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人白细胞介素15（interleukin-15，IL-15）IL-15是一种多效性细胞因子，具有激活T细胞、B细胞和NK细胞，并可介导这些细胞的增殖和存活的功能。此外，IL-15能激活、维持和扩增CD8+记忆性T细胞，而不激活调节性T淋巴细胞(Tregs，具有免疫抑制功能)。 随着IL-15抗肿瘤的能力被大家熟知，将IL-15作为肿瘤治疗的前景因子也得到了广泛的关注，并取得一定的进展。下面就一起来认识一下IL-15这个因子。 一、IL-15的发现 早在1994年，Grabstein在猿肾上皮细胞系CV-1/EBNA的培养上清液发现该细胞因子，并且该细胞因子能够刺激并维持IL-2依赖的T细胞系的增殖，既具有类似和IL-2类似的生物学功能，随后被命名为IL-15。 二、IL-15介导的信号通路 IL-15R主要由3个亚基组成：α、β和γ亚基。其中β亚基与IL-2R共用，而γ亚基则和IL-2、4、7、9、21R的γ亚基相同，β亚基与γ亚基共同负责胞内的信号传导。其介导的信号通路[1, 2]如图所示：
三、IL-15的免调节作用 IL-15具有广泛的免疫调节活性，能够参与调节多种免疫细胞的存活、增殖与功能，其中包括NK细胞、记忆性CD8+T细胞、NKT细胞等等[2]。如下图所示： 1. 对T细胞的调节作用 早在1996年JamesP发现hIL-15对T细胞具有化学趋化作用：循环的淋巴细胞归巢至外周淋巴结，抑制淋巴细胞发生凋亡，并促进T细胞的活化增殖，诱导产生细胞毒细胞(CTL)[3]。 2002年，Schluns通过敲除的小鼠IL-15及IL-15Rs亚基基因，发现记忆性CD8+T细胞的数目减少了约50%[4]。IL-15除了能够促进记忆性CD8+T细胞的产生，而且在维持体内记忆性CD8+T细胞的数目上也起着至关重要的作用[5]。 2. 对NK细胞的调节作用 研究表明，IL-15在NK细胞的活化与增殖中起着重要作用。在IL-15及IL-15R增亚基基因敲除小鼠体内，NK细胞的数目都不同程度的减少，而在过表达IL-15的小鼠体内，NK细胞的数目则明显增加，并能增强小鼠的免疫反应[6]。 3. 对其他免疫细胞的调节作用 此外，IL-15在DC细胞及巨噬细胞的功能成熟中也扮演重要角色。在DC细胞中，IL-15能够促进DC细胞表达共刺激因子及IFN-γ，提高DC细胞活化CD8+T细胞及NK细胞的能力[7]。 四、IL-15的抗肿瘤作用 IL-15的抗肿瘤效应主要是通过促进CD8+T细胞和NK细胞的增殖及活化。在多种实验动物肿瘤模型（LA795肺腺癌，黑素瘤（B16，B78-H1），MC38结肠癌，肝癌和淋巴瘤）中，利用IL-15治疗均可以促进肿瘤的消退，减少肿瘤的转移，提高存活率。 如：在小鼠原发性肝细胞肝癌的模型中，IL-15/IL-15R复合物被证实能通过促进CD8+T细胞的增殖并维持其生存，从而很大程度上增加了小鼠体内CD8+T细胞的数量，同时促进CD8+T细胞分泌细胞因子IFN及TNF，最终增强了小鼠抗肿瘤的能力[8]。 又如：1997年Robert Evans等人通过给小鼠注射IL-15，结果显示IL-15可延长CY诱导（环磷酰胺，目前广泛应用的抗癌药物）的缓解期。此外，IL-15显示出增强过继性免疫治疗的功效[9]。 但由于IL-15半衰期短，且其分子小，肾脏清除率高，每天多次注射给药在方法上极其不便。因此单纯应用重组IL-15同样在肿瘤治疗上受限。细胞因子的基因治疗正好弥补了以上不足。 2010年，V Hoyos等人使用联合表达IL-15的CD19-CART细胞疗法，检测CD19-CART/CD19-IL15-CART抗肿瘤的能力。发现CD19-IL15-CART细胞分泌IL-15水平较CD19-CART明显提升，CD19-IL15-CART细胞扩增能力和免疫功能均高于CD19-CART细胞。 如下图所示：用CD19/CD19-IL15载体转导的T淋巴细胞，给予抗原刺激后，发现CD19-IL15-CART细胞具有比CD19-CART细胞更大的增殖能力；并且在异种移植Daudi淋巴瘤鼠模型中，尾静脉注射CD19-CART细胞和CD19-IL15-CART细胞后观察肿瘤细胞的数量，发现注射CD19-IL15-CART细胞的小鼠肿瘤消除更快。这说明CD19-IL15-CART的抗肿瘤的能力强于CD19-CART。如下图四所示[10]。
