白細胞介素IL-2/IL-2R的發(fā)現(xiàn)發(fā)展歷史及在藥物開發(fā)上的應用

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1976年發(fā)現(xiàn)的IL-2，在整個免疫治療史上，有著不可替代的位置。Rosenberg稱之為第一個人類腫瘤有效的免疫治療方法。

一，IL-2/IL-2R受體里程碑研究

1976年 NCI腫瘤細胞生物學實驗室的RobertGallo，使用PHA刺激淋巴細胞產(chǎn)生條件培養(yǎng)基培養(yǎng)骨髓細胞，其中90%的T細胞長達9個月的生存維持。在此之前，原代T細胞無法體外培養(yǎng)，是免疫學發(fā)展的巨大瓶頸性技術(shù)問題。這個未被純化的成分稱之為T細胞生長因子（TCGF）。

條件培養(yǎng)基培養(yǎng)骨髓細胞（文獻1）

1980年NCI腫瘤細胞生物學實驗室的RobertGallo，通過離子交換色譜和凝膠分離，從條件培養(yǎng)基

中分離濃縮了TCGF，并且得出了大致的分子量約15KD。純化IL-2電泳（文獻2）

1983年日本癌癥研究基金會腫瘤研究中心，Junji Hamuro等人，克隆了IL-2的基因，完成了測序工作。人們可以完整的了解這個T細胞生長因子的基因和氨基酸序列等基礎(chǔ)信息。但是為什么第一個被克隆的細胞因子成為IL-2而不是IL-1呢？原因是，當初有科學家認為，有另外一個細胞因子刺激了IL-2的產(chǎn)生，那個未知的因子應該是1。

IL-2序列（文獻3）

IL-2受體的發(fā)現(xiàn)和克隆

1984年Nature發(fā)表了三篇IL-2受體α克隆的文章（文獻4，5，6），分別來自于Immunex 公司（2002年Amgen收購），NCI，和日本京都大學。 1986年NIH國立兒童健康與人類發(fā)育研究所在Science發(fā)表文章（文獻7），發(fā)現(xiàn)了IL-2另外一個受體p70，1986和1987年還有多篇文章報道IL-2 p70受體。

1990年日本東北大學醫(yī)學院，1991京都大學分別發(fā)表文章發(fā)現(xiàn)IL-2Rγ（文獻8，9）。至此，IL-2受體α，β，γ被發(fā)現(xiàn)。之后IL-2和受體的結(jié)合，被Stanford的科學家解析。

IL-2-IL-2Rα，β，γ復合物結(jié)構(gòu)（文獻10）

二，IL-2/IL-2R藥物開發(fā)
重組IL-2

1983年IL-2基因被克隆，是IL-2藥物開發(fā)的里程碑式基礎(chǔ)研究，1983年和1984年多個實驗室進行了IL-2的大腸桿菌表達。

IL-2臨床試驗統(tǒng)計（文獻16）

1984年11月，一個33歲黑色素瘤轉(zhuǎn)移的病人接受重組IL-2治療，腫瘤消退，此后病人無疾病生存29年。1985年Rosenberg在肝癌轉(zhuǎn)移小鼠模型注射重組IL-2，獲得很好的治療效果（文獻11）。1985年Rosenberg等在新英格蘭醫(yī)學雜志報道，使用IL-2和LAK細胞進行了25個癌癥轉(zhuǎn)移病人的臨床研究。Rosenberg 2014年發(fā)文評述IL-2是第一個人類腫瘤有效的免疫治療方法（文獻13）。

1991年諾華與linigen聯(lián)合研發(fā)的重組IL-2藥物 Proleukin（Aldesleukin，阿地白介素）被FDA批準治療轉(zhuǎn)移性腎癌，1998年批準治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤。但是因為半衰期短，治療窗口窄，毒副作用大，且同時刺激Treg活化，限制了臨床使用。

新型IL-2開發(fā)（PEG化，偏向性IL-2）

IL-2R有α（CD25），β（CD122），γ（CD132），其中，α為低親和力受體，且下游無信號傳導，β和γ組成中等親和力的受體，下游可以通過JAK傳導信號，在α參與的情況下，親和力增強為高親和力受體。

