细胞因子及免疫学检验
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五、白细胞介素-2与疾病的关系

(一)IL-2与疾病

人类X-连锁的联合免疫缺陷是由于X染色体编码的CD132基因缺陷所致。JAK3的基因突变也导致联合免疫缺陷表型。IL-2基因启动子-330T/G多态性与移植物抗宿主反应相关。IL-2/IL-21近旁的两个SNP(rs6822844和rs2069778)与银屑病相关。Ⅰ型糖尿病的发病中,IL-2/4q27(rs2069763)和renalase FAD-dependent amine oxidase(RNLS)/10q23.31(rs10509540)位点与Ⅰ型糖尿病低年龄诊断相关。在波兰人群中,IL-2基因rs6822844与Ⅰ型糖尿病的发病相关,且影响血清IL-2水平。4q27染色体TENR-IL-2-IL-21区基因多态性与Ⅰ型糖尿病、类风湿关节炎、银屑病及多发性硬化相关。
西班牙、德国、荷兰、美国、意大利、瑞典、英国和挪威的10 000人的大样本病例-对照研究发现,IL-2-IL-21区基因rs2069762A-rs6822844T-rs6835457G-rs907715单倍型与系统性硬化及表皮系统性硬化相关。对235个家族进行研究发现,IL-2的2个SNPs与IgE介导的变应性疾病、哮喘和皮肤湿疹相关,其中rs2069762位于IL-2启动子区。中国汉族人群IL-2启动子区rs2069762 T等位基因降低胃癌发病率。

(二)可溶性IL-2R与疾病的关系

IL-2R分布在活化T细胞、B细胞、NK细胞表面,慢性刺激T细胞可使IL-2R脱落,形成的sIL-2R可与游离IL-2结合,从而干扰IL-2与靶细胞的相互作用。在感染、自身免疫疾病、白血病、器官移植等病理过程中,sIL-2R可增加100倍。

六、白细胞介素-2与临床治疗

(一)IL-2与成人T细胞白血病淋巴瘤 (ALT)

IL-2Rα作为免疫治疗靶标的免疫学基础是除调节性T细胞之外的初始T细胞不表达IL-2Rα,而恶性T、B细胞性白血病细胞组成性表达IL-2Rα,以及参与自身免疫性疾病、移植物抗宿主病和同种异基因实体器官排斥反应的T细胞也表达IL-2Rα。人的T细胞淋巴瘤病毒1(HTLV-1)是一种逆转录病毒,它会导致成人T细胞白血病(ALT)和HTLV-1相关性肌肉疾病的形成。在ALT的早期阶段,细胞通过自分泌IL-2和IL-2R维持CD4+T细胞的生长,此时应用抗Tac单抗注射液(daclizumab injection)治疗可以减少细胞的增殖,但随着时间的进展,细胞的生长不依赖于IL-2,而ALT细胞出现类似Treg细胞的抑制活性,这种晚期阶段可能与持续激活的JAK-STAT信号相关。Daclizumab作为人源化的抗CD25抗体可成功应用于治疗一部分ALT患者,然而单独使用该抗体的应用价值非常有限,将抗Tac抗体与免疫毒素相关的单克隆抗体或者 90Y一起联合使用具有更高的治疗价值。

(二)抑制IL-2信号传导作为一种治疗方法

除了抗Tac单抗注射液(daclizumab injection)之外,其他对IL-2信号的阻断方式可能也具有一定的疗效。如上所述,IL-2会激活JAK1和JAK3,而JAK1会与IL-2Rβ作用,JAK3会与γc作用,因此有人认为JAK3的抑制剂会具有免疫抑制作用。目前有两种JAK抑制剂用于临床。Ruxolitinib对于JAK1的抑制作用大于JAK2,这种药物已经被FDA批准用于治疗肌纤维化,目前用于治疗原发性红细胞增多症(polycythemia)和原发性血小板增多症(thrombocythemia)的临床测试正在进行中。Tofacitinib对于JAK3的抑制作用大于JAK1和JAK2,基于其前期成功的临床试验,已被批准用于治疗风湿性关节炎,而对治疗银屑病的Ⅲ期临床试验正在进行中。除以上所述,还有许多JAK抑制剂正在被用于风湿性关节炎和其他疾病的治疗评价。但需注意的是这些药物不仅可以抑制IL-2,也会对其他通过JAK激酶发挥作用的细胞因子具有抑制作用。

(三)高剂量IL-2介导的肿瘤免疫治疗

IL-2的免疫治疗已经应用了很多年,1992年FDA批准用于治疗转移性肾癌,1998年批准用于黑色素瘤的治疗。IL-2的应用可以使患者中5%~10%人群得以康复,最长25年无复发,其中70%的个体得到有效治疗,肿瘤完全消退。使用一种黑色素瘤多肽疫苗进行接种会极大提高这种疗法的疗效,再加上受纳性细胞移植可以将转移性黑色素瘤的治愈率提高到20%~40%。但高剂量IL-2具有较强的毒性,伴随重症毛细血管渗漏综合征的发生。虽然IL-2是一种有效的T细胞生长因子,但在已开展动物模型的过继性免疫疗法中,IL-2作为抗肿瘤药物的有效性不如IL-21,这是因为IL-2处理的CD8 +T细胞会诱导终端分化,最终走向凋亡被清除,而IL-21处理后的CD8 +T细胞在体内会持续存在更长时间。

