神经保护。
那他珠单抗是一种治疗高活性RRMS的药物，其主要功能是通过阻断α4整合素受体（α4β1和α4β7整合素的α4亚基），阻止它们与内皮细胞上的血管细胞粘附分子-1(VCAM-1)相互作用，从而抑制白细胞趋化。值得注意的是，在EAE小鼠模型中，那他珠单抗给药降低了疾病发作期星形胶质细胞LCN2的表达，并降低了脑脊液LCN2水平，表明当前MS疗法与LCN2调节之间存在潜在的机制联系。鉴于LCN2在炎症和神经变性中已证实的作用，进一步探索其治疗潜力可能为解决MS发病机制提供新的策略。随着研究的进展，LCN2靶向方法可能提供一种同时针对多种疾病机制的手段，填补当前治疗方案的关键空白，并改善患者预后。
尽管有令人信服的临床前证据，但在人类中转化靶向LCN2提出了必须仔细考虑的重要挑战。LCN2在铁稳态、抗菌防御和组织保护，特别是在急性感染和全身性炎症期间，发挥着重要的生理作用。因此，完全或慢性全身性抑制LCN2可能带来风险，包括增加感染易感性或铁代谢失调。这些考虑因素反对将非选择性LCN2阻断作为MS的治疗策略。
虽然临床前研究支持LCN2在MS相关炎症和脱髓鞘中的致病性作用，但转化为人类疗法面临着根源于LCN2基本生理作用的重大挑战。Lcn2缺陷小鼠在感染模型中表现出细菌清除能力受损，而铁调节的破坏可能导致患有慢性炎症性疾病的患者出现额外的并发症。从转化角度来看，更可行的方法可能涉及部分调节LCN2信号、将时间限制在活动性炎症期，或细胞类型特异性靶向。中枢神经系统靶向递送系统、抗体工程和基于RNA的治疗方法的进展可能最终实现对致病性LCN2信号的选择性调节，同时保留其全身保护功能。
重要的是，生物标志物指导的患者分层可能会进一步提高治疗的可行性，即通过识别具有LCN2表达升高或持续表达的MS亚组，这些患者最有可能从LCN2导向的干预中获益。在这种背景下，LCN2靶向策略最好被视为辅助或精准疗法，补充现有的疾病修正治疗而非替代它们。总之，这些考虑因素强调了将LCN2生物学转化为安全有效的MS治疗方法的前景和复杂性。
5 结论和未来展望
LCN2因其亚型特异性表达和与疾病活动性的相关性，成为一种独特的生物标志物，在MS的诊断、疾病监测和治疗反应评估方面具有潜在应用前景。其在多种生物体液（脑脊液、血清和粪便）中的可检测性增强了其临床效用。除了其诊断潜力外，LCN2在MS发病机制中扮演着多方面的角色，影响T细胞反应、中性粒细胞动员、巨噬细胞极化、血脑屏障完整性和胶质细胞反应性。这种广泛的参与表明，LCN2靶向疗法有可能影响多种疾病机制，克服了当前主要关注外周免疫抑制而忽视中枢神经系统病理学的治疗方法的局限性。
越来越多的证据揭示了LCN2在MS中的重要性，突显了其在外周免疫失调和中枢神经炎症中的双重作用。患者体液中LCN2水平升高与疾病严重程度相关，而实验模型则证明了抑制LCN2的治疗益处。这些发现支持LCN2作为一个有前景的生物标志物和潜在的治疗靶点。未来的研究应侧重于将LCN2生物学转化为临床效用，优先考虑细胞类型特异性靶向策略，以抑制致病性星形胶质细胞LCN2，同时保留其有益功能。需要在MS亚型中进行标准化的纵向人类研究，以验证LCN2作为疾病进展和治疗反应的生物标志物。将多组学数据与先进的成像技术相结合，可能实现患者分层和个性化的LCN2靶向治疗。阐明LCN2在何时具有保护性、何时有害的机制研究，对于确定最佳治疗窗口至关重要。最后，鉴于LCN2在铁稳态和宿主防御中的作用，临床试验应根据LCN2谱对患者进行分层，评估联合疗法，并确保长期安全性。
