腫瘤免疫治療中干擾素-γ（IFN-γ）的作用機理

IFN-γ是唯一的II型干擾素，也是Th1細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、γδT細(xì)胞、NKT細(xì)胞、NK細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的標(biāo)志性細(xì)胞因子，它參與細(xì)胞的抗病毒、抗腫瘤和免疫調(diào)控作用。早于30年之前，IFN-γ已經(jīng)被臨床用于治療癌癥和病毒感染，但是結(jié)果不盡人意，原因就在于IFN-γ的受體IFNGR廣泛表達于人體內(nèi)的有核細(xì)胞，這就導(dǎo)致IFN-γ無法有效地靶向腫瘤細(xì)胞。IFN-γ受體的廣泛分布反映了IFN-γ在固有免疫和獲得性免疫中的多效性，對于IFN-γ與抗腫瘤免疫的研究也經(jīng)久不衰。
 

IFN-γ信號通路概述

有生物活性的IFN-γ為可溶性同源二聚體細(xì)胞因子。IFN-γ二聚體與其細(xì)胞表面受體IFNGR1（α亞基/CD119）結(jié)合并誘導(dǎo)IFNGR1二聚化，再與2個IFNGR2（β亞基）結(jié)合形成受體復(fù)合物。受體復(fù)合物中的IFNGR1激活JAK1激酶，IFNGR2激活JAK2激酶，JAK1和JAK2的激活使受體磷酸化，從而招募并磷酸化STAT1。磷酸化之后的STAT1形成二聚體并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核，與基因組上啟動子區(qū)的GAS（IFN-Gamma-activated sequence）結(jié)合，從而調(diào)控下游基因的轉(zhuǎn)錄。許多受IFN-γ/STAT1信號通路調(diào)控的基因為轉(zhuǎn)錄因子，因此IFN-γ/STAT1信號通路可以間接調(diào)控更多下游基因的表達。同時IFN-γ/STAT1信號通路可以激活MAPK、PI3K-Akt, 以及NF-κB信號通路，這也使IFN-γ/STAT1參與了更多基因的表達調(diào)控。IFN-γ可以調(diào)控30多種基因的表達水平，產(chǎn)生不同的細(xì)胞反應(yīng)。
 

IFN-γ自身的主要誘導(dǎo)劑是IL-12，IL-12與其受體IL-12RB1/2結(jié)合，信號通過JAK傳導(dǎo)，磷酸化STAT4，并由STAT4誘導(dǎo)調(diào)控IFN-γ的表達，IL-12的許多功能是通過誘導(dǎo)IFN-γ來實現(xiàn)的。
 

IFN-γ信號通路（圖片來源：Gocher AM,et al.Nat Rev Immunol. 2022.Mar;22(3):158-172.）

IFN-γ在腫瘤微環(huán)境中（TME）的作用

所有有核細(xì)胞均可表達INFGR1響應(yīng)IFN-γ信號，因此IFN-γ在腫瘤微環(huán)境中的作用十分復(fù)雜，它既發(fā)揮抗腫瘤作用，在某些條件下也有促進腫瘤發(fā)生的作用。
 

IFN-γ在腫瘤微環(huán)境中的作用（圖片來源：Gocher AM, et al. Nat Rev Immunol. 2022. Mar;22(3):158-172.）

IFN-γ在抗腫瘤的作用

IFN-γ通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控CXCL9、CXCL10和CXCL11及其同源受體CXCR3在T細(xì)胞、NK細(xì)胞、單核細(xì)胞、DC和癌細(xì)胞的表達和分泌，促進免疫細(xì)胞向TME遷移�；罨�的CTL對TME的趨化性增加可增強細(xì)胞毒性作用并限制腫瘤生長。
 

IFN-γ通過誘導(dǎo)凋亡，或非凋亡細(xì)胞死亡來殺傷腫瘤細(xì)胞，例如IFN-γ誘導(dǎo)腫瘤抑制基因IRF1，降低Bcl2的表達，上調(diào)Bak表達，促進細(xì)胞色素C從線粒體釋放和Caspases活化，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡。IFN-γ誘導(dǎo)的STAT1上調(diào)腫瘤細(xì)胞中死亡受體FAS及其配體FAS-L的表達，以及腫瘤細(xì)胞系中TRAIL及其受體死亡受體5（DR5）的表達，直接或間接誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。
 

