腫瘤免疫治療中細(xì)胞因子應(yīng)用

腫瘤免疫治療中細(xì)胞因子應(yīng)用近年來，腫瘤免疫治療取得了巨大的進(jìn)步，極大地改善了患者的預(yù)后狀態(tài)并提高了患者的生存率。目前，癌癥免疫治療主要集中在T細(xì)胞表面受體TCR以及共刺激分子（如：CD28）等。針對于第三信使細(xì)胞因子的癌癥治療應(yīng)用還處于研究階段，且還沒有大量的應(yīng)用到臨床試驗(yàn)中。但其實(shí)，早在1986年，美國食品和藥物管理局（FDA）就批準(zhǔn)了重組IFN-α用于治療毛細(xì)胞白血病。細(xì)胞因子是由多種免疫細(xì)胞或非免疫細(xì)胞（如：內(nèi)皮細(xì)胞、表皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等）合成和分泌的一類具有多種生物功能小分子蛋白，其分子量通常小于30kDa。細(xì)胞因子在體內(nèi)可通過旁分泌、自分泌或內(nèi)分泌等方式介導(dǎo)細(xì)胞間相互作用，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、生存以及免疫應(yīng)答等?；诠δ懿煌?，細(xì)胞因子又可分為白細(xì)胞介素（interleukin/ILs）、干擾素（interferons/IFNs）、腫瘤壞死因子（tumornecrosisfactors/TNFs）、集落刺激因子（colony-stimulatingfactors/CSFs）以及趨化因子（chemokines）。細(xì)胞因子藥物細(xì)胞因子在免疫應(yīng)答中具有十分重要的作用?；谝恍┡R床前和臨床研究，多種細(xì)胞因子已被視為抗癌候選藥物。迄今為止，F(xiàn)DA已批準(zhǔn)了兩種重組細(xì)胞因子用于癌癥免疫治療，分別為甘樂能（干擾素α-2b）和普留凈（阿地白介素）（表1）。甘樂能可用于治療毛細(xì)胞白血病、惡性黑色素瘤、濾泡性淋巴瘤和艾滋病相關(guān)的卡波西肉瘤[1]，而普留凈則具有治療轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌(RCC)和轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的功效[2]。表1FDA批準(zhǔn)的細(xì)胞因子藥物細(xì)胞因子通用名商品名批準(zhǔn)日期適應(yīng)癥干擾素-α干擾素α-2b甘樂能1986.6.4毛細(xì)胞白血病、惡性黑色素瘤、濾泡性淋巴瘤、艾滋病相關(guān)的卡波西肉瘤IL-2阿地白介素普留凈1992.5.5轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌，轉(zhuǎn)移性黑色素瘤此外，其他細(xì)胞因子類藥物也在開發(fā)中，包括臨床試驗(yàn)中研究最廣泛的集落刺激因子（G-CSF、GM-CSF）、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、IL-2和IFN-γ等（圖1）[3]。對于重組細(xì)胞因子及其受體來講，高純度以及高活性對于其功能研究實(shí)驗(yàn)是十分必要的，比如細(xì)胞毒性檢測、因子藥物篩選陽性對照等。義翹神州已開發(fā)出一系列高純度、高活性、多種標(biāo)簽的重組細(xì)胞因子及受體蛋白產(chǎn)品，涵蓋了幾乎所有細(xì)胞因子家族。（圖2）。圖1細(xì)胞因子的臨床研究現(xiàn)狀。截至2021年1月在美國臨床試驗(yàn)資料庫（ClinicalT）注冊使用基于細(xì)胞因子的藥物治療所有癌癥類型（A）或每種癌癥類型(B)的臨床試驗(yàn)數(shù)量。（來源：doi:10.2147/DDDT.S308578）圖2高質(zhì)量重組TNF-α及其受體TNFR-1（hFc標(biāo)簽）和TNFR-2（His標(biāo)簽）產(chǎn)品。細(xì)胞因子應(yīng)用局限性盡管一些細(xì)胞因子已被批準(zhǔn)作為單一療法用于癌癥治療，但仍具有一定的局限性，比如細(xì)胞因子的多效性和較短的血清半衰期。細(xì)胞因子的多效性是指一種細(xì)胞因子能夠作用于多種靶細(xì)胞，從而產(chǎn)生不同甚至相反的生物學(xué)效應(yīng)。此外，細(xì)胞因子在體內(nèi)的半衰期較短，需要大劑量給藥才能達(dá)到治療效果。這些局限性導(dǎo)致抗腫瘤活性的降低并產(chǎn)生了嚴(yán)重的副作用。例如，高劑量的IFN-α?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的流感樣綜合征，表現(xiàn)為發(fā)燒、疲勞、頭痛、胃腸道癥狀和肌痛[4]，常見的副作用還包括血小板、白細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的減少，甚至嚴(yán)重的神經(jīng)精神障礙；此外，高劑量的IL-2給藥會(huì)引起血管通透性過度，進(jìn)而可能導(dǎo)致血管滲漏綜合征，甚至致人死亡[5]。基于ELISA（酶聯(lián)免疫吸附法）的定量檢測方法可廣泛應(yīng)用于細(xì)胞因子的檢測，進(jìn)而可了解細(xì)胞因子藥物的半衰期以及監(jiān)控藥物誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)中各種細(xì)胞因子變化。義翹神州開發(fā)了多種高靈敏度、高特異性定量檢測細(xì)胞因子的ELISA試劑盒（圖3）。圖3義翹神州開發(fā)的高靈敏度和高特異性識(shí)別細(xì)胞因子的ELISA試劑盒新策略隨著腫瘤免疫治療和生物技術(shù)的進(jìn)步，開發(fā)新一代細(xì)胞因子免疫療法的策略層出不窮。第一種策略是延長半衰期。細(xì)胞因子的化學(xué)修飾可以顯著延長其半衰期并改善藥代動(dòng)力學(xué)。最常見的形式是蛋白與聚乙二醇(PEG)偶聯(lián)，稱為聚乙二醇化或抗體-細(xì)胞因子融合蛋白。NKTR-214(貝培阿地白介素)是一種聚乙二醇化的IL-2變體，包含IL-2和多個(gè)共價(jià)連接可釋放的PEG鏈[6]。