增强激活CTLs?减弱激活Tregs?IL-2药物开发如何破局?-商家动态-资讯-生物在线

增强激活CTLs?减弱激活Tregs?IL-2药物开发如何破局?

作者:北京百普赛斯生物科技股份有限公司 2021-05-31T10:05 (访问量:2477)

白细胞介素2 (Interleukin 2,IL-2)是细胞因子中白细胞介素的一种,在免疫系统中起重要作用。它是一种蛋白质,负责调节白细胞(通常是淋巴细胞)的免疫活性。IL-2通过与淋巴细胞表面的IL-2 受体结合来发挥作用,是效应T细胞扩增、存活和功能所必需的细胞因子。
研发关键
IL-2是最早获得批准用于治疗癌症的免疫疗法之一。作为一种细胞因子,它具有激活CD8阳性T细胞、自然杀伤细胞并且促进它们增殖的能力,因此获得美国FDA的批准用于治疗黑色素瘤和肾细胞癌。1984年美国一名女军人因身患恶性黑色素瘤接受了用IL-2进行肿瘤免疫的临床试验,也因此成为第一位通过免疫疗法被治愈的人,这也是IL-2登上历史舞台的重要开端。随后FDA分别在1992年和1998年批准了重组IL-2药物Aldesleukin,用于治疗晚期肾癌和恶性黑色素瘤患者的治疗,有效率达到15%~20%。然而,IL-2同时具有激活具有免疫抑制功能的调节性T细胞(Treg)的能力,这反而会抑制T细胞的抗癌免疫反应,而且可能导致其它毒副作用。因此,IL-2领域的一个研发重心是开发能够在CD8+ T细胞中选择性激活IL-2受体信号通路的激活剂。

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图 1. 天然IL-2对免疫反应具有多效作用[1]

在这里IL-2受体是另一个关键。IL-2 receptor (IL-2R) 是由三条链组成的复合物,α链 (IL-2 R alpha,CD25),β链 (IL-2 R beta,CD122) 和通用γ链 (IL-2 R gamma,CD132),其中,γ链由IL-2家族成员共享 (IL-4, IL-7, IL-9, IL-15和IL-21)。IL-2受体IL-2 R alpha以低亲和力结合IL-2,二者的相互作用不会导致信号传导,但是IL-2 R alpha可以增加IL-2与IL-2 R beta & IL-2 R gamma二聚体的亲和力。IL-2 R beta & IL-2 R gamma的二聚体对于T细胞中的信号传导是必需的。IL-2与IL-2 R alpha低亲和力结合 (Kd~10-8M),与IL-2R的βγ二聚体中亲和力结合 (Kd~10-9M) 与IL-2R的αβγ三聚体高亲和力结合 (Kd~10-11M)。这也解释了为什么在治疗癌症时IL-2必须使用如此高的剂量来激活T细胞上的二聚体受体。

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图2. IL-2与低亲和力、中等亲和力和高亲和力IL-2受体结合的示意图[2]


开发难点
开发IL-2免疫疗法的难点就在于如何增强IL-2对细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)的激活而减少或阻断对调节性T细胞(Tregs)的激活,也就是增强IL-2对IL-2R βγ二聚体的亲和力而减弱对IL-2R αβγ三聚体或IL-2R alpha的亲和力。
为此,众多科研单位和公司开展了针对IL-2的研发,开发了不同的IL-2及抗体。
  • 2020年12月16日,Karakus等人在《Science Translational Medicine》发表文章,鉴定出一种IL2R偏向性IL2结合抗体,让IL-2只与IL-2 R alpha结合而不与IL-2 R beta 或 IL-2 R gamma结合[3]

  • Nektar和BMS正在开发偏向βγ链的IL-2(NKTR-214),进行PEG化改造,一方面延长了半衰期,另一方面加入的PEG基团能够减弱或阻止IL-2与受体三聚体的相互作用。同时Nektar也与默沙东联用PD-1抗体进行了临床试验;

  • 恒瑞申报临床的IL-2衍生物SHR-1916也是类似效果,消除或降低的对高亲和力受体(IL 2Rα/β/γ)的亲和力,并保留对中等亲和力受体(IL 2Rβ/γ)的亲和力;

  • 信达的IL-2通过氨基酸突变文库来筛选偏向性的IL-2,辅之以引入糖基化位点进一步去除IL-2Rα的结合,最后通过Fc融合延长半衰期。

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图3 部分IL-2癌症免疫疗法候选产品[4]

因此,IL-2领域的一个研发重心是开发能够选择性激活IL-2 βγ信号通路的激活剂。


ACROBiosystems利用自有**技术开发了一系列IL-2 R alpha & IL-2 R beta & IL-2 R gamma异源三聚体蛋白和IL-2 R beta & IL-2 R gamma异源二聚体蛋白,具有高亲和活性,结构稳定,批间一致性好,解决了传统体外组装方式的操作繁琐且活性不稳定的弊端,可用于体外研究IL-2IL-2受体的相互作用、免疫动物制备抗体或抗体的体外筛选等,助力IL-2相关药物研发。

品特点
  • 独特设计,**多聚复合物,非体外重组,批间更稳定

  • 纯度异源聚体经MALS验证

  • 高亲和活性经SPR验证,免费提供Protocol

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高亲和力经SPR验证

经SPR验证,IL-2与IL-2受体的亲和力验证结果与文献[5]基本一致

表1 IL-2与不同LI-2受体结合亲和力数据

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Human IL-2RB&IL-2RA&IL-2RG, Fc Tag&Fc Tag (Cat. No. ILG-H5257) captured on CM5 chip via Anti-human IgG Fc antibodies surface can bind Human IL-2, Tag Free (Cat.No. IL2-H4113) with an affinity constant of 40.6 pM as determined in an SPR assay (Biacore 8K).

Protocol

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Human IL-2RB&IL-2RG Heterodimer Protein, Fc Tag&Fc Tag (Cat.No. ILG-H5254) captured on CM5 chip via anti-human IgG Fc antibody can bind IL-2, Tag Free (Cat.No. IL2-H4113) with an affinity constant of 0.123 nM as determined in an SPR assay (Biacore T200).

Protocol

高纯度异源聚体经MALS验证

The purity of Human IL-2RB&IL-2RA&IL-2RG, Fc Tag&Fc Tag(Cat.No. ILG-H5257) was more than 90% and the molecular weight of this protein is around 175-190 kDa verified by SEC-MALS.

高生物活性经ELISA验证

Immobilized Human IL-2, Tag Free (Cat.NO. IL2-H4113) at 5 μg/mL (100 μL/well) can bind Human IL-2RB&IL-2RG Heterodimer Protein, Fc Tag&Fc Tag (MALS verified) (Cat.No. ILG-H5254) with a linear range of 5-78 ng/mL

Protocol

参考资料:

1. NKTR-2017JPMorganSlides

2. Spolski R, et al. Nat Rev Immunol. 2018. PMID: 30089912 Review.

3. Receptor-gated IL-2 delivery by an anti-human IL-2antibody activates regulatory T cells in three different species

4. Restoring IL-2 to its cancer immunotherapy glory

5. Balasubramanian, S. Int Immunol. 1995 Nov;7(11):1839-49.


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