此外IFN-γ還可以通過促進巨噬細(xì)胞活化、上調(diào)抗原處理及呈遞分子的表達、促進Th1細(xì)胞的生長及活化、促進NK細(xì)胞的功能、調(diào)控B細(xì)胞的功能等方式發(fā)揮抗腫瘤作用。
 

IFN-γ可以促進腫瘤發(fā)生

短時間IFN-γ刺激可以上調(diào)腫瘤細(xì)胞MHC-Ⅰ類分子表達和抗原遞呈，然而長時間IFN-γ 暴露卻可能導(dǎo)致腫瘤逃逸。腫瘤細(xì)胞一方面可以通過影響IFN-γ或其下游基因的表達與活性，使之對IFN-γ 依賴的免疫監(jiān)視作用出現(xiàn)低反應(yīng)性，進而發(fā)生免疫逃逸。另一方面，IFN-γ 也可以通過激活PD-L1、CTLA-4、吲哚胺2，3-雙加氧酶1 等重要免疫逃逸基因、促進髓源性抑制細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞等免疫抑制細(xì)胞擴增和發(fā)揮效應(yīng)，進而實現(xiàn)免疫逃逸。
 

IFN-γ與細(xì)胞因子風(fēng)暴

除了在腫瘤免疫中的作用，值得一提的是近期有關(guān)COVID-19病理生理學(xué)研究表明，細(xì)胞因子釋放綜合征（cytokine release syndrome，CRS）與疾病的嚴(yán)重程度密切相關(guān)，特別是IFN-γ、TNF-α、IL-6、IL-2、IL-15 和 IL-18等炎癥因子釋放增加。抑制CRS的發(fā)生對于COVID-19重度患者的治療來說將是一個非常有效的手段。其中，IFN-γ和TNF-α是兩種重要的促炎細(xì)胞分子，且兩者聯(lián)合作用會導(dǎo)致炎癥性細(xì)胞死亡（包括焦亡、壞死、凋亡），主要是通過激活JAK/STAT1/IRF1信號軸、誘導(dǎo)NO產(chǎn)生，進而驅(qū)動Caspase8依賴性的細(xì)胞死亡。因此，IFN-γ和TNF-α可作為COVID-19危重病例的潛在治療靶點，用于減緩嚴(yán)重感染患者的疾病進展。
 

逐典生物研發(fā)推出了產(chǎn)品干擾素-γ（IFN-γ）

重組人 IFN-γ 是一種 16.8 kDa 的蛋白質(zhì)，含有 144 個氨基酸殘基，由 CD4 和 CD8 T 淋巴細(xì)胞以及活化的 NK 細(xì)胞產(chǎn)生。人類 IFN-γ 具有物種特異性，僅在人類和靈長類動物細(xì)胞中具有生物活性。

IFN-γ受體存在于大多數(shù)免疫細(xì)胞中，它們通過增加 I 類 MHC 蛋白的表面表達來響應(yīng) IFN-γ 信號，可促進了抗原向 T 輔助 (CD4+) 細(xì)胞的呈遞。此外，IFN-γ 可刺激多種淋巴細(xì)胞功能，包括巨噬細(xì)胞、NK 細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的抗微生物和抗腫瘤反應(yīng)。
 

逐典干擾素-γ（IFN-γ）的特點：

1.高純度；2.高特異性；3.無動物源（AOF）；4.GMP級別；5.無His標(biāo)簽

實驗數(shù)據(jù)：

SDS-PAGE鑒定和SEC-HPLC純度：還原的SDS-PAGE 未見雜蛋白（左）；SEC-HPLC顯示高純度大于 98%，無聚集體產(chǎn)生（右）

SDS-PAGE鑒定和SEC-HPLC純度圖

應(yīng)用案例：

IFN-γ活性：

測定 #1： 由其在 HeLa 細(xì)胞中誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的能力確定， ED 50 為 5.0-10.0 ng/ml。

測定 #2： 使用 HT-29 細(xì)胞通過細(xì)胞毒性測定確定 的 ED 50 ≤ 0.05 ng/ml，對應(yīng)比活 ≥ 2 x 10 7 units/mg 的比活性。