免疫刺激性細胞因子是免疫系統(tǒng)的中樞調節(jié)因子，具有作為免疫治療藥物的巨大潛力。然而，其臨床應用受到全身免疫激活產(chǎn)生的嚴重毒性的限制。IL－2是一種被批準用于治療黑色素瘤和腎細胞癌的強效多效細胞因子，然而受到CD25＋細胞的優(yōu)先激活和全身性劑量限制毒性的影響，限制了其臨床應用。

最近，計算機蛋白質設計的最新進展使得能夠產(chǎn)生高度穩(wěn)定的功能性蛋白質，其完全具有天然細胞因子的活性，而且改善了生化和治療特性。一種新設計的IL－2模擬物（Neo－2／15）通過激活IL－2Rβ和IL－2Rγ來復制IL－2和IL－15的免疫刺激功能，但完全獨立于CD25和CD215受體。與天然IL－2相比，這種模擬物通過避免CD25＋免疫細胞的優(yōu)先激活，誘導了毒性降低的有效免疫治療。其聚乙二醇化的版本（NL－201）已在多個臨床前模型中顯示出改善的治療效果，目前正在臨床試驗中進行測試。

在Neo－2／15蛋白中，有4個螺旋結構，其中螺旋H3與IL－2Rβ相互作用，H4與IL－2γ相互作用，H1與兩種受體相互作用。研究人員測試了Neo－2／15的幾種分裂版本：（1）H1和H3–H2–H4，（2）H1–H3和H2–H3，以及（3）H1–H3–H2和H4。在所有三種情況下，當兩個片段組合時，觀察到比單獨兩個片段更強的IL－2受體結合和信號傳導。而對于分離對H1和H3－2－4，即使在高濃度下，兩個片段都沒有單獨顯示任何活性。

接下來研究人員這些片段分別融合到設計的錨蛋白中，該蛋白靶向HER2和EGFR這兩種腫瘤相關抗原的細胞外結構域。通過選擇性靶向細胞表面受體來評估Neo－2／15的重組活性。結果顯示，當Neo2A和Neo2B都靶向HER2（αHER2－Neo2A?＋?αHER2－Neo2B）時，具有與HER2靶向的完整Neo－2／15（αHER2－Neo2／15）相似的活性，顯示共定位依賴性IL－2受體激活。當一個片段靶向HER2而另一個靶向EGFR時，也顯示了相似的定位依賴性激活，證明了該方法靶向同一細胞表面上的兩種不同抗原的可行性。

接下來，研究人員評估了分裂的Neo－2／15的安全性和治療活性。IL－2通常在小鼠中顯示誘導毒性，如肺水腫和體重減輕。通過給予健康的C57BL／6?J小鼠以等摩爾劑量的Neo－2／15、靶向和非靶向的Neo－2／15融合蛋白（PD－L1－Neo2／15和Ctrl－Neo2／15）以及靶向和未靶向的分裂Neo－2／15融合蛋白，正如預期的那樣，完整的Neo－2／15融合蛋白在治療后幾天就被發(fā)現(xiàn)有毒性，而分裂的Neo－2／15片段組合在同等劑量下均未顯示任何毒性跡象。

此外，在PD－L1過表達B16黑色素瘤的同基因小鼠模型中，單個片段沒有顯示出任何抗腫瘤治療活性。而PD－L1靶向的分裂片段（αPD－L1－Neo2A ＋?αPD－L1－Neo2B）的抗腫瘤作用優(yōu)于非靶向分裂片段（Ctrl－Neo2A?＋?Ctrl－Neo2B）以及靶向和未靶向的完整Neo－2／15融合蛋白。

一些免疫治療策略受益于細胞因子介導的特定免疫細胞亞型的全身擴增，以促進抗腫瘤作，而Tregs限制了許多基于IL－2的免疫療法。Neo－2／15是CD25非依賴的，因此不偏向于優(yōu)先激活CD25＋細胞。研究人員將分裂的Neo－2／15蛋白融合到一個αCD8納米體靶向結構域，在健康的Foxp3－GFP小鼠中評估分裂的Neo－2／15、完整的Neo－2－15和非靶向對照的CD8＋T細胞選擇性擴增的程度。結果顯示，與完整的Neo－2／15相比，分類的Neo－2／15融合蛋白顯著增加了CD8＋細胞的比例。?同時，研究人員評估了CD8靶向分裂Neo－2／15在B16小鼠黑色素瘤模型中的抗腫瘤效果，與未靶向的完整和分裂的Neo－2／15相比，CD8靶向分裂的Neo－2／15導致小鼠腫瘤生長延遲，生存率提高。

總之，上述的分離式Neo－2／15的開發(fā)解決了目前IL－2治療方面的兩個主要挑戰(zhàn)，即CD25的偏倚和系統(tǒng)毒性。這項研究也顯示了計算機從頭設計蛋白質的強大功能，同時，這種方法也為新的應用打開了大門。在新的應用中，可以利用從頭設計的蛋白質來開發(fā)高度特異性的治療藥物，這些藥物可以被設計的靶蛋白條件性激活。

參考文獻：

1．Asplit， conditionally active mimetic of IL－2 reduces the toxicity of systemiccytokine therapy． Nat Biotechnol．2022 Oct 31．

       原文標題 : IL-2開發(fā)前沿：一種條件性激活減毒的IL-2模擬物