Nature Communications最新研究成果：IL-26，从炎性因子到核内转录共激活因子，重塑肿瘤微环境的新角色

免疫检查点阻断（ICB）疗法在错配修复缺陷型结直肠癌中虽有效，但超半数患者面临原发性耐药。本研究发现，IL-26是驱动这一耐药的核心因子。肿瘤浸润的CD8⁺ T细胞在ICB治疗后大量产生IL-26，该因子不依赖常规细胞表面受体，而是直接穿膜进入癌细胞核，与STAT1结合并协同NF-κB/AP-1，招募BRD4、诱导H3K27ac富集，对CXC趋化因子基因座进行表观遗传重编程，引发CXCL1/2/3/7表达剧增，进而大量招募免疫抑制性中性粒细胞，强力抑制CD8⁺ T细胞抗肿瘤活性，最终导致ICB耐药。靶向IL-26的中和抗体或BRD4抑制剂JQ1可有效阻断此链条，恢复PD-1抗体的疗效。该研究不仅揭示了IL-26作为核内表观调控因子的全新功能，也为克服结直肠癌免疫耐药提供了明确的干预策略。

《Nature Communications》（简称 “Nat Commun”）是自然科研（Nature Research）旗下的国际顶级开放获取（Open Access）综合性学术期刊，2010年正式创刊，旨在发表自然科学领域（涵盖生物、化学、物理、地球科学、医学等）具有重要科学意义、但未达到《Nature》主刊突破性高度的原创研究成果，填补了顶级主刊与专业子刊间的发表空白。

出版周期：Weekly；

影响因子：2024-2025最新影响因子为15.7，五年影响因子为17.2；

ISSN：2041-1723；

发文量：2024 年发文量为10749篇；

版面费：$6790.00/篇；

一、研究背景

免疫检查点阻断（ICB）疗法，尤其是PD-1/PD-L1通路抑制剂，通过激活CD8⁺ T细胞的抗肿瘤活性，在多种恶性肿瘤中取得了突破性疗效。在结直肠癌中，错配修复缺陷型（MMRd）肿瘤因具有较高的突变负荷和丰富的免疫细胞浸润，被认为对ICB治疗较为敏感。然而，临床研究表明，即使在这一理论上优势的人群中，仍有超过50%的患者对PD-1/PD-L1阻断疗法表现为原发性耐药，其潜在机制至今尚未被充分阐明，严重制约了ICB疗法在结直肠癌中的临床获益。

肿瘤引发的炎症（TEI）是影响ICB疗效的双刃剑：适度的炎症可增强免疫应答，而过度或失调的炎症则可能塑造免疫抑制微环境，削弱治疗效果。近年研究发现，中性粒细胞在多种肿瘤中的大量浸润与免疫抑制密切相关，但其在结直肠癌，尤其是MMRd型中对ICB耐药的具体贡献仍不清楚。与此同时，Th17/Tc17型T细胞产生的炎症因子IL-17、IL-22和IL-26在结直肠癌的炎症网络中频繁出现，并与肿瘤预后不良相关。然而，这些因子是否直接参与肿瘤细胞的恶性转化和免疫重塑，以及其作用机制是否涉及表观遗传层面的调控，一直是领域内悬而未决的关键问题。

此外，越来越多的证据表明，炎症因子可通过诱导肿瘤细胞的表观遗传重塑来推动癌症进展，但T细胞来源的炎症信号如何改写癌细胞染色质状态，进而影响整个肿瘤免疫微环境，仍有待深入探索。IL-26作为一种在人类中特有的Th17/Tc17型细胞因子，其在前述炎症网络中的具体角色和潜在的表观调控功能尚不明确，这使得IL-26成为一个极具研究价值但尚未被充分挖掘的靶点。

二、关键技术总结

单细胞转录组测序解析IL-26⁺ T细胞特征

研究利用公共数据库中的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据，对接受PD-1抗体治疗的MMRd结直肠癌患者肿瘤浸润T细胞进行精细分型。通过差异表达基因分析和基因集富集分析，研究者发现IL-26⁺ CD8⁺ T细胞在非应答者中显著富集，并同时高表达组织驻留记忆T细胞（TRM）、耗竭T细胞（TEX）和Tc17细胞特征基因，表明这类细胞兼具抗肿瘤活性与免疫抑制潜能的独特表型。此外，细胞互作分析揭示IL-26⁺ T细胞与CD14⁺髓系细胞存在强相关性，提示IL-26可能通过趋化因子网络重塑肿瘤免疫微环境。这一单细胞层面的系统表征，为后续机制研究提供了明确的功能细胞群靶标。