五、临床前景 Stephenson等通过在水疱性口炎病毒（VSV）中插入分泌型hIL-15（人IL-15基因）以增强溶瘤细胞病毒的杀瘤毒性，结果显示：当CT-26结肠癌细胞转染增强型VSV后，局部高表达IL-15，这使得CTL细胞免疫功能增强、生存率提高，进而增强CTL细胞抗肿瘤的能力。 基于IL-15良好的抗肿瘤能力，学者开始尝试将IL-15或IL-15的激动剂与其他的治疗方法联合使用，以期能够进一步提高肿瘤的治疗效果，主要包括（1）与化疗药物结联用；（2）与免疫检查点PD-1阻断药物联用；（3）与激动性的抗CD40抗体联用；（4）制备IL-15及IL-15Rα融合蛋白等。 综上所述，IL-15作为一种重要的细胞因子，在自身免疫性疾病、炎症性疾病、肿瘤等疾病的发生发展中发挥着重要的作用。目前针对IL-15在治疗以上疾病的动物实验及临床实验也已逐步展开，并取得了相应的成果。相信IL-15在未来会给我们带来更多的惊喜！ 参考文献： [1] Mishra A, Sullivan L, Caligiuri M A, et al. Molecular pathways: interleukin-15 signaling in health and in cancer.[J]. Clinical Cancer Research, 2014, 20(8): 2044-2050. [2] Jakobisiak M, Golab J, Lasek W, et al. Interleukin 15 as a promising candidate for tumor immunotherapy[J]. Cytokine & Growth Factor Reviews, 2011, 22(2): 99-108. [3] Lodolce J P, Boone D L, Chai S, et al. IL-15 Receptor Maintains Lymphoid Homeostasis by Supporting Lymphocyte Homing and Proliferation[J]. Immunity, 1998, 9(5): 669-676. [4] Kennedy, M.K., et al., Reversible defects in natural killer and memory CD8 T cell lineages in interleukin 15-deficient mice. J Exp Med, 2000. 191(5): p. 771-80. [5] Schluns, K.S., et al., Cutting edge: requirement for IL-15 in the generation of primary and memory antigen-specific CD8 T cells. J Immunol, 2002. 168(10): p. 4827-31. [6] Marks-Konczalik, J., et al., IL-2-induced activation-induced cell death is inhibited in IL-15 transgenic mice. Proc Natl Acad Sci U S A, 2000. 97(21): p. 11445-50. [7] Jinushi, M., et al., Autocrine/paracrine IL-15 that is required for type I IFN-mediated dendritic cell expression of MHC class I-related chain A and B is impaired in hepatitis C virus infection. J Immunol, 2003. 171(10): p. 5423-9. [8] Cheng, L., et al., Hyper-IL-15 suppresses metastatic and autochthonous liver cancer by promoting tumour-specific CD8+ T cell responses. J Hepatol, 2014. 61(6): p. 1297-303. [9] Evans R, Fuller J A, Christianson G, et al. IL-15 Mediates Anti-tumor Effects after Cyclophosphamide Injection. Cellular Immunology, 1997, 179(1): 66-73. [10] Hoyos V, Savoldo B, Quintarelli C, et al. Engineering CD19-specific T lymphocytes with interleukin-15 and a suicide gene to enhance their anti-lymphoma/leukemia effects and safety[J]. Leukemia, 2010, 24(6): 1160-1170. |
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CD19/CD19-IL15转导T细胞后，T细胞增殖情况
CD19/CD19-IL15-CART细胞抗肿瘤能力
