长效重组人白介素2药物的生物学活性和抑瘤作用

摘要

目的：考察运用非天然氨基酸定点偶联聚乙二醇（polyethylene glycol, PEG）获得的PEG化重组人白介素2（pegylated recombinant human interleukin 2,PEG-rhIL-2）的生物学活性和抑瘤作用，并探索其抑瘤机制。方法：用表面等离子共振（surface plasmon resonance, SPR）技术检测T41、Y45和V91三个不同位点PEG-rhIL-2与人IL-2受体α（interleukin 2 receptor α,IL-2R_α）和IL-2受体β（interleukin 2 receptor β,IL-2R_β）的平衡解离常数（equilibrium dissociation constant, KD）。采用Western blot检测不同剂量rhIL-2和PEG-rhIL-2激活CTTL-2和YT细胞中Janus激酶-信号转导和转录激活因子5（Janus kinase-signal transducer and activator of transcription 5,JAK-STAT5）信号通路的水平。将小鼠单次给药后采血，检测不同时间点药物的浓度，评估Y45-PEG-rhIL-2的药代动力学参数。选择小鼠肝癌细胞系Hepa1-6、胰腺癌细胞系Pan-02和结肠癌细胞系MC-38,用C57BL/6品系小鼠构建肿瘤模型，分别注射不同剂量的Y45-PEG-rhIL-2及赋形剂对照，评估药物的抑瘤作用，并在MC-38模型中评估Y45-PEG-rhIL-2与抗小鼠程序性死亡受体-1（programmed death-1,PD-1）单抗联用的抑瘤作用。构建Hepa1-6小鼠肿瘤模型，分别注射rhIL-2、Y45-rhIL-2和Y45-PEG-rhIL-2,用流式细胞仪分析肿瘤浸润淋巴细胞的比例。结果：SPR检测结果显示PEG-rhIL-2与IL-2R_α/IL-2R_β亲和力均降低，Y45-PEG-rhIL-2与IL-2R_α亲和力降低至约1/250,与IL-2R_β亲和力降低至1/3。Western blot结果显示Y45-PEG-rhIL-2激活表达IL-2受体异源三聚体αβγ(heterotrimeric IL-2 receptor complex αβγ,IL-2R_αβγ)的CTLL-2细胞JAK-STAT5信号的活性降低至约1/300,激活表达IL-2受体异源二聚体βγ(heterodimeric IL-2 receptor complex βγ,IL-2R_βγ)的YT细胞JAK-STAT5信号的活性降低至1/3。小鼠单次给药后药代动力学评估结果显示Y45-PEG-rhIL-2消除半衰期为17.7 h,具有优于rhIL-2的药代动力学特征。在小鼠肿瘤模型中，Y45-PEG-rhIL-2显示出剂量依赖的抑瘤作用，且与抗PD-1抗体联用抑瘤作用优于Y45-PEG-rhIL-2单用和抗PD-1抗体单用。流式结果表明Y45-PEG-rhIL-2给药72 h后，肿瘤浸润CD8⁺T细胞比例增加86.84%,给药120 h后CD8⁺T细胞与调节T细胞（regulatory T cell, Treg）比值提高75.10%。结论：采用非天然氨基酸定点偶联得到的Y45-PEG-rhIL-2通过改变受体亲和力，调节CD8⁺T细胞杀伤肿瘤，在小鼠多个移植瘤模型上具有剂量依赖的抑瘤作用。

关键词

重组人白介素2 / 非天然氨基酸 / 免疫治疗