人源IL-26转基因小鼠模型验证体内功能

由于小鼠基因组中天然缺乏IL-26基因，研究者采用了携带人源IL-26细菌人工染色体（BAC）的转基因小鼠（hIL-26Tg）进行体内功能验证。在MC38皮下移植瘤模型和AOM/DSS诱导的结肠癌模型中，hIL-26Tg小鼠在抗PD-1治疗下表现出明显的耐药表型，伴随肿瘤内Ly6G⁺中性粒细胞的大量浸润以及CD8⁺ T和NK细胞的减少。通过IL-26中和抗体和Ly6G清除抗体的干预实验，研究者证实了IL-26-中性粒细胞轴是驱动ICB耐药的关键通路。此外，CXCR2阻断实验进一步确认了该趋化因子受体在中性粒细胞招募中的核心地位，为靶向治疗提供了体内证据。

染色质分析揭示IL-26驱动的表观遗传重编程

为阐明IL-26调控趋化因子表达的分子机制，研究者采用了一系列表观遗传学技术。染色质免疫共沉淀测序（ChIP-seq）显示，IL-26协同TNF和IL-1β刺激后，CXC趋化因子基因座（CXCL1/2/3/7）区域出现H3K27ac和BRD4的显著富集，表明这些基因座被激活为高度转录活性的染色质状态。同时，核质分离和免疫共沉淀实验证实IL-26可直接转位进入细胞核，并与STAT1、NF-κB和AP-1形成转录复合物。MEME基序分析进一步鉴定了这些区域的转录因子结合基序，而BRD4抑制剂JQ1可有效逆转这一表观遗传改变，验证了IL-26-BRD4轴在趋化因子基因转录调控中的核心作用。

三、主要研究成果

1、IL-26⁺ T细胞的鉴定与特征

研究者首先对GSE205506数据集中接受抗PD-1治疗的MMRd CRC患者进行单细胞转录组分析，比较了三种Th17/Tc17型细胞因子（IL17A、IL22、IL26）在肿瘤浸润T细胞中的表达差异。发现在CD8⁺ T细胞中，IL26是在非应答（non-pCR）患者中上调最显著的细胞因子，而IL17A和IL22在应答（pCR）与非应答组之间无显著差异。这一结果表明，在ICB治疗背景下，IL-26相较于其他17型细胞因子具有独特的耐药相关性。通过差异表达基因分析，研究者对IL-26⁺ T细胞进行了分子层面的表型鉴定，结果显示IL-26⁺ CD8⁺ T细胞并非单一的耗竭或记忆表型，而是一种兼具组织驻留记忆特征和细胞毒性潜能、同时处于耗竭前体状态的独特功能性T细胞亚群。通过UMAP聚类分析，研究者发现非应答者与应答者的CD8⁺ T细胞亚群分布存在显著差异。在非应答者中，带有分裂增殖特征（mitotic）且表达IL-26的T细胞簇被显著富集，提示ICB治疗可能特异性激活这群细胞并诱导其增殖和IL-26的产生。GO富集分析显示，IL-26⁺ T细胞（尤其是CD8⁺亚群）的差异表达基因在"单核细胞趋化"和"粒细胞迁移"相关生物学过程中显著富集。进一步分析证实，IL-26⁺ CD8⁺ T细胞的浸润与CD14⁺髓系细胞比例呈正相关。随后整合了GSE179784队列与GSE205506，在更大队列的伪批量分析中确认：无论在CD8⁺ T细胞还是整体肿瘤水平，非应答者中IL26的表达均显著高于应答者，验证了IL-26作为ICB耐药相关标志物的可靠性。这揭示MMRd CRC抗PD-1治疗的非应答者中，存在一类独特的IL-26⁺ CD8⁺ T细胞。该类细胞兼具TRM/TEX/Tc17三重表型特征，其浸润与髓系炎症密切相关，提示IL-26可能是连接T细胞应答与髓系免疫抑制之间的关键分子桥梁。

