IL-2/IL-2R研究简史及药物开发（致敬经典，开启新的十年）

1976年发现的IL-2，在整个免疫治疗史上，有着不可替代的位置。Rosenberg称之为第一个人类肿瘤有效的免疫治疗方法。

IL-2/IL-2R受体里程碑研究 

1976年 

NCI肿瘤细胞生物学实验室的RobertGallo，使用PHA刺激淋巴细胞产生条件培养基培养骨髓细胞，其中90%的T细胞长达9个月的生存维持。在此之前，原代T细胞无法体外培养，是免疫学发展的巨大瓶颈性技术问题。这个未被纯化的成分称之为T细胞生长因子（TCGF）。

条件培养基培养骨髓细胞（文献1）

1980年

NCI肿瘤细胞生物学实验室的RobertGallo，通过离子交换色谱和凝胶分离，从条件培养基中分离浓缩了TCGF，并且得出了大致的分子量约15KD。

纯化IL-2电泳（文献2）

1983年

日本癌症研究基金会肿瘤研究中心，Junji Hamuro等人，克隆了IL-2的基因，完成了测序工作。人们可以完整的了解这个T细胞生长因子的基因和氨基酸序列等基础信息。但是为什么第一个被克隆的细胞因子成为IL-2而不是IL-1呢？原因是，当初有科学家认为，有另外一个细胞因子刺激了IL-2的产生，那个未知的因子应该是1。

IL-2序列（文献3）

IL-2受体的发现和克隆

1984年

Nature发表了三篇IL-2受体α克隆的文章（文献4，5，6），分别来自于Immunex 公司（2002年Amgen收购），NCI，和日本京都大学。

1986年

NIH国立儿童健康与人类发育研究所在Science发表文章（文献7），发现了IL-2另外一个受体p70，1986和1987年还有多篇文章报道IL-2 p70受体。

1990年

日本东北大学医学院，1991京都大学分别发表文章发现IL-2Rγ（文献8，9）。至此，IL-2受体α，β，γ被发现。之后IL-2和受体的结合，被Stanford的科学家解析。

IL-2-IL-2Rα，β，γ复合物结构（文献10）

IL-2/IL-2R药物开发 

重组IL-2

1983年IL-2基因被克隆，是IL-2药物开发的里程碑式基础研究，1983年和1984年多个实验室进行了IL-2的大肠杆菌表达。

 IL-2临床试验统计（文献16）

1984年11月，一个33岁黑色素瘤转移的病人接受重组IL-2治疗，肿瘤消退，此后病人无疾病生存29年。1985年Rosenberg在肝癌转移小鼠模型注射重组IL-2，获得很好的治疗效果（文献11）。1985年Rosenberg等在新英格兰医学杂志报道，使用IL-2和LAK细胞进行了25个癌症转移病人的临床研究。Rosenberg 2014年发文评述IL-2是第一个人类肿瘤有效的免疫治疗方法（文献13）。

1991年诺华与linigen联合研发的重组IL-2药物 Proleukin（Aldesleukin，阿地白介素）被FDA批准治疗转移性肾癌，1998年批准治疗转移性黑色素瘤。但是因为半衰期短，治疗窗口窄，毒副作用大，且同时刺激Treg活化，限制了临床使用。

新型IL-2开发（PEG化，偏向性IL-2）

IL-2R有α（CD25），β（CD122），γ（CD132），其中，α为低亲和力受体，且下游无信号传导，β和γ组成中等亲和力的受体，下游可以通过JAK传导信号，在α参与的情况下，亲和力增强为高亲和力受体。

IL-2受体（文献17）

从1990s开始，很多的科研单位和企业开始，通过突变改变IL-2和不同受体亚单位亲和力，以增加活力，降低毒性。

2000年Bayer 设计了BAY50-4798，选择性结合IL-2Raβγ，减少和IL-2βγ的结合，减少IL-2Rβγ+ NK细胞介导的毒性。但是最终临床治疗和传统IL-2比较，没有改善。

BAY50-4798结构及作用（文献14）

NKTR-214

NKTR-214是由美国Nektar公司开发的一种针对CD122 (IL-2Rβ)抗原的偏向型激动剂,其通过靶向作用于CD8+效应T细胞以刺激肿瘤杀伤T细胞的增殖,从而利用患者自身免疫系统对抗癌症。NKTR-214通过对首个肿瘤免疫药物aldesleukin进行聚乙二醇(PEG)修饰,有效克服了其严重的毒副作用并延长起效时间。

THOR-707

Synthorx公司（赛诺菲25亿美金收购）产品，通过向宿主细胞转入非天然氨基酸，在该位点实现定点PEG偶联，和IL-2Rα低亲和力，但是和IL-2Rβγ有接近天然的亲和力，选择性激活CD8+T细胞，不激活Treg。

NCT04009681，A Study Evaluating Safety and TherapeuticActivity of THOR-707 in Adult Subjects With Advanced or Metastatic Solid Tumors(THOR-707-101)，Phase1/2

