白细胞介素12及其抗肿瘤作用

人重组白细胞介素12肿瘤免疫新药一、丰原药业受让中科大人重组白细胞介素12新药事项2015年7月25日，丰原药业（000153）与中国科学技术大学就抗癌新药人重组白细胞介素-12药物技术转让及后继合作事宜正式签订《关于白介素-12新药技术成果转让的备忘录》。备忘录主要内容如下:1、双方同意中国科学技术大学向公司转让人重组白细胞介素-12药物的科技成果,转让价格约5000万元(最终价格以资产评估结果为准),具体转让过程、价格及付款方式,将于评估结果出来后1个月内另行签订转让合同。2、双方同意以合作的方式完成后续包括临床实验研究和获得新药证书和生产证书的相关研究,具体内容和方式将另行签订技术服务合同。3、双方同意在合适的时候,在中国科学技术大学先进技术研究院成立联合实验室,共同推进相关新药研究和开发工作。二、中科大研究白细胞介素12肿瘤免疫领军核心人物（一）魏海明：教授，博士生导师。籍贯：安徽。山东大学医学院免疫学专业博士毕业。现为中国科学技术大学生命科学学院教授、博士生导师;中国科学技术大学生命学院实验动物中心主任,中国免疫学会英文会刊Cellular&MolecularImmunology编辑部主任。中国免疫学会终身会员、理事，中国免疫学会基础免疫学专业委员会副主任，中国抗癌协会肿瘤生物治疗专业委员会委员，安徽省免疫学会副理事长。2002年以来为首承担参加了9项科研项目，其中国家863课题2项，国家973课题2项，国家自然科学基金项目重点项目1项、面上项目2项，国家新药创制重大专项1项，国家杰出青年科学基金B类1项(国内负责人)。近5年在JImmunol，PlosPathogens,JAllergyClinImmunol，Hepatology，PNAS，JHepatol等杂志发表SCI论文35篇。《介导肝脏免疫损伤与再生的天然免疫识别及其调控机制》分别于2007年获中华医学科技一等奖，2008年获国家自然科学二等奖。主要研究兴趣：1.NK细胞亚群与重要疾病发生发展的关系：研究组织居留NK细胞（ThNK）与肝炎、哮喘、自身免疫病等疾病的发生发展；研究ThNK与肿瘤免疫逃逸及肿瘤免疫治疗的关系。2.基于天然免疫的肿瘤生物治疗技术：研究以“预存免疫”为基础的抗肿瘤“免疫化疗”方案及抗肿瘤药物白细胞介素12的研制。（二）田志刚：中国科技大学生命科学学院教授，博士生导师。中国科学院“百人计划”获得者、国家杰出青年科学基金获得者、国家基金委创新研究群体学术带头人。成就及荣誉：先后获省部级科技进步二等奖3项、三等奖8项。近年来共发表论文250余篇，英文刊物发表论文23篇，17篇收入SCI。在国内最先（1989年）综合系统地引入肿瘤生物治疗学。1989年创建国内第一家肿瘤生物治疗研究机构（山东肿瘤生物治疗中心）并发起创建中国免疫学会肿瘤生物治疗分会并任副主任委员。建成国家卫生部批准的首批细胞治疗实验室，探索出三套肿瘤生物治疗方案并应用于临床。先后研制四类10余种单抗和PCR试剂盒。自1990年起开展基因工程药物研究，先后研制了IL-2、IL-6、IL-10、IL-12、IL-15、IL-18、SCF、leptin等重组产品，部分转让中试工艺。被称为“中国免疫第一人”。三、白细胞介素12及其抗肿瘤作用IL-12是新近发现的一种细胞因子，具有多种生物学活性，尤其是在抗肿瘤免疫和抗病毒免疫中有重要的作用。（一）IL-12概况IL-12主要来源于单核/巨噬细胞、抗原递呈细胞和B细胞，是由相对分子质量为40×103和35×103两个亚单位经二硫键连接形成的异二聚体糖蛋白。相对分子质量70×103，等电点介于pH4.5～pH5.5。人p40和p35分别由两个基因编码，p40基因定位于染色体5q31～q33，p35基因定位于染色体3p12～3q13.2[医学教育网整理发布]。p35基因大于6×103，而p40基因跨及20kb、至少有5个外显子。