增強激活CTLs?減弱激活Tregs?IL-2藥物開發如何破局?-商家動態-資訊-生物在線

增強激活CTLs?減弱激活Tregs?IL-2藥物開發如何破局?

作者:北京百普賽斯生物科技股份有限公司 2021-05-31T10:05 (訪問量:5351)

白細胞介素2 (Interleukin 2,IL-2)是細胞因子中白細胞介素的一種,在免疫系統中起重要作用。它是一種蛋白質,負責調節白細胞(通常是淋巴細胞)的免疫活性。IL-2通過與淋巴細胞表面的IL-2 受體結合來發揮作用,是效應T細胞擴增、存活和功能所必需的細胞因子。
研發關鍵
IL-2是最早獲得批準用于治療癌癥的免疫療法之一。作為一種細胞因子,它具有激活CD8陽性T細胞、自然殺傷細胞并且促進它們增殖的能力,因此獲得美國FDA的批準用于治療黑色素瘤和腎細胞癌。1984年美國一名女軍人因身患惡性黑色素瘤接受了用IL-2進行腫瘤免疫的臨床試驗,也因此成為第一位通過免疫療法被治愈的人,這也是IL-2登上歷史舞臺的重要開端。隨后FDA分別在1992年和1998年批準了重組IL-2藥物Aldesleukin,用于治療晚期腎癌和惡性黑色素瘤患者的治療,有效率達到15%~20%。然而,IL-2同時具有激活具有免疫抑制功能的調節性T細胞(Treg)的能力,這反而會抑制T細胞的抗癌免疫反應,而且可能導致其它毒副作用。因此,IL-2領域的一個研發重心是開發能夠在CD8+ T細胞中選擇性激活IL-2受體信號通路的激活劑。

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圖 1. 天然IL-2對免疫反應具有多效作用[1]

在這里IL-2受體是另一個關鍵。IL-2 receptor (IL-2R) 是由三條鏈組成的復合物,α鏈 (IL-2 R alpha,CD25),β鏈 (IL-2 R beta,CD122) 和通用γ鏈 (IL-2 R gamma,CD132),其中,γ鏈由IL-2家族成員共享 (IL-4, IL-7, IL-9, IL-15和IL-21)。IL-2受體IL-2 R alpha以低親和力結合IL-2,二者的相互作用不會導致信號傳導,但是IL-2 R alpha可以增加IL-2與IL-2 R beta & IL-2 R gamma二聚體的親和力。IL-2 R beta & IL-2 R gamma的二聚體對于T細胞中的信號傳導是必需的。IL-2與IL-2 R alpha低親和力結合 (Kd~10-8M),與IL-2R的βγ二聚體中親和力結合 (Kd~10-9M) 與IL-2R的αβγ三聚體高親和力結合 (Kd~10-11M)。這也解釋了為什么在治療癌癥時IL-2必須使用如此高的劑量來激活T細胞上的二聚體受體。

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圖2. IL-2與低親和力、中等親和力和高親和力IL-2受體結合的示意圖[2]


開發難點
開發IL-2免疫療法的難點就在于如何增強IL-2對細胞毒性T淋巴細胞(CTLs)的激活而減少或阻斷對調節性T細胞(Tregs)的激活,也就是增強IL-2對IL-2R βγ二聚體的親和力而減弱對IL-2R αβγ三聚體或IL-2R alpha的親和力。
為此,眾多科研單位和公司開展了針對IL-2的研發,開發了不同的IL-2及抗體。
  • 2020年12月16日,Karakus等人在《Science Translational Medicine》發表文章,鑒定出一種IL2R偏向性IL2結合抗體,讓IL-2只與IL-2 R alpha結合而不與IL-2 R beta 或 IL-2 R gamma結合[3]

  • Nektar和BMS正在開發偏向βγ鏈的IL-2(NKTR-214),進行PEG化改造,一方面延長了半衰期,另一方面加入的PEG基團能夠減弱或阻止IL-2與受體三聚體的相互作用。同時Nektar也與默沙東聯用PD-1抗體進行了臨床試驗;

  • 恒瑞申報臨床的IL-2衍生物SHR-1916也是類似效果,消除或降低的對高親和力受體(IL 2Rα/β/γ)的親和力,并保留對中等親和力受體(IL 2Rβ/γ)的親和力;

  • 信達的IL-2通過氨基酸突變文庫來篩選偏向性的IL-2,輔之以引入糖基化位點進一步去除IL-2Rα的結合,最后通過Fc融合延長半衰期。

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圖3 部分IL-2癌癥免疫療法候選產品[4]

因此,IL-2領域的一個研發重心是開發能夠選擇性激活IL-2 βγ信號通路的激活劑。


ACROBiosystems利用自有**技術開發了一系列IL-2 R alpha & IL-2 R beta & IL-2 R gamma異源三聚體蛋白和IL-2 R beta & IL-2 R gamma異源二聚體蛋白,具有高親和活性,結構穩定,批間一致性好,解決了傳統體外組裝方式的操作繁瑣且活性不穩定的弊端,可用于體外研究IL-2IL-2受體的相互作用、免疫動物制備抗體或抗體的體外篩選等,助力IL-2相關藥物研發。

品特點
  • 獨特設計,**多聚復合物,非體外重組,批間更穩定

  • 純度異源聚體經MALS驗證

  • 高親和活性經SPR驗證,免費提供Protocol

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    IL-2受體復合物

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高親和力經SPR驗證

經SPR驗證,IL-2與IL-2受體的親和力驗證結果與文獻[5]基本一致

表1 IL-2與不同LI-2受體結合親和力數據

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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

高純度異源聚體經MALS驗證

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.

高生物活性經ELISA驗證

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

參考資料:

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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