SHR-1916 

12月25日恒瑞偏向性IL-2，SHR-1916获批临床。SHR-1916是恒瑞医药自主研发的全新PEG修饰和位点突变的IL-2分子，可以通过激活JAK1/JAK3/STAT5信号通路，促进CD8⁺T和NK细胞增殖，发挥抗肿瘤作用。

Immunocytokine（抗体-IL2偶联）

通过靶向肿瘤抗原抗体将IL-2携带至肿瘤局部，是另外一种策略，可以增加半衰期，增强靶向性，降低毒性。

hu14.18-IL2

hu14.18-IL2（EMD273063），由EMD Serono研发，是一种抗GD2免疫因子，由抗GD2抗体14.18（抗体）和两分子的IL-2（免疫因子）融合而成的蛋白，主要用于治疗黑色素瘤。

临床研究：NCT00590824，Pilothu14.18-IL2 in Resectable Recurrent Stage III or Stage IV Melanoma，phase2 在一些高复发风险的黑色素瘤患者中，使用IC治疗的患者出现了长时间的无瘤生存。

L19-IL2

Philogen S.p.A.公司研发，L19靶向细胞外基质（ECM）纤维连接蛋白异构体B-FN的的结构域B（ED-B）。

NCT02957019，A PhaseI/II Study of the Tumor-targeting Human L19-IL2 Monoclonal Antibody-cytokineFusion Protein in Combination With Rituximab in Relapsed or Refractory DiffuseLarge B-cell Lymphoma (DLBCL)

NCT04362722，IntratumoralAdministration of Daromun in Non-melanoma Skin Cancer Patients (DUNCAN)，phase2

Philogen S.p.A.还开发了F16IL2，有多个临床在开展，但是进度未更新。

RO6874281

RO6874281，来自于Roche，是IL-2突变体与靶向FAP的单抗融合而成的双特异性蛋白，其中靶向肿瘤胶质抗原FAP的单抗用于将蛋白相对准确地定位到肿瘤部位，IL-2突变体部分则偏向性地结合和调控肿瘤微环境中的T细胞表面的IL-2Rβγ二聚体，从而激活微环境中的抗肿瘤免疫效果。

 NCT03875079（Metastatic Melanoma），NCT03063762（Metastatic Renal Cell Carcinoma），NCT02627274（联用Trastuzumab or Cetuximab），NCT03386721（实体瘤，联用Atezolizumab），NCT03193190（PDAC）

IL-2R抗体 

阻断性抗体用于炎症性疾病，非阻断性抗体用于肿瘤免疫治疗。

阻断性抗体

Zinbryta(daclizumab)

AbbVie，Inc.和Biogen

适用为有多发性硬化症(MS)的复发型成年患者的治疗

白介素-2受体阻断抗体

7例严重不良反应，主要为脑炎和脑膜炎，这才紧急启动撤市程序。

IL-2R alpha嵌合体抗体

Basiliximab/巴利昔单抗/舒莱

Novartis

预防首次肾移植术后的急性器官排斥

国内注册号：S20171040

非阻断性抗体

RG6292

非阻断性CD25抗体，选择性清除Treg。详细内容可阅读：Roche 新型CD25抗体选择性清除调节性T细胞，增强抗肿瘤免疫

喵评：以IL-2/IL-2R的经典传奇，开启2021-2030新的十年。

参考文献

1. Morgan DA, Ruscetti FW, GalloRC: Selective in vitro growth of T lymphocytes from normal human bone marrows.Science 1976, 193: 1007e1008

2. J.W. Mier, R.C. Gallo,Purification and some characteristics of human T-cell growth factor fromphytohemagglutinin-stimulated lymphocyte-conditioned media, Proc.Natl. Acad.Sci. USA (1980)

3. aniguchi T,et al: Structure andexpression of a cloned cDNA for human interleukin-2. Nature 1983, 302:305e310

4. Cosman, D.et al, (1984).Cloning, sequence and expression of human interleukin-2 receptor. Nature 312,768–771.

5. Leonard, W.J.,etal.(1984).Molecular cloning and expression of cDNAs for the human interleukin-2 receptor.Nature 311, 626–631.

6. Nikaido, T., et al (1984).Molecular cloning of cDNA encoding human interleukin-2 receptor. Nature 311,631–635.

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10. X. Wang, M. Rickert, K.C.Garcia, Structure of the quaternary complex of interleukin-2 with Its α, ß, andγc Receptors. Science (80-) 310 (2005) 1159 LP–1163

11. Lafreniere R, Rosenberg SA.1985. Successful immunotherapy of murine experimental hepatic metastases withlymphokine activated killer cells and recombinant interleukin 2. Cancer Res45(8):3735–3741.

12. Rosenberg SA, et al. 1985.Observations on the systemic administration of autologous lymphokine-activatedkiller cells and recombinant interleukin-2 to patients with metastatic cancer.N Engl J Med 313(23):1485–1492.

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16. Alexy Orozco Valencia，et al，Interleukin-2 as immunotherapeutic in the autoimmune diseases，International Immunopharmacology 81 (2020) 1062962

17. Rosanne Spolski，et al，Biology and regulation of IL-2: from molecular mechanisms to human therapy，Nat Rev Immunol . 2018 Oct;18(10):648-659.