p40亚单位与造血细胞生长因子受体的胞外部分同源,同源序列包括4个保守的cys和WSXWS主型框架。p35亚单位则与其他富含α－螺旋的细胞因子结构类似。人体内IL－12半衰期3.3小时，在Pg水平下仍有较强活性。IL－12R为一种细胞外516个氨基酸和细胞浆91个氨基酸组成的Ⅰ型跨膜蛋白，是造血生长因子受体超家族成员。IL-12R由β1链和β2链构成［1］，有多种存在形式，与IL-12有很高的亲和力。p40与IL-12β2链结合，介导p35与β1链结合，后者发挥生物活性。IL-12R存在于激活的T细胞以及静息或激活的NK细胞上，B细胞和静息的T细胞则没有IL-12R表达。IL-12是一种多活性细胞因子，其靶细胞是T细胞，NK细胞和骨髓祖细胞。（1）IL-12能促进激活的T细胞和NK细胞增殖，增强T细胞、NK细胞细胞毒活性并诱导其产生γ干扰素（interferon-gamma,IFN-γ）、β肿瘤坏死因子（tumornecrosisfactorbeta，TNF-β）等。(2)IL-12在Th1/Th2应答平衡中有重要作用［2］。IL-12可诱导Tn细胞分化为Th1细胞，并刺激Th1细胞的发育和增殖，从而在细胞介导免疫中发挥重要作用［3］。IL-4则与IL-12作用相抑制，诱导Tn细胞分化为Th2并促进Th2细胞发育增殖，两者共同调节Th1/Th2应答平衡。IL-12在Th1/Th2应答平衡中作用机制是：IL-12自身就是Th1的激动剂和Th2的抑制剂，有直接的作用；IL-12还通过诱导NK细胞和T细胞产生IFN-γ间接调节Th1/Th2应答平衡［4］。IFN-γ能诱导IL-12Rβ2链表达，对抗IL-4对IL-12Rβ2链表达的作用，从而增强Th1应答［5］。(3)IL-12亚单位的作用。IL-12p40亚单位可单独存在，二个p40形成二聚体（p40）2。p70代表了全部已知IL-12生物学活性；p40、(p40)2可拮抗p70的生物学活性，其中（p40）2是p70强有力的竞争拮抗剂，作用强度为p40的25～50倍，其机制是竞争IL-12Rβ2链［6］。p40：p70的比例是可变的，p40可在p70缺乏的情况下分泌，并调节p70的生物活性。最近，Joseph等［7］研究发现，在体内同种抗原特异性的Th1致敏作用中，p40可替代p70的作用，（p40）2可增强CD8+Th1应答而不是拮抗作用，还发现体内Th1增殖可不依赖于IL-12和IFN-γ发生，认为可能存在着另一种新的致敏途径。IL-12的网络性已成为当前的一个新的研究热点。目前研究表明：IL-12可与亚适剂量的IL-2协同诱导T细胞增殖，增强CTL细胞毒活性以及促进T细胞NK细胞产生IFN-γ、TNF-β等，还诱导LAK细胞活性。IL-12与IL-2的协同作用可能是通过IL-2R的表达实现的，对于纯化的CD56+细胞，IL-12单独即可诱导IL-2R的高水平表达，IL-2也可诱导IL-12R表达的增强，这种IL-12介导的IL-2R表达上调与IL-2介导的IL-12R表达上调相互促进，增强了细胞对这两种因子的应答。然而，IL-12对高剂量IL-2所引起的NK细胞、CD8+细胞和T细胞系的增殖反应却起抑制作用［8］。IL-12与IL-2联用可产生协同抗癌效果［9］。最近的研究还发现，低剂量的IL-2皮下注射可以诱生IL-12［10］。IL-12与IL-4在调节Th1/Th2应答平衡中是相互拮抗的一对细胞因子，但两者可协同诱导LAK细胞增殖。IL-12与IL-7对T细胞活化有协同作用。IL-12可诱生IFN-γ，IFN-γ反过来又可促进IL-12产生。IL-10、TGF-β、PGE2等可抑制IL-12的产生［11］。IL-12与IL-18有协同抗癌作用［12］。总之，IL-12的网络性十分复杂，有待于进一步深入研究。