它優(yōu)先與CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞上的IL-2Rβγ（IL-2受體）而非Treg細(xì)胞表面的受體結(jié)合，從而激活CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞。IL-2聚乙二醇化可有效延長IL-2半衰期至20小時(shí)并通過限制外周血中的瞬時(shí)T細(xì)胞活化來降低細(xì)胞毒作用。臨床I/II期試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，NKTR-214在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤或腎細(xì)胞癌的治療中能夠顯著減小腫瘤體積并產(chǎn)生良好的抗腫瘤功效[7]。第二種策略是增強(qiáng)細(xì)胞因子的特異性。利用基因誘變技術(shù)對細(xì)胞因子進(jìn)行修飾改造，以改變其對受體的特異性和親和力，從而提高抗腫瘤效應(yīng)。IL-18是IL-1家族的重要促炎因子，可與在T細(xì)胞和NK細(xì)胞表面表達(dá)的受體IL-18R結(jié)合，增強(qiáng)免疫細(xì)胞的功能。IL-18具有免疫激活功能，該細(xì)胞因子曾被用于腫瘤免疫治療，但因其臨床II期試驗(yàn)結(jié)果不佳而終止[8]。主要原因是IL-18可以誘導(dǎo)癌癥細(xì)胞上IL-18BP（IL-18拮抗受體）的表達(dá)。IL-18BP以超高親和力結(jié)合IL-18并阻止IL-18與IL-18R結(jié)合，是一種天然的抑制劑，抑制IL-18的免疫激活功能。為了解決這一問題，科學(xué)家們使用一種具有定向進(jìn)化功能的高通量蛋白突變體篩選技術(shù)—酵母表面展示，從中篩選出只與IL-18R結(jié)合而不與IL-18BP結(jié)合的“抗誘餌”IL-18變體蛋白DR-18[9]。DR-18在多種動(dòng)物腫瘤模型中表現(xiàn)出抗腫瘤效果，與陽性對照PD-1抗體組的抑瘤效果相近，并且與PD-1聯(lián)合治療會(huì)產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。DR-18的臨床療效將在臨床試驗(yàn)中進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。最后一種策略是聯(lián)合用藥。治療性細(xì)胞因子與其他癌癥療法（比如：單抗或CAR-T技術(shù)）聯(lián)合使用，以達(dá)到最佳療效。目前，多個(gè)聯(lián)合用藥的臨床試驗(yàn)正在有序進(jìn)行[10]。例如，NKTR-214正在開展與PD-1抑制劑(NCT03138889和NCT03635983)或與CTLA-4和PD-1(NCT02983045)相結(jié)合的臨床II期和III期試驗(yàn)。聚乙二醇化IL-10還與帕博利珠單抗（pembrolizumab）或納武利尤（nivolumab）聯(lián)合使用以評估其在黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌或腎細(xì)胞癌治療中的療效。結(jié)論重組細(xì)胞因子在腫瘤免疫治療中彰顯出巨大潛力。雖然目前只有少數(shù)藥物獲批，但已有很多基于新一代細(xì)胞因子藥物開發(fā)策略開發(fā)的細(xì)胞因子藥物進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段并取得預(yù)期成果?；诔墒斓闹亟M蛋白和抗體技術(shù)平臺(tái)，義翹神州開發(fā)了一系列細(xì)胞因子相關(guān)研究試劑，如重組細(xì)胞因子及其受體、抗體、ELISA試劑盒、基因等，為細(xì)胞因子的研究提供了有利的支持。參考文獻(xiàn)[1]PRODUCTINFORMATIONINTRONA(Interferonalfa-2b).,accessedJanuary21,2022.ReferenceID:4160510[2]PRODUCTINFORMATIONPROLEUKIN(aldesleukin).,accessedJanuary21,2022.ReferenceID:3165255[3]QiuY,SuM,LiuL,TangY,PanY,SunJ.ClinicalApplicationofCytokinesinCancerImmunotherapy.DrugDesDevelTher.2021;15:2269-2287.doi:10.2147/DDDT.S308578[4]WaldmannTA.CytokinesinCancerImmunotherapy.ColdSpringHarbPerspectBiol.2018;10(12):a028472.doi:10.1101/cshperspect.a028472[5]DutcherJP,SchwartzentruberDJ,KaufmanHL,etal.Highdoseinterleukin-2(Aldesleukin)-expertconsensusonbestmanagementpractices-2014.JImmunotherCancer.2014;2(1):26.doi:10.1186/s40425-014-0026-0[6]DobersteinSK.Bempegaldesleukin(NKTR-214):aCD-122-biasedIL-2receptoragonistforcancerimmunotherapy.ExpertOpinBiolTher.2019;19(12):1223-1228.doi:10.1080/14712598.2019.1685489[7]BentebibelSE,HurwitzME,BernatchezC,etal.AFirst-in-HumanStudyandBiomarkerAnalysisofNKTR-214,aNovelIL2Rβγ-BiasedCytokine,inPatientswithAdvancedorMetastaticSolidTumors.CancerDiscov.2019;9(6):711-721.doi:10.1158/2159-8290.CD-18-1495[8]TarhiniAA,MillwardM,MainwaringP,etal.Aphase2,randomizedstudyofSB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