Pharmacology and Therapeutics: 白介素12在肿瘤免疫治疗中的应用新策略

原创 A pioneer 生物医学科研之家 2022-05-05 17:59

导读

白介素12被认为是增强抗肿瘤免疫反应的有效药物。它属于异二聚体细胞因子家族，在细胞免疫的上调和下调中起关键作用。自发现以来，重组IL-12在啮齿动物肿瘤模型中被发现具有强大的抗肿瘤作用，并迅速在临床上进行了测试，但其益处/毒性特征并不理想。IL-12的局部传递显著提高了治疗指数，这种方法正在临床应用，其基础是体内电穿孔编码IL-12的裸质粒DNA、信使核糖核酸制剂、病毒载体和肿瘤靶向融合蛋白。其他生物技术策略，如IL-12工程的局部过继细胞疗法和细胞因子前体，也可用于改善结果和拓宽治疗窗口。这种基于IL-12的局部方法与检查点抑制剂的组合策略在临床前和早期临床试验中都产生了令人振奋的结果。

论文ID

题目：Novel strategies exploiting interleukin-12 in cancer immunotherapy

译名：白介素12在肿瘤免疫治疗中的应用新策略

期刊：Pharmacology & Therapeutics                        

IF：12.310

发表时间：2022.4.14

通讯作者单位:西玛纳瓦拉大学

DOI号：https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2022.108189

主要内容

IL-12家族与癌症

白细胞介素12(IL-12)属于异二聚体细胞因子家族，包括IL-12、IL-23、IL-27和IL-35。前两种主要是促炎细胞因子，后两种大多被认为是抑制性的。链共享是这个细胞因子家族的一个特征。IL-23和IL-12共享β链p40，而IL-27和IL-35共享EB病毒诱导的β链3(EBI3)。P35α链也在IL-12和IL-35之间共享。这些细胞因子的受体也表现出交替共享的蛋白链，以符合异二聚体受体。例如，不仅IL-12，而且IL-23都能够通过IL12Rβ1链发出信号。值得注意的是，IL-12和IL-35都与IL12Rβ2结合，而IL-27和IL-35使用gp130进行信号转导。结合的结构特征的高分辨率细节最近已经被报道。磷酸化和二聚化的STAT适配器是随后的主要细胞内信号转导分子，并受细胞因子信号转导抑制因子(SOCS)家族成员的调节。从免疫系统功能的角度来看，这个细胞因子家族调节处理特定类型病原体的最佳反应类型。这些细胞因子是控制适当类型的CD4+T辅助细胞分化和功能的关键。这不仅包括促进效应器功能的那些，而且还包括参与调节和解决免疫的那些。在癌症方面，多项证据表明，产生干扰素-γ(干扰素γ)的T细胞最适合控制和排斥恶性肿瘤。识别肿瘤抗原并获得细胞毒能力的Th1和CD8+T细胞是最理想的效应性淋巴细胞。尽管IL-12是该家族在癌症中的主要角色，但考虑该家族其他成员在肿瘤学中的功能，然后关注IL-12新应用的丰富领域是有趣的。

局部释放IL-12的必要性

尽管最初的临床结果令人失望，但IL-12仍被认为是增强抗癌免疫的有趣靶点。出于这个原因，研究人员临床前提出了几种方法来利用IL-12的生物学功能，同时避免其OnTarget的全身毒性。到目前为止，已经对许多方法进行了评估，以实现IL-12的原位过表达，将渗漏和随之而来的毒性降至最低。这些新方法中的一些正在进入临床应用。

这个概念来自于这样一个事实，即可以想象的是，在恶性组织微环境和肿瘤引流淋巴结中，IL-12是最需要的。因此，局部给药和肿瘤靶向的策略被认为是目前最好的方法。值得注意的是，研究人员在一些小鼠肿瘤细胞系中获得了稳定的IL-12转染体，并表明这些转染体不会植入肿瘤，并且保持免疫，以防随后试图植入未转基因的亲本细胞。

病毒载体方法

为了在肿瘤中实现IL-12链的局部表达，首先要使用的基因治疗策略是基于病毒载体来实现足够数量的肿瘤细胞的体内转导。以腺病毒、腺相关病毒、甲型病毒和疱疹病毒为基础的重组载体在小鼠模型中进行了测试，并在各种可移植肿瘤模型中提供了治疗反应的证据。在土拨鼠自发性肝细胞癌中也发现了疗效的迹象。

利用逆转录病毒载体构建了第一代编码IL-12的病毒载体。IL-12的两个亚基被安排在一个内部核糖体进入位点(IRES)上，从而允许两个链的共同表达。在逆转录病毒转染的小鼠和人细胞系中实现了IL-12的生产。所产生的蛋白质具有生物活性。

尽管基于逆转录病毒的策略对自体细胞的体外工程非常有帮助，但逆转录病毒载体用于体内应用时可能是危险的，因为它们随机整合到宿主基因组中。这个问题可以通过使用非整合向量来解决。第一个重组腺病毒编码的IL-12是由F. L. Graham团队开发的。载体的构建是通过用p35亚基取代腺病毒基因组的早期区域1(E1)，用p40亚基取代E3区域，两者都是由人巨细胞病毒(CMV)启动子调控的转基因。非复制型病毒感染可导致肿瘤细胞产生IL-12。当接触感染细胞的条件培养液时，通过激活T淋巴母细胞和NK细胞来检测IL-12的功能。体内注射重组腺病毒载体后，NK细胞的活性也增加。将该载体注射到乳腺癌小鼠的肿瘤内，导致肿瘤中IL-12的表达和循环中更高水平的干扰素γ。重要的是，IL-12的表达定位于肿瘤，全身渗漏最少，从而控制了肿瘤的进展，增加了生存期。

总结与展望

IL-12是迄今发现的最有效的免疫疗法药物之一。事实证明，由于干扰素γ相关的毒性，将其转移到临床非常困难。临床前和临床研究正在进行中，以缓解这一问题，有利于肿瘤微环境和肿瘤引流淋巴结的局部作用。局部给药，主要使用IL12编码的核酸，在临床上显示出有希望的结果，但在注射到多个肿瘤病变方面存在问题。在这种情况下，与全身检查点抑制剂或其他免疫疗法药物联合使用可能是最好的前进路线。我们不应该忘记，在术前新辅助治疗系统中，肿瘤内注射可能是特别有效的。

通过靶向构建物或可激活的细胞因子将IL-12外源重定向至恶性组织，构成了更有效地利用IL-12的另一种方式。这些策略已经在开发中，但尚未在临床上提供坚实的原则证据，尽管它们肯定是可行的。在目前的时间点上，很难预测哪种形式的基于IL-12的免疫疗法将占上风，在安全性和有效性方面是最好的，或者哪种组合策略将有助于上市批准。总而言之，不同形式的IL-12为癌症治疗带来了新的希望。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2022.108189