（二）IL-12抗肿瘤作用机制IL-12抗肿瘤作用是由其生物活性决定的：（1）IL-12可通过对淋巴细胞和非淋巴细胞直接或间接的作用改变宿主-肿瘤关系［2］；(2)使MHC表达上调［13］；（3）可通过加强CD4+T细胞向Th1细胞分化，刺激Th1细胞发育和增殖增强细胞免疫［3］；(4)能促进T细胞、NK细胞的分化和增殖，增强CTL、NK细胞和巨噬细胞细胞毒活性并产生IFN-γ等。这些生物学活性为IL-12治疗肿瘤提供了理论依据。IL-12的抗肿瘤机制是当前研究的热点。目前其研究结果基本倾向于以下观点。1．通过调节T细胞介导细胞免疫发挥抗肿瘤作用：IL-12诱导Tn细胞向Th1细胞分化，并促进Th1细胞发育和增殖，Th1细胞进一步分泌IL-2和IFN-γ等细胞因子，辅助CTL细胞发挥杀伤功能，从而起到抗肿瘤作用。Brunda等研究发现，经抗唾液酸抗体GM1处理去除NK细胞的小鼠在接种瘤细胞后，IL-12仍能有效抑制瘤细胞生长及减少转移结节数目，说明NK细胞并非IL-2抗肿瘤作用所必需。而IL-12的抗瘤效应在裸鼠体内大大降低，说明T细胞参与了IL-12的抗瘤作用。2．通过诱生IFN-γ介导抗肿瘤效应：IL-12能诱导T细胞，NK细胞产生IFN-γ。IL-12诱导NK1.1+TCRintT细胞发挥强大的细胞毒作用，产生大剂量的IFN-γ［14］。IFN-γ可能是介导IL-12发挥抗肿瘤效应的重要次级因子。业已证明，IFN-γ涉及多种抗瘤机制，包括IFN-γ与TNF-α相关的直接的细胞毒作用，诱导细胞慢性增殖，诱导NO产生，抑制血管生成等。Vizler等［15］研究发现：IL-12可抑制鼠血管肉瘤生长，降低肿瘤所致的鼠死亡率，其治疗效果呈剂量依赖性，其抗瘤作用与细胞免疫活性无关。IL-12注射后鼠血清IFN-γ水平明显升高，用抗体阻断IFN-γ后，IL-12抗瘤作用被阻断，因而认为IFN-γ对IL-12抗肿瘤免疫有非常重要的中介作用。但单独给予IFN-γ无抗肿瘤效应，这表明，除IFN-γ外，IL-12的参与是必需的。3．通过抑制血管生成发挥抗肿瘤作用［16，17］：血管生成在实体瘤的生长和转移中起着重要作用,若没有足够的血液供应,肿瘤的直径不会超过2mm,不会继续生长或转移。近年来，IL-12抑制血管生成的机制引起了国外学者广泛重视。Voest等［16］发现IL-12腹腔注射可抑制角膜血管对碱性纤维母细胞生长因子（bFGF）的增生反应。同样IFN-γ腹腔注射亦有类似IL-12的明显抑制角膜血管生成的效应。这种效应可被IFN-γ抗体阻断，因此认为IL-12的抗血管的作用是由其诱生的IFN-γ在其中起重要作用，并认为IFN-γ抗血管生成作用与INF-γ早期基因IP-10有关。后来的研究进一步证明：IL-12的抗血管生成作用是通过IFN-γ诱生的蛋白10（IP-10）介导的，IP-10是一个重要的化学因子，在体内有抑制血管生成和抗肿瘤生长的作用［17］。4．巨噬细胞、中性粒细胞等非淋巴细胞因素也可能参与抗肿瘤作用：Siders等［18］用Adv为载体构建的病毒Adcmv-IL-12静脉注射治疗鼠Renca肿瘤细胞肝转移模型，组织学发现血管周围大量细胞浸润，包括T细胞、巨噬细胞和中性粒细胞。在CD4+、CD8+或NK细胞缺乏的动物模型中同样有巨噬细胞，中性粒细胞大量浸润，同时还有Kupffer细胞大量被激活。分析治疗导致的肝基因表达改变发现IP-10和MigRNA水平升高。结果表明：非淋巴细胞效应细胞包括巨噬细胞、中性粒细胞可能参与抗肿瘤作用并可能与IP-10激活有关。（三）IL-12抗肿瘤治疗的动物实验与临床观察使用IL-12来调节肿瘤患者的免疫应答是肿瘤治疗的一个新的、有前途的治疗策略。IL-12抗瘤作用在动物模型中已取得令人鼓舞的效果，目前已应用于Ⅱ期临床试验。1．IL-12具有广谱抗瘤和低毒性的特点，协同用药具有广阔的前景：IL-2曾被用作抗肿瘤药物，但其严重的毒副作用大大限制了它的临床应用。与IL-2相比，IL-12具有广谱抗瘤、低毒、强活性和半衰期长的优点。目前已经证实IL-12对20余种肿瘤有较好疗效。在小鼠毒性试验中，小鼠能耐受大剂量