图1、ICB耐药性结直肠癌中的肿瘤特异性17型T细胞

2、IL-26在ICB治疗耐药中发挥关键作用

为验证IL-26是否直接驱动ICB耐药，研究者利用人源IL-26转基因小鼠模型展开体内功能验证。首先发现，抗PD-1治疗可显著诱导肿瘤组织IL26表达升高，且这一来源主要为CD8⁺ T细胞：分选和清除实验均证实，CD8⁺ T细胞是肿瘤微环境中IL-26的主要生产者，而离体共培养进一步证明PD-1阻断可直接触发CD8⁺ T细胞启动IL-26表达。随后，流式分析揭示hIL-26Tg小鼠在抗PD-1治疗后，肿瘤内Ly6G⁺中性粒细胞显著增多，而CD8⁺ T细胞和NK细胞明显减少，形成了"促炎髓系增多、抗肿瘤淋巴减少"的免疫格局。肿瘤生长曲线显示，抗PD-1在WT小鼠中疗效显著，但在hIL-26Tg小鼠中疗效明显减弱，且这种耐药差异仅在ICB治疗条件下出现，提示IL-26特异性地抵消了PD-1阻断的治疗获益。机制上，IL-26通过上调CXC趋化因子招募CXCR2⁺中性粒细胞，这些肿瘤源性中性粒细胞高表达Arg1和Tgfb，可在体外直接抑制CD8⁺ T细胞增殖。功能挽救实验证实，无论是用抗IL-26中和抗体、Ly6G清除抗体还是CXCR2阻断剂干预，均可显著减轻中性粒细胞积聚并恢复抗PD-1疗效，在MC38移植瘤和B16-OVA抗原特异性模型中均得到一致验证。综上所述，该段研究确立了一条完整的耐药环路：ICB→CD8⁺ T细胞→IL-26→中性粒细胞→CD8⁺ T抑制→ICB耐药，揭示了IL-26-中性粒细胞轴是驱动ICB治疗失效的关键机制。

图2、IL-26在ICB治疗耐药中发挥关键作用

3、IL-26与结直肠癌中的中性粒细胞浸润相关

在明确了IL-26驱动ICB耐药的体内功能后，研究者进一步利用临床样本和大规模公共数据库，验证IL-26与结直肠癌中CXC趋化因子及中性粒细胞浸润的临床相关性。首先，通过单细胞测序分析未经治疗的CRC患者肿瘤与正常组织，发现IL26在肿瘤区域的表达显著高于正常组织，在MMRd和MMRp两种亚型中均成立。IL-26⁺细胞主要定位于CD4⁺和CD8⁺ T细胞簇，且这些细胞共表达IL17A、RORC、CCR6、CD161等Th17/Tc17标志基因，与前期发现一致。随后，研究者利用TCGA-COAD数据库对481例CRC患者的RNA-seq数据进行分析，将患者按IL26表达水平分为高、低两组，结果显示IL26高表达组的CXCL1、CXCL2、CXCL3和CXCL7表达水平均显著高于低表达组，且这一关联同样在IL17A和IL22高表达组中存在，提示17型细胞因子家族与CXC趋化因子网络存在普遍关联。值得注意的是，该趋势不仅限于结直肠癌，在胃癌和食管癌中也观察到IL26高表达与CXC趋化因子上调的显著相关性。最后，通过组织微阵列免疫组化染色，研究者直接在蛋白层面验证了IL-26与中性粒细胞的关系：IL-26阳性细胞数与髓过氧化物酶（MPO）阳性细胞数在82个CRC肿瘤核心中呈显著正相关。综上所述，IL-26在CRC肿瘤组织中富集表达，其水平与CXC趋化因子的过表达及中性粒细胞浸润呈紧密正相关，这一关联在多个消化道肿瘤类型中具有普适性，为前述小鼠模型中观察到的IL-26-中性粒细胞炎症轴提供了坚实的临床证据支撑。

图3、IL-26与结直肠癌中的中性粒细胞浸润相关

4、IL-26驱动CXC趋化因子的大量产生

在明确了IL-26与CXC趋化因子及中性粒细胞浸润的临床相关性后，研究者进一步在细胞和分子层面解析其驱动趋化因子大量产生的机制。首先，在CRC细胞系中发现IL-26单独刺激对CXCL表达影响微弱，但与TNF和IL-1β协同作用后可将CXCL1表达放大八倍以上，且IL-26的诱导强度显著优于IL-17、IL-21和IL-22等其他17型细胞因子。机制探索揭示，IL-26不依赖其经典受体IL-10RB/IL-20RA信号通路，STAT3抑制剂对其无影响，而STAT1抑制剂可显著阻断其效应。进一步研究发现，IL-26凭借其穿膜肽样特性直接转位进入细胞核，与STAT1直接结合，并协同由TNF/IL-1β激活的NF-κB和AP-1转录因子，共同招募BRD4至CXC趋化因子基因座。ChIP-seq证实，IL-26刺激后CXCL1/2/3/7基因座H3K27ac和BRD4富集显著增强，且这些区域富集NF-κB、AP-1和STAT1结合基序。STAT1或BRD4的siRNA敲低均可显著抑制IL-26诱导的CXCL1产生。功能验证显示，BRD4抑制剂JQ1可广泛降低BRD4在CXC基因座上的占据，并剂量依赖性地抑制CXCL1表达。综上，该段研究揭示IL-26通过一条非经典通路驱动趋化因子风暴：穿膜入核→结合STAT1→协同NF-κB/AP-1→招募BRD4→H3K27ac修饰→CXC趋化因子转录暴增。这一表观遗传重编程机制阐明了IL-26如何将炎症信号转化为持续性的趋化因子输出，为靶向BRD4逆转IL-26驱动的免疫抑制微环境提供了分子依据。

