白细胞介素-12抗肿瘤免疫治疗的研究进展_涂丽英.pdf

癌症进展2022 年 12 月第 20 卷第 24 期ONCOLOGY PROGRESS,Dec 2022 V ol.20,No.24*综述*白细胞介素白细胞介素-1212抗肿瘤免疫治疗的研究进展抗肿瘤免疫治疗的研究进展涂丽英1，张李琛1，张进萍2，邹云莲1,2#1昆明理工大学医学院，昆明 6505002云南省第一人民医院/昆明理工大学附属医院血液疾病临床医学中心，昆明 6500320摘要摘要：免疫治疗作为一种新兴疗法，近年来在抗肿瘤治疗中取得了令人瞩目的临床疗效。白细胞介素-12（IL-12）作为一种重要的细胞因子，在机体的免疫调节中发挥重要作用，是连接天然免疫与被动免疫的重要因子。它通过间接作用、直接作用发挥抗肿瘤效应，近年人们进一步发现它还可以通过旁分泌和外泌体等多种方式发挥远程抗肿瘤效应。此外，在临床治疗中，传统治疗方案中大剂量IL-12直接输注造成的极大机体不良反应严重限制其临床转化。近年来基因工程技术迅速发展，人们利用工程载体携载IL-12至肿瘤部位发挥局部抗肿瘤效应成为该领域新的研究方向。本文从抗肿瘤作用机制及临床转化研究两方面对IL-12的研究进展进行综述，旨为梳理IL-12的前沿研究方向。关键词关键词：肿瘤；免疫治疗；白细胞介素-12；嵌合抗原受体T细胞中图分类号中图分类号：R R730730文献标志码文献标志码：AdoiAdoi：10.11877/j.issn.1672-1535.2022.20.24.01恶性肿瘤因其高发病率和病死率已成为世界三大疾病之一。肿瘤免疫疗法是应用免疫学的方法，结合多种技术抑制肿瘤生长的新疗法1，因其显著的抗肿瘤效应，被列为十大科学突破之首2。细胞因子是不同类型细胞之间交流的主要调节因子，由体内多种免疫细胞如单核细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等合成、分泌。它们通过协调各种促炎和抗炎细胞群之间的平衡，参与免疫细胞的增殖、分化和成熟3。近些年来细胞因子已经成为肿瘤免疫治疗的热点之一。白细胞介素-12（interleukin-12，IL-12）是IL-12家族中第一个被发现的细胞因子，由于显著的抗肿瘤潜能，已成为近年来肿瘤免疫治疗中研究最为广泛的细胞因子之一。本文从抗肿瘤作用机制及临床转化研究两方面对 IL-12 的研究进展进行综述，旨为梳理 IL-12 的前沿研究方向。1 1IL-IL-1212的生物结构与功能的生物结构与功能IL-12 是由 p40 和 p35 两个亚基构成的异二聚体，主要由抗原提呈细胞（antigen presenting cell，APC）产生。IL-12具有种属特异性，而其种属特异性取决于p35的种类。当p35是鼠源，则无论对鼠还是对人的淋巴细胞，均有增殖作用，但当p35是人源时，只对人淋巴细胞有效应，而p40的种属并不起决定作用。在功能方面，p40刺激CD4+T细胞促进干扰素（interferon-，IFN-）和IL-17的合成和分泌4，上调肿瘤相关巨噬细胞的抗肿瘤作用5。而p35可以抑制淋巴细胞增殖，诱导IL-10和IL-35表达的B细胞扩增6。IL-12常被认为是炎性细胞因子参与机体免疫反应，但是 Balasubbramanian 等7的研究表明IL-12并不是一直为促炎状态，其促炎性或是抗炎性取决于血压。在抗肿瘤研究中，IL-12不仅通过激活被动免疫和天然免疫抑制肿瘤生长，还可通过抑制肿瘤新生血管生成、促进细胞凋亡等方式抑制肿瘤进展。在临床研究中，IL-12常通过单独应用或与多种治疗方式（包括抗体、抗血管生成剂、放疗、过继治疗和抗肿瘤疫苗）联合应用的方式提高疗效，并在动物模型中取得了可观的治疗效果，是近年来肿瘤免疫疗法的研究热点8。IL-12本身及其组合的免疫调节和抗肿瘤活性机制仍在探索之中。