(四)低剂量IL-2的免疫治疗

到目前为止,高剂量IL-2治疗部分肾癌和黑色素瘤中失败的具体机制还不是十分清楚,但IL-2可以增加Treg细胞数量可能是治疗肿瘤患者失败的一个原因。由于高剂量IL-2治疗具有较强的细胞毒性,因此目前仅应用于晚期阶段癌症患者的治疗。2006年,一个研究团队在HCV诱导的血管炎的研究中发现,低剂量IL-2的应用确实能够减少毒副反应的发生,且Treg细胞呈现两倍以上的增殖,这些细胞高表达CD25,显示出对IL-2的刺激更为敏感,但对效应T细胞几乎无影响。此外,还有研究在同种异体造血干细胞移植过程中发现,低剂量IL-2可以有效地应用于慢性移植物抗宿主病(GVHD)的治疗。这两个临床试验证实低剂量IL-2作为一种新的免疫调节药物能够有效地激活Treg并使其细胞数量增加,因此临床学者又重新开启了IL-2的治疗之门。
低剂量IL-2治疗的单次剂量范围通常为0.09~5.4MIU,而累积剂量范围为1.5~52.5MIU。几项最新的临床试验均证明人群对低剂量的IL-2治疗耐受,副反应较轻。北京大学人民医院栗占国教授及其团队的一项最新临床研究发现,低剂量IL-2治疗系统性红斑狼疮,除了引起Treg细胞的扩增,还会导致Tfh细胞比例下降。还有两项临床试验同样证明低剂量的IL-2治疗通过剂量依赖的方式能够减少CD19 +B细胞的比值。在这些临床试验中,不管是Treg的升高,还是Tfh细胞或者是B细胞比例的下降,这些都是自身免疫性疾病患者渴望达到的效果,因此低剂量IL-2的治疗在自身免疫性疾病的治疗中具有非常重大的意义。
HCV诱导的血管炎的临床表现通常为发热、关节痛、紫癜、肾损伤以及神经病变,研究者采用低剂量的IL-2治疗后,10个患者中8个患者血管炎相关临床症状随着疾病的治疗而消失,且仅进行到第二个或第三个疗程即可观察到疾病的改善。低剂量IL-2治疗斑秃患者,可以观察到患者头皮或毛发的再生。通过低剂量IL-2治疗系统性红斑狼疮患者,可以观察到疾病症状的缓解及抗dsDNA的减少。除以上所述,低剂量IL-2还应用于造血干细胞移植过程中的GVHD的治疗,不仅能够减少急性GVHD的频率及严重程度,甚至能够降低感染的发生。综上所述,低剂量IL-2的治疗,不但在生物学上有效,还具有强大的临床应用价值。
虽然人们对IL-2的研究已经有了30多年的历史,但IL-2仍然是目前研究最多的细胞因子之一,它在免疫系统中的作用还有待于继续研究。IL-2能有效增强免疫能力,提高机体免疫水平,广泛生物学作用使其在临床上具有较大的应用价值。随着不断地研究开发,IL-2的应用必定还会得到进一步发展。
(苏斌涛 陈 超)

参考文献

1.陈广华,吴德沛.IL-2和IL-15的生物学及免疫治疗应用研究进展.中国实验血液学杂志,2009,17(4):1088-1092
2.Akin C,Valent P. Diagnostic criteria and classification of mastocytosis in 2014.Immunol Allergy Clin North Am,2014,34(2):207-218
3.Bensinger SJ,Walsh PT,Zhang J,et al. Distinct IL-2 receptor signaling pattern in CD4 +CD25 +regulatory T cells.J Immunol,2004,172:5287-5296
4.Boyer O,Saadoun D,Abriol J,et al. CD4 +CD25 +regulatory T-cell deficiency in patients with hepatitis C-mixed cryoglobulinemia vasculitis.Blood,2004,103:3428-3430
5.Castela E,Le Duff F,Butori C,et al. Effects of low-dose recombinant interleukin 2 to promote T-regulatory cells in alopecia areata.JAMA Dermatol,2014,150:748-751
6.Cote-Sierra J,Foucras G,Guo L,et al. Interleukin 2 plays a central role in TH2 differentiation.Proc.Natl Acad.Sci U S A,2004,101:3880-3885
7.Coca A,Bundy KW,Marston B,et al. Macrophage activation syndrome:serological markers and treatment with anti-thymocyte globulin.Clin Immunol,2009,132(1):10-18
8.David K,Abul K.Abbas. The promise of low-dose interleukin-2 therapy for autoimmune and inflammatory diseases.Nat Rev,2015,15:283-293
9.Hartemann A,Bensimon G,Payan CA,et al. Low-dose interleukin 2 in patients with type1 diabetes:a Phase 1/2 randomised,double-blind,placebo-controlled trial. Lancet Diabetes Endo,2013,1:295-305
10.Kennedy-Nasser A,Ku S,Castillo-Caro P,et al. Ultra low-dose IL-2 for GVHD prophylaxis after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation mediates expansion of regulatory T cells without diminishing antiviral and antileukemic activity. Clin Cancer Res,2014,20:2215-2225
11.Malek TR.The Biology of Interleukin-2.Annu Rev Immunol,2008,26:453-479
12.Liao W,Lin JX,Leonard WJ. Interleukin-2 at the crossroads of effector responses,tolerance,and immunotherapy.Immunity,2013,38(1):13-25
13.Natalia AR,Janine W,Onur B. Interleukin-2:biology,design and application. Trends Immunol,2015,36(12):763-777
14.Liao W,Spo; ski R,Li P,et al. Opposing actions of IL-2 and IL-21 on Th9 differentiation correlate with their differential regulation of BCL6 expression.Proc. Natl Acad.Sci U S A,2014,111:3508-3513
15.Rosenberg SA.IL-2:the first effective immunotherapy for human cancer. J Immunol,2014,192:5451-5458