图4、IL-26驱动CXC趋化因子的大量产生

5、BRD4抑制在hIL-26Tg小鼠中抑制结直肠癌

在完整阐明了IL-26驱动趋化因子风暴的表观遗传机制后，研究者最终在体内验证靶向该通路下游关键分子BRD4能否逆转IL-26介导的免疫耐药。在MC38皮下移植瘤模型中，hIL-26Tg荷瘤小鼠接受抗PD-1联合BRD4抑制剂JQ1治疗后，肿瘤生长被显著抑制，疗效明显优于抗PD-1单药组；同时，肿瘤内中性粒细胞浸润大幅减少，Cxcl1、Cxcl2、Cxcl3和Cxcl7的表达均显著下调。为排除单一移植瘤模型的局限性，研究者进一步在AOM/DSS诱导的结肠炎相关结直肠癌模型中验证：该模型更接近人类散发性CRC的炎症驱动发病过程。结果显示，JQ1给药同样显著减少了hIL-26Tg小鼠的结肠息肉数量，并有效降低了中性粒细胞浸润和CXC趋化因子的过度表达，与MC38模型的结果高度一致。这两组体内实验形成了完美的互补——移植瘤模型验证了JQ1对已建立肿瘤的治疗效果，AOM/DSS模型则验证了JQ1对炎症驱动肿瘤发生的预防性干预作用。综上，研究证明：BRD4是IL-26-中性粒细胞炎症轴的关键下游执行分子，其抑制剂JQ1可通过阻断表观遗传重编程，有效逆转IL-26驱动的趋化因子表达、中性粒细胞招募和免疫抑制微环境，恢复抗PD-1治疗敏感性。该发现将BRD4确立为克服IL-26相关ICB耐药的可行治疗靶点，为后续临床转化提供了有力的临床前依据

图5、BRD4抑制在hIL-26Tg小鼠中抑制结直肠癌

四、研究的意义及不足

本研究首次系统揭示了IL-26作为非经典核内表观调控因子驱动结直肠癌ICB耐药的全新机制，具有重要的理论突破和转化价值。理论上，该发现颠覆了传统细胞因子仅通过细胞表面受体信号传导的认知框架，将IL-26的功能范式从“胞外炎症介质”拓展至“核内转录共激活因子”，为理解细胞因子如何在染色质层面重塑肿瘤微环境提供了新视角。机制上，研究完整阐明了“CD8⁺ T细胞来源的IL-26→核转位→STAT1/NF-κB/AP-1/BRD4复合物→H3K27ac表观重编程→CXC趋化因子暴增→中性粒细胞招募→CD8⁺T抑制→ICB耐药”的完整信号链条，揭示了炎症、表观遗传与免疫逃逸之间的交叉调控网络。转化层面，研究通过抗IL-26中和抗体和BRD4抑制剂JQ1在多种动物模型中的干预验证，明确提出了两个可干预的靶点，为MMRd结直肠癌及潜在其他IL-26高表达消化道肿瘤克服ICB耐药提供了切实可行的治疗策略。

然而，研究虽取得重要突破，但仍存在若干局限。首先，IL-26是人类特有的细胞因子，小鼠基因组中天然缺乏该基因，研究者虽采用hIL-26Tg转基因小鼠进行补偿，但该模型中IL-26的表达受BAC转基因调控，无法完全模拟人类中IL-26在生理和病理状态下的时空表达模式。其次，中性粒细胞的功能异质性未得到充分解析，研究将其整体视为免疫抑制群体，但肿瘤相关中性粒细胞具有N1抗肿瘤和N2促肿瘤的功能两极分化，本研究中浸润的中性粒细胞是否全部为抑制性亚型尚不明确。第三，IL-26的核转位机制尚未被完全阐明——穿膜肽样特性是其入核的充分条件还是必要条件，是否存在主动转运机制，仍需进一步研究。此外，体外实验中IL-26诱导趋化因子表达的效应依赖于外源性TNF和IL-1β的加入，提示IL-26可能仅作为“放大器”而非“启动者”，其在缺乏炎症背景的肿瘤中是否仍具相同功能值得探讨。最后，IL-26中和抗体和BRD4抑制剂尚未进入CRC临床验证阶段，其安全性、有效性和联合用药方案有待后续临床试验检验。

参考文献：

Itoh, T., Hatano, R., Hasegawa, Y. et al. IL-26-driven epigenetic remodeling promotes immune evasion in colorectal cancer. Nat Commun (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-75754-7.