2 2IL-IL-1212 的抗肿瘤作用机制及其临床前研的抗肿瘤作用机制及其临床前研究进展究进展2 2.1 1 间接促进相关免疫细胞激活及增殖间接促进相关免疫细胞激活及增殖细胞毒性T细胞（cytotoxic T cell，CTL）活化是机体抗肿瘤免疫反应的首要步骤。CTL细胞间通讯依赖于细胞小泡，尤其是外泌体。Li等9研究表明，使用 IL-12 刺激 CTL 可以影响外泌体的大小，并导致某些外泌体蛋白的选择性富集，外泌体会使初始 CD8+T 细胞在不存在抗原的情况下产生IFN-和颗粒酶B，并且增强弱抗原刺激对CTL的影响。自然杀伤（natural killer，NK）细胞是人体重要的天然免疫细胞，它们主要参与识别和破坏被病原体（病毒、细菌和寄生虫）感染的细胞或肿瘤细胞10-13。杀伤细胞免疫球蛋白样受体（killer cell im-munoglobulin-like receptor，KIR）组成主要组织相容性复合体-（major histocompatibility complex-，MHC-）结合受体家族，对调节人NK细胞和部分T细胞的活化阈值起重要作用。Ewen等14的研究表明，用IL-12刺激NK细胞会使外周血NK细胞表基金项目：云南省科技厅科技计划项目（202101AY070001-027）；云南省临床医学中心开放项目（2020LCZXKF-XY08）#通信作者（corresponding author），邮箱：2485癌症进展2022年12月第20卷第24期面杀伤细胞免疫球蛋白样受体，两个Ig结构域和细胞质长尾2（killer cell immunoglobulin like recep-tor,two Ig domains and long cytoplasmic tail 2，KIR2DL2）、KIR2DL3、KIR2DL1 以及 KIR3DL1 表达下调，从而降低了抗体介导的KIR参与的抑制作用，并 增 加 了 CD16 的 依 赖 性 毒 性，KIR2DL2/KIR2DL3 表达下调的 NK 细胞对表达同源人白细胞抗原1（human leukocyte antigen 1，HLA1）分子的肿瘤细胞毒性增强。IL-12主要通过诱导产生IFN-促进先天性和获得性细胞介导的免疫反应。IL-12可增强 T 细胞和 NK 细胞的细胞毒性，并诱导 NK细胞产生 IFN-，促使吞噬功能增强和局部炎症，并且驱动辅助性T细胞1（helper T cell 1，Th1）型反应和阻碍Th2的分化15-16。效应记忆T细胞（effector memory T cell，Tem）在感染早期可以快速产生针对特定抗原的适应性免疫反应，CD8+T细胞可以通过雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin kinase，MTOR）途径分化为 Tem，而 MTOR 途径与转录因子 T-bet 和脱 中 胚 蛋 白（eomesodermin，EOMES）的 表 达 有关。Wang 等17的研究证实，利用 IL-12 可以增强MTOR途径的活性，进而影响T-bet与EOMES转录因子的表达，从而促进CD8+Tem细胞的分化以及IFN-表达增加，增强了其抗肿瘤作用。2 2.2 2 直接激活免疫细胞促进抗肿瘤作用直接激活免疫细胞促进抗肿瘤作用树突状细胞（dendritic cell，DC）是最强有力的APC，能摄取、加工及呈递抗原，启动T细胞介导的免疫反应。彭维18的研究证实，IL-12可以使免疫耐受的DC细胞产生抗肿瘤作用，提高DC细胞刺激淋巴细胞增殖以及杀伤肿瘤的能力，但是具体的作用机制尚不明确，可能与促进核因子B（nu-clear factor-B，NF-B）的活化从而上调信号转导及转录激活因子 4（signal transduction and activatorof transcription 4，STAT4）的表达有关。单核细胞是肿瘤微环境中巨噬细胞和 DC 的主要来源。在肿瘤进展过程中，它们通过分化为免疫调节细胞参与肿瘤免疫逃逸。单核细胞可以连接先天性和获得性免疫反应，并可以通过诱导免疫耐受、血管生成和增加肿瘤细胞扩散等各种机制影响肿瘤微环境。