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技術文章 / article
IL2細胞篩選模型
原載自：www.mr-eacltd.com[技術資料頻道] 2023-06-08 瀏覽次數：783
Background
白介素-2（IL-2）是一種由抗原刺激誘導的T細胞生長因子，也是一種多效性細胞因子，在免疫反應中發揮關(guan) 鍵性的作用。作為(wei) 一種細胞毒性T細胞和NK細胞的強效誘導劑，IL-2是最早被獲批用於(yu) 治療轉移性黑色素瘤和腎細胞癌症的免疫治療藥物之一。不幸的是，IL-2免疫療法由於(yu) 其體(ti) 內(nei) 半衰期短和治療劑量下的嚴(yan) 重毒性，因此獲批以後並未得到廣泛應用。此外，IL-2還會(hui) 通過與(yu) IL-2受體(ti) α（IL-2Ra）結合誘導調節性T細胞（Tregs）增殖，這是由於(yu) IL-2Ra會(hui) 優(you) 先在Tregs上表達，而Treg細胞的耗竭已被證明可以增強IL-2誘導的抗腫瘤免疫，這表明Treg可能是IL-2介導的CTL擴增的主要障礙。
IL2介紹
IL-2通過與(yu) 各種類型的IL-2受體(ti) 結合而發揮刺激和調節功能，包括單體(ti) 、二聚體(ti) 和三聚體(ti) IL-2受體(ti) 。某些T細胞，如Tregs，表達由CD25（IL-2Ra）、CD122（IL-2Rb）和CD132（常見的細胞因子受體(ti) γ鏈）亞(ya) 基組成的高親(qin) 和力異源三聚體(ti) 受體(ti) 。
相反，初始CD8 T細胞、CD4/CD8記憶性T細胞和NK細胞表達親(qin) 和力較低的二聚體(ti) 受體(ti) ，該受體(ti) 缺乏CD25亞(ya) 基。不同類型的IL-2受體(ti) 與(yu) IL-2之間的親(qin) 和力存在明顯的差異，當CD25（IL-2Ra）、CD122（IL-2Rb）和CD132（常見的細胞因子受體(ti) γ鏈）形成完整的異源三聚體(ti) 受體(ti) 時其結合IL2的親(qin) 和力最高，而CD122（IL-2Rb）和CD132（常見的細胞因子受體(ti) γ鏈）形成的二聚體(ti) 受體(ti) ，其親(qin) 和則次之，大約隻有三聚體(ti) 的百分之一，而IL-2受體(ti) α亞(ya) 基（IL-2RA）單獨存在時，其親(qin) 和力低，並且單獨的IL-2RA並不傳(chuan) 導胞內(nei) 信號，其中下遊信號通路激活必需依賴β/γ亞(ya) 基，α亞(ya) 基的主要作用是促進IL-2結合。(如下圖所示)
正是由於(yu) IL-2與(yu) 其不同類型受體(ti) 親(qin) 和力之間的差異，導致其在腫瘤治療中存在兩(liang) 麵性的作用，一方麵IL-2可以通過結合βγ二亞(ya) 基受體(ti) ，激活效應T細胞來達到殺傷(shang) 腫瘤細胞的作用；另一方麵IL-2也可以通過結合αβγ的三亞(ya) 基受體(ti) ，從(cong) 而結合並激活其他的非效應T細胞，如調節性T細胞等，這種結合是導致其對正常細胞產(chan) 生毒副作用以及不利於(yu) 抗腫瘤的免疫抑製效應的主要原因。
為(wei) 了降低毒性和防止Treg細胞的靶向效應，一直以來人們(men) 都嚐試用各種方法改造IL-2, 絕大多數公司的思路都是降低IL-2與(yu) IL-2Rα的結合能力，以期降低其對非效應T細胞的激活。盡管思路類似，但所采取的技術路線則層出不窮：
例如通過在IL-2分子上添加多個(ge) 聚乙二醇（PEG）分子修飾封閉其活性，這種修飾的IL-2在給患者注射後，在體(ti) 內(nei) PEG分子會(hui) 逐漸脫落，形成有活性的2-PEG和1-PEG IL-2分子，並且PEG的位置恰好能阻斷受體(ti) 的α鏈，使該藥物特異性結合β鏈，實現T細胞和NK細胞增殖的同時，不會(hui) 幹擾Tregs。同時，PEG的修飾還有利於(yu) 增加IL-2的半衰期，使其在體(ti) 內(nei) 更長效，這種策略的典型代表是Nectar的NKTR-214以及賽諾菲的THOR-707這兩(liang) 款藥物。
