WHAT IF-假如,让我们来搞个IL2-PD1融合蛋白吧!(一)

文摘   2024-11-22 09:30   加拿大  
本文作者:沧漠的余烬,欢迎查看文末更多好文合集!
前言:之前写了很多期IL2-PD1,然后恰逢日常不顺,所以索性趁着IBI363大捷连连、君实疑似巨资收割海外2款IL2融合蛋白的当下,蹭个热度,在线搞个IL2-PD1融合蛋白吧。
由于这个看着简单但机制复杂的东西无法简单说清,所以本次将以多篇组合的形式向各位尽可能详细的描述IF的过程。

01

细胞因子IL2的故事


A HAPPY LIFE AFTER RAIN

IL2也称作T细胞生长因子(TCGF),是一种主要由活化的CD4+T辅助细胞分泌的多功能细胞因子。IL2在其他一些哺乳动物中也存在,例如小鼠、黑猩猩等,但有一定的种属差异性。

IL2具有4个反平行的、两亲性α螺旋,此4个α螺旋形成其功能必不可少的四级结构。
在大多数情况下,IL2通过三种不同受体起作用:白介素2受体(IL-2Rα; CD25)、白介素2受体β(IL-2Rβ; CD122)和白介素2受体γ (IL-2Rγ; CD132)。IL-2Rß和IL-2Rγ对于IL-2的信号传导至关重要,而IL2Rα对于信号传导不是必需的,但可以赋予IL2对受体的高亲和力结合。由IL-2Rα、β、γ联合形成的三聚体受体IL2αβγ,此三聚体为IL2高亲和力受体(KD约12pM),由β和γ组成的二聚体受体IL2βγ,此二聚体为中间亲和力受体约0.5nM,单独由亚基形α形成的IL-2受体为低亲和力受体。

(SITC 2020 罗氏PD1-IL2v公开资料)

通常情况下免疫细胞表达二聚体或三聚体IL-2受体。二聚体受体在CD8+ T细胞和NK细胞上表达,而三聚体受体主要在激活的淋巴细胞和CD4+ CD25+FoxP3+的Treg细胞上表达。
由于静息状态的CD8+T细胞和NK细胞在细胞表面上没有CD25,故在静息状态下对于IL-2相对不敏感。而Treg细胞在体内常态化表达最高水平的CD25,因此正常情况下Treg细胞对IL2的反应最为强烈。
但由于Treg在T细胞中占比通常较低,因此IL2在大多数条件下拥有一个对免疫系统起正向调控的窗口,个人认为这可能是IL2被用于部分癌症例如黑色素瘤、肾癌治疗治疗且获得显著疗效的部分原因。

(左下角为Treg在IL2激活信号STAT5通路中对于2种不同IL2的磷酸化程度的反应,蓝线为野生型IL2,绿线为FAP-IL2v融合蛋白)

IL2由于其分子量仅为15KDa,会通过肾小球的过滤作用被机体代谢掉,人体半衰期很短,因此目前临床上为了保证药物有效性依靠的是短时间内大剂量注射IL2。
由于频繁大剂量给药带来的副作用与IL2本身药物毒性的影响,使得病人在使用IL2时常承受相当大的负担。由于IL2作用于全身,导致某些情况下淋巴细胞在某些部位过度活化,引起免疫反应释放其他细胞因子进而引起副作用如血管渗漏综合征与低血压等严重副作用,科学家们一直在研究试图保证IL2药效的同时降低其副作用的办法。

目前测试IL2的手段很多,这里提2种:药典法,本法系依据在不同白介素-2(IL2)的浓度下,其细胞依赖株CTLL-2细胞存活率不同,以此检测IL-2的生物学活性。以国家标准品IL2为基础测试IL2的一种方法,CTLL-2是一种能被人IL2促进增殖的鼠源淋巴细胞。
还有一种是上图提到的,IL2特有信号通路STAT5的磷酸化情况,通常使用FACS来检测在不同细胞上IL2对于该细胞的刺激程度。这2个都是检测IL2基本性能的实验,任何IL2制剂都建议使用这2个方法摸一下候选分子的基本性能。

02

再说一说PD-1的情况


A HAPPY LIFE AFTER RAIN

编程性细胞死亡蛋白1(PD-1或CD279)是CD28受体家族的一个抑制性成员,该家族还包括CD28 ,CTLA-4等。
PD-1是一种细胞表面受体且在激活的B细胞,T细胞,和髓样细胞上表达。PD-1的结构是一种单体1型跨膜蛋白,由免疫球蛋白可变样胞外域和含有免疫受体基于酪氨酸的抑制性基序(ITIM)和免疫受体基于酪氨酸的转换基序(ITSM)的胞质域组成。
已经鉴定出PD-1的两种配体PD-L1和PD-L2,它们显示在结合PD-1后下调T细胞激活。PD-Ll 和PD-L2均是B7同系物结合PD-1但不结合其它CD28家族成员。

(PD1-PDL1-PDL2各细胞亚型表达)

作为PD-1的一种配体,PD-L1 在多种人癌症细胞表达是丰富的。PD-1和PD-L1之间的相互作用致肿瘤浸润性淋巴细胞减少,T细胞受体介导的增殖降低、癌性细胞的免疫逃脱等不利于癌症治疗的情况出现。

(PD1-PDL1功能细胞图示)

PD1相关信号通路算是肿瘤免疫研究的一个绝对重量级发现,值得一个的诺奖。也诞生了一系列重磅的药物,比如国外的帕博利珠单抗、纳武利尤单抗,国内的替雷丽珠单抗、信迪利单抗、特瑞普利单抗等10余款PD1抗体药以及阿替丽珠单抗、度伐利尤单抗等PD-L1抗体药物。它们的种种不在此多言,有兴趣的观众可以自行搜索了解。

PD1抗体类药物有一系列经典实验,诸如SEB、SEA刺激PBMC检测细胞因子分泌;淋巴细胞混合反应;CD3刺激活化后T细胞的细胞因子释放等等。
一般来说体外细胞实验可以检测待测样本某些最基本的生物学活性,体外活性实验结果可以对样本本身的特性提供一定的实验依据,不建议仅凭体外细胞实验就去判定它们的优劣。
举个例子,笔者测试过PD1包括某O、某K、某308它们在PBMC实验上的结果差异相当的有限,但某K在一些临床实验中头对头打赢了某O。因此哪怕仅仅是评价一个药物的临床前基础性能也需要从很多个角度评价,当然这些内容将在后续逐步展开。

好了,说了那么多掉书袋的内容,是为了确保后续对PD1-IL2这个组合有充分了解,请各位看官多一些耐心。下篇预告,第二篇会讲讲一个IL2单体药物与一个PD1-IL2药物,下次见。

沧漠的好文:
What if -假如,我想Car-t能在国内更好的运营
《PD1-IL2,这居然还有高手?
《浅解PD1抗体与IL2α的融合蛋白药物IBI363

本喵写在最后:感谢沧漠的余烬(沧老师)分享好文,更多沧老师的好文可见上方链接;独行远,众行快;也欢迎更多朋友关注,加入我们的社群,有机成长,共同进步。


胖猫的生命科学札记
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