IL-2受體（文獻17）

從1990s開始，很多的科研單位和企業(yè)開始，通過突變改變IL-2和不同受體亞單位親和力，以增加活力，降低毒性。2000年Bayer 設(shè)計了BAY50-4798，選擇性結(jié)合IL-2Raβγ，減少和IL-2βγ的結(jié)合，減少IL-2Rβγ+ NK細胞介導的毒性。但是最終臨床治療和傳統(tǒng)IL-2比較，沒有改善。

BAY50-4798結(jié)構(gòu)及作用（文獻14）

NKTR-214

NKTR-214是由美國Nektar公司開發(fā)的一種針對CD122 (IL-2Rβ)抗原的偏向型激動劑,其通過靶向作用于CD8+效應T細胞以刺激腫瘤殺傷T細胞的增殖,從而利用患者自身免疫系統(tǒng)對抗癌癥。NKTR-214通過對首個腫瘤免疫藥物aldesleukin進行聚乙二醇(PEG)修飾,有效克服了其嚴重的毒副作用并延長起效時間。

THOR-707

Synthorx公司（賽諾菲25億美金收購）產(chǎn)品，通過向宿主細胞轉(zhuǎn)入非天然氨基酸，在該位點實現(xiàn)定點PEG偶聯(lián)，和IL-2Rα低親和力，但是和IL-2Rβγ有接近天然的親和力，選擇性激活CD8+T細胞，不激活Treg。NCT04009681，A Study Evaluating Safety and TherapeuticActivity of THOR-707 in Adult Subjects With Advanced or Metastatic Solid Tumors(THOR-707-101)，Phase1/2
SHR-1916

12月25日恒瑞偏向性IL-2，SHR-1916獲批臨床。SHR-1916是恒瑞醫(yī)藥自主研發(fā)的全新PEG修飾和位點突變的IL-2分子，可以通過激活JAK1/JAK3/STAT5信號通路，促進CD8⁺T和NK細胞增殖，發(fā)揮抗腫瘤作用。

三，Immunocytokine（抗體-IL2偶聯(lián)）

通過靶向腫瘤抗原抗體將IL-2攜帶至腫瘤局部，是另外一種策略，可以增加半衰期，增強靶向性，降低毒性。

hu14.18-IL2

hu14.18-IL2（EMD273063），由EMD Serono研發(fā)，是一種抗GD2免疫因子，由抗GD2抗體14.18（抗體）和兩分子的IL-2（免疫因子）融合而成的蛋白，主要用于治療黑色素瘤。臨床研究：NCT00590824，Pilothu14.18-IL2 in Resectable Recurrent Stage III or Stage IV Melanoma，phase2 在一些高復發(fā)風險的黑色素瘤患者中，使用IC治療的患者出現(xiàn)了長時間的無瘤生存。

L19-IL2

Philogen S.p.A.公司研發(fā)，L19靶向細胞外基質(zhì)（ECM）纖維連接蛋白異構(gòu)體B-FN的的結(jié)構(gòu)域B（ED-B）。NCT02957019，A PhaseI/II Study of the Tumor-targeting Human L19-IL2 Monoclonal Antibody-cytokineFusion Protein in Combination With Rituximab in Relapsed or Refractory DiffuseLarge B-cell Lymphoma (DLBCL)NCT04362722，IntratumoralAdministration of Daromun in Non-melanoma Skin Cancer Patients (DUNCAN)，phase2

Philogen S.p.A.還開發(fā)了F16IL2，有多個臨床在開展，但是進度未更新。

RO6874281

RO6874281，來自于Roche，是IL-2突變體與靶向FAP的單抗融合而成的雙特異性蛋白，其中靶向腫瘤膠質(zhì)抗原FAP的單抗用于將蛋白相對準確地定位到腫瘤部位，IL-2突變體部分則偏向性地結(jié)合和調(diào)控腫瘤微環(huán)境中的T細胞表面的IL-2Rβγ二聚體，從而激活微環(huán)境中的抗腫瘤免疫效果。

NCT03875079（Metastatic Melanoma），NCT03063762（Metastatic Renal Cell Carcinoma），NCT02627274（聯(lián)用Trastuzumab or Cetuximab），NCT03386721（實體瘤，聯(lián)用Atezolizumab），NCT03193190（PDAC）