誌道生物開發的LTC002，則通過在IL-2內(nei) 部引入額外的二硫鍵，使IL-2從(cong) 結構上更的穩定同時，還能形成屏障，使IL-2分子以盡可能小的改變達到破壞與(yu) α受體(ti) 的結合平麵，使突變分子無法與(yu) α受體(ti) 結合，但是可以與(yu) β和γ受體(ti) 亞(ya) 基結合。
而Alkermes研發的一款藥物Nemvaleukin則采取將IL-2分子的C端融合了IL2Rα亞(ya) 基的胞外區的策略，通過融合的IL-2Rα亞(ya) 基胞外區與(yu) IL-2之間的結合，來達到阻斷其與(yu) 高親(qin) 和力的IL-2Rαβγ亞(ya) 基結合，同時不影響與(yu) IL-2Rβγ亞(ya) 基結合的目的，從(cong) 而選擇性的激活效應T細胞。
另一種被嚐試的策略則是將引入特定突變的IL-2並與(yu) 識別腫瘤特異性抗原的抗體(ti) 融合，通過識別腫瘤特異性抗原的抗體(ti) 將IL-2突變體(ti) 定位到腫瘤部位，偏向性的結合腫瘤微環境中T細胞表麵IL-2Rβγ二聚體(ti) ，從(cong) 而激活微環境中的抗腫瘤免疫效果，羅氏開發的RO6874281以及RG7813都是這種策略的產(chan) 物。
除了將IL-2特異性的定位到腫瘤部位，也可以嚐試將IL-2特異性的靶向到特定的免疫細胞，如羅氏開發的RG6279(RO7284755)是一款PD1抗體(ti) 融合的IL-2突變體(ti) ，它利用PD-1特異性的靶向T細胞，阻斷PD-1介導的免疫抑製的同時偏向性的激活T細胞，進行腫瘤的殺傷(shang) ；而Asher Biotherapeutics開發的AB248則是一款靶向激活CD8陽性T細胞的IL-2藥物，它的一部分能夠與(yu) 細胞表麵的IL-2受體(ti) 相結合，而另一部分與(yu) CD8陽性T細胞表麵表達的特異性生物標誌物結合，隻有當這兩(liang) 部分同時與(yu) 細胞上的兩(liang) 種不同分子相結合時，才能夠起到激活細胞的效果。
而隨著近年來生物信息學和AI技術的飛速發展，人們(men) 也嚐試用計算機設計的方式來設計偏向性的IL-2藥物，2022年5月Biolojic Design公司宣布該公司開發的AU-007啟動臨(lin) 床研究，這是一款IL-2抗體(ti) ，也是一款進入臨(lin) 床的來自計算機設計的創新抗體(ti) 藥，這款通過通過計算機設計和體(ti) 外進化最終得到特定的IL-2抗體(ti) 可以阻斷IL-2與(yu) CD25（即α亞(ya) 基）的相互作用，從(cong) 而使內(nei) 源性IL-2選擇性的誘導效應T細胞激活，而不影響其它非效應T細胞。
IL2細胞篩選模型
為(wei) 了幫助各種改造的偏向性的IL-2藥物的開發，我們(men) 分別開發了IL-2受體(ti) αβγ的三亞(ya) 基以及βγ的二亞(ya) 基報告基因細胞篩選模型，經測試，具有天然序列的IL-2在這兩(liang) 種不同受體(ti) 類型的報告基因模型上均可測出活性，並且可以很好的區分不同受體(ti) 間的親(qin) 和力高低（活性差異接近100倍，EC50值：0.16 vs 9.56 nM), 符合真實體(ti) 內(nei) 生理狀態下IL-2 與(yu) 不同受體(ti) 間的親(qin) 和力預期差異，表明該細胞模型適合用於(yu) IL-2藥物的活性以及不同受體(ti) 間選擇性的測定。
hIL2/IL15 Dual Effector(hCD122/hCD132) Reporter Cell CBP74170
Figure 2. Dose Response of Recombinant Human IL2/IL15 in hlL2/IL15 Dual Effector(hCD122/hCD132) Reporter Cells (C9).
CBP74192 hIL2/IL15 Dual Effector(hCD25/hCD122/hCD132) Reporter Cell
Figure 3. Dose Response of Recombinant Human IL2/IL15 in hIL2/IL15 Dual Effector(hCD25/hCD122/hCD132)Reporter Cells (C26).