马婷婷等19的研究表明，用过表达人IL-12腺病毒载体感染THP-1细胞时可促进单核细胞向巨噬细胞分化，这为临床治疗单核细胞白血病提供了新的方向。巨噬细胞可分化成两种常见表型，即M1型和M2型。M2极化的巨噬细胞主要通过诱导精氨酸酶1和IL-10相关网络参与组织重塑、修复和血管生成过程；在泛癌分析中，肿瘤微环境中M2型肿瘤相关巨噬细胞的出现通常与不良预后相关20。M1极化的巨噬细胞因表达高水平的炎症介质，如肿瘤坏死因子-（tumornecrosis factor-，TNF-）、一氧化氮和活性氧，被归类为抗肿瘤效应细胞，它们能够直接杀死肿瘤细胞并刺激抗肿瘤T细胞反应21。吴碧涛22通过携载人IL-12的腺病毒证实，过表达IL-12可促使M2型巨噬细胞向M1型转化。此外，IL-12还通过上调肿瘤细胞上的MHC-来促进抗原呈递，有利于M1型巨噬细胞的极化，并通过增强CXC趋化因子配体9（C-X-C chemokine ligand 9，CXCL9）、CXCL10 和CXCL11的产生来吸引效应免疫细胞23-26。基因修饰T细胞的能力是许多免疫治疗研究的重要组成部分，但是现阶段的方法都受转染效率的限制。Andrijauskaite等27发现，在T细胞培养基中加入IL-12进行7天的预培养后进行T细胞转染实验时，与对照组相比表现出更强的转染效率，这种效率增强可能与IL-12调节B细胞淋巴瘤/白血 病-3（B cell lymphoma/leukemia-3，Bcl-3）的mRNA 表达有关，这为提高转染效率提供了新的思路。2 2.3 3 利用新载体携载利用新载体携载IL-IL-1212发挥抗肿瘤作用发挥抗肿瘤作用在应用 IL-12 治疗恶性肿瘤的传统治疗方案中，大剂量IL-12直接输注造成的极大机体不良反应严重限制其在临床的应用转化。近年来基因工程载体的迅速发展使得 IL-12 能借助病毒、质粒、细胞等多种载体将其定点导入肿瘤局部后释放，从而减少不良反应，已成为IL-12临床应用研究的新方向。嵌合抗原受体 T 细胞（chimeric antigen recep-tor T-cell，CAR-T）是现阶段最常用的新型治疗方法之一，现在已经发展到具有“开关”模块并可以携载相应因子的第五代，只有当T细胞激活时才会分泌相关因子。第五代CAR-T的出现降低了IL-12的全身毒性，并且IL-12又可以促进CAR-T细胞增殖。Kueberuwa 等28的研究表明，分泌 IL-12 的CAR-T疗法能够根除免疫健全小鼠中已建立的B细胞淋巴瘤，其长期存活率为25%，并且表达IL-12的CAR-T细胞不仅直接杀死CD19+细胞，而且还将宿主免疫细胞募集到抗肿瘤免疫应答中，这为第五代CAR-T的临床转化研究提供了有利的实验依据。虽然以 CAR-T 细胞作为载体携载 IL-12 在动物实验中取得了较好的实验结果，但由于临床应用较少，不良反应尚不明确。RheoSwitch系统（RheoSwitch system，RTS）是一种新型基因表达控制开关，由多个相互依赖的功能组件组成。该RTS“基因开关”的功能可以由小分子配体 Veledimex 来控制转基因表达启动子，Veledimex是一种专有的基因疗法启动子系统的口服激活剂配体，是细胞色素 P450 家族 3 亚家2486ONCOLOGY PROGRESS,Dec 2022 V ol.20 No.24族 A 成员 4/5（cytochrome P450 family 3 subfamilyA member 4/5，CYP3A4/5）的中度抑制剂和底物。在没有Veledimex的情况下，RTS诱导的转基因表达“关闭”，而通过施用 Veledimex，转基因表达被“打开”。Barrett等29将RTS系统与IL-12联合应用以克服神经胶质瘤的先天免疫抑制，从而通过增加肿瘤细胞毒性T细胞和减少调节性T细胞（regu-lating T cell，Treg）来达到平衡，从而在原位神经胶