白介素和其他相关细胞因子是先天性和适应性免疫细胞以及非免疫细胞和组织之间的重要通讯工具。因此,白介素在癌症的发生、发展和控制中起着至关重要的作用,其中一些白介素与癌症的发生和进展密切相关。由于细胞的多种来源、受体和信号途径的不同,白介素在癌症中表现出多种效应。一方面,白介素能够促进癌症生长的环境,另一方面,它们也是产生抗肿瘤免疫反应的必要条件。


利用白介素的这些特性,可以改善免疫治疗,提升治疗效果并减少副作用。近年来,白介素的治疗潜力成为了肿瘤基础研究和转化研究的热门话题。越来越多的临床试验正在进行中,这凸显了白介素作为治疗药物和靶点的价值。


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白介素-2(IL-2)

美国首次批准用于治疗IV期黑色素瘤的免疫疗法是高剂量白介素-2(IL-2)。IL-2是一种免疫激活细胞因子,也是多种癌症免疫疗法的关键组成部分。IL-2于1976年被发现,并于1983年被克隆。IL-2通过促进效应T细胞的扩增、功能和存活来发挥作用。除了激活免疫系统外,它还可能抑制免疫反应,这给IL-2在癌症免疫治疗中的应用带来了挑战,特别是在毒性和对肿瘤微环境(TME)中其他细胞的不利影响方面。IL-2疗法在不同剂量下的功能差异很大。目前临床上主要关注两种癌症,即晚期或转移性黑色素瘤和肾细胞癌(RCC),以评估IL-2疗法的疗效。


可愈有道_肿瘤免疫治疗中的白介素-2

IL-2细胞因子家族的信号转导网络。

图源:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10018032/


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IL-2的结构

白介素-2(IL-2)是一种小分子蛋白质,也称为细胞因子。它由153个氨基酸组成,分子量大约为15.5千道尔顿(kDa)。IL-2的结构包括4个α螺旋,这些螺旋构成了它的核心结构。通过这些螺旋,IL-2能够与其受体结合,从而激活免疫系统中的T细胞和自然杀伤(NK)细胞。IL-2的三维结构使其能够与不同的受体亚基(IL-2Rα、IL-2Rβ和IL-2Rγ)结合,启动一系列细胞内信号通路,最终引发免疫反应。


可愈有道_肿瘤免疫治疗中的白介素-2

图源:摄图网


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 IL-2的主要功能

IL-2的作用已经被广泛研究。IL-2在胸腺中生成调节性T细胞(即CD4Foxp3CD25CD127+++low群体),并在自体免疫性疾病中维持这些细胞的存活和抑制功能,例如慢性移植物抗宿主病、1型糖尿病和系统性红斑狼疮 (21)。IL-2的主要功能是通过刺激效应T细胞、记忆T细胞和自然杀伤细胞的增殖和分化,诱导免疫反应 (22)。随着生物技术的发展,IL-2作为治疗癌症的生物制剂,为其他重组细胞因子在肿瘤治疗中的应用奠定了基础。


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IL-2的临床应用

白介素-2(IL-2)在肿瘤免疫治疗中的临床应用已有几十年的历史,主要用于治疗某些类型的癌症,特别是晚期或转移性黑色素瘤和肾细胞癌(RCC)。IL-2是一种强效的免疫刺激剂,通过激活和扩增T细胞和自然杀伤(NK)细胞来增强人体的抗肿瘤反应。


1、黑色素瘤治疗:高剂量IL-2是治疗晚期或转移性黑色素瘤的一种标准疗法。尽管它的疗效仅限于一部分患者,但在这些患者中,IL-2能够诱导长期的完全缓解甚至治愈。然而,高剂量IL-2治疗也伴随着严重的副作用,包括低血压、呼吸窘迫、肝功能异常等。


2、肾细胞癌(RCC)治疗:在肾细胞癌中,IL-2疗法也被证明有效。与黑色素瘤类似,IL-2治疗可引发显著的免疫反应,部分患者获得持久缓解。然而,高剂量IL-2的使用同样受限于其毒性,需要在严格的监控下进行治疗。


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IL-2的临床试验

1、改良IL-2疗法:为了克服高剂量IL-2的副作用,科学家们正在开发新的IL-2疗法,包括低剂量IL-2的使用和结合其他药物的组合疗法。例如,一些试验正在探索低剂量IL-2与免疫检查点抑制剂(如PD-1或CTLA-4抑制剂)的组合,以增强治疗效果并减少毒性。


2、新型IL-2分子:研究者们还在开发具有改良特性的IL-2变体,这些变体能够更好地选择性激活抗肿瘤T细胞,同时减少对调节性T细胞的作用,从而减轻不良反应。一些初步的临床试验显示,这些新型IL-2分子在治疗癌症时有良好的耐受性和有效性。


3、其他癌种的应用:除了黑色素瘤和肾细胞癌,IL-2在其他癌症类型中的应用也在探索中。例如,正在进行的临床试验评估IL-2在肺癌、胰腺癌和血液癌症等中的疗效和安全性。


总的来说,IL-2在肿瘤免疫治疗中的临床应用和研究仍在不断进展中。尽管传统的高剂量IL-2疗法因其副作用受到限制,但通过新型IL-2分子和组合疗法的开发,IL-2有望在未来的癌症治疗中发挥更广泛的作用。


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参考资料:

1、Front Immunol. 2023; 14: 1090311.

2、Immunity. 2024 Mar 12;57(3):414-428. doi: 10.1016/j.immuni.2024.02.001.