细胞因子 是免疫细胞扩增、激活等操作过程所必须的辅助成分,合理选择、应用细胞因子对于获得高杀伤活性、高特异性的免疫细胞非常重要。以下总结了免疫细胞治疗中常见细胞因子的作用机制、对不同细胞亚群的扩增特性,方便广大用户参考使用。
白细胞介素 2 (IL-2 )
白细胞介素 2(IL-2)又名 T 细胞生长因子,其主要生物学效应是促进 T 细胞生长,增强 T 细胞介导的免疫应答。此外,IL-2 还能够有效促进 NK 细胞的增殖、增加其细胞毒性作用,刺激其分泌各种细胞因子。在细胞治疗中,IL-2 被广泛应用于 T、NK 细胞的活化和增殖。需要注意的是,由于 IL-2在刺激、活化 T 细胞的同时也可以激活 Treg 细胞,并且可以诱导活化的 T 细胞凋亡、引起 T 细胞过度分化,因此,逐渐有被其他白介素如 IL-7、IL-15、IL-21 等取代的趋势。
白细胞介素 7 (IL-7 )
白细胞介素 7(IL-7)是一种多潜能细胞因子,其主要功能是促进 T、B 细胞的生长和抗凋亡作用,对 T 细胞发育、增殖以及稳态调节起关键作用,同时可作为生成细胞毒性 T 细胞、NK 细胞以及活化单核细胞的协同因子,诱导单核巨噬细胞表达多种细胞因子。相对于 IL-2,IL-7 在激活 CD8 + T细胞的同时,不会激活 Treg 细胞。临床应用中,IL-7 常被用于抗原特异性 T 细胞的增殖以及化疗或造血干细胞移植后 T 细胞的重建。
白细胞介素 15 (IL-15 )
白细胞介素 15(IL-15)可由多种细胞产生,生物学结构与 IL-2 相似,可结合 T、B、NK 细胞上的相应受体,促进这些细胞的活化、增生、并抑制其凋亡。IL-15 在免疫细胞治疗中的优势在于不会引起活化的 T 细胞凋亡,并能维持记忆性 T 细胞的扩增、存活,从而可在长期抗肿瘤活性中发挥重要作用。
白细胞介素 21 (IL-21 )
白细胞介素 21(IL-21)主要由活化的 CD4 + T 细胞产生,与其受体(IL-21R)结合后能够调节 B细胞的增生,促进 T 细胞、NK 细胞的增殖、分化,并提高 NK 细胞的杀伤活性。具体而言,IL-21 的多种生物学效应包括:促进 CD4 + 和 CD8 + T 细胞的增殖,增强 CD8 + T 细胞和 NK 细胞的细胞毒性而不引起活化产生的细胞凋亡。需要注意的是,在体外,IL-21 能够抑制 IL-15 或 IL-2 介导的 NK 细胞扩增,因此,不建议与此两种细胞因子同时使用。与 IL-2 相比,IL-21 的一个显著优势在于其优先扩增具有更强细胞毒性作用的 CD27 + CD28 + 的 CD8 + T 细胞,并且不会引起 Treg 的扩增。由于 IL-21 体外刺激抗原特异性 T 细胞产生和提高对抗原亲和力的卓越效果,在免疫细胞治疗的应用日益广泛。
白细胞介素 12 (IL-12 )
白细胞介素 12(IL-12)是分子量约为 70KDa 的异二聚体分子,能有效促进 CD4 + Th0 细胞分化为CD4 + Th1 细胞,刺激 NK 和 T 细胞产生多种细胞因子。IL-12 通过多种机制促进免疫细胞的肿瘤杀伤活性,在小鼠抗黑色素体内模型中,高剂量的 IL-12 通过 NK 细胞起作用,而低剂量的 IL12 则通过NKT 起到肿瘤杀伤作用。
伽马干扰素(IFN-γ )
伽马干扰素(IFN-γ)属于 II 型干扰素,是强有力的巨噬细胞和中性粒细胞激活物,能够刺激各类细胞表达 MHC II 类抗原,并激活中性粒细胞、NK 细胞和血管内皮细胞。此外,IFN-γ 还可以促进CD4 + T 细胞向 Th1 分化,阻遏依赖于 IL-4 的 B 细胞亚型切换。干扰素的免疫调节作用主要表现为对巨噬细胞、T 细胞、B 细胞和 NK 细胞等宿主免疫细胞活性的影响。
白细胞介素 4 (IL-4 )
白细胞介素 4(IL-4)主要由激活的淋巴细胞合成,可以抑制其他细胞因子,如 IL-1、IL-6、IL-8以及 TNF-α 的产生,由于其可以抑制巨噬细胞的生长,诱导单核细胞向 DC 方向分化,因此,在 DC-CIK免疫细胞治疗中,被广泛用作单核细胞定向分化的诱导因子。此外,IL-4 和 GM-CSF 共同作用可使单核细胞定向分化为未成熟 DC(immature DC),此时的 DC 具有较强的抗原摄取和加工能力,但抗原递呈能力较弱。因此最终分化阶段建议与 IL-1β、IL-6、PGE2 和 TNF-α[促 DC 成熟因子]结合使用。
粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF )
粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)是最早发现的对 DC 细胞有作用的细胞因子之一。在DC 细胞的培养中,GM-CSF 可以促进单核细胞向大巨噬样细胞分化,促进细胞表面 MHC II 类分子的表达,从而增强细胞的抗原递呈功能,此外,GM-CSF 还可促进 DC 的存活以及成熟。
肿瘤坏死因子(TNF-α )
肿瘤坏死因子-α(TNF-α)可下调未成熟 DC 的巨胞饮作用和表面 Fc 受体的表达,上调细胞表面MHC I 类、II 类分子和 B7 家族分子(CD80, CD86 等)的表达,使未成熟 DC 分化为成熟 DC,此时 DC 的抗原摄取和加工能力明显减弱,而抗原递呈能力显著增强,可极强的激活 T 细胞。在 DC-CIK 免疫细胞培养中,TNF-α 常与 IL-1β、IL-6、PGE2 等促 DC 成熟细胞因子联合使用,以获得更好的扩增效果。
白细胞介素 1 (IL-1α 、IL-1β )
IL-1α 与 IL-1β 由不同的基因编码,在体内共用相同的受体,具有相似的生物学活性。IL-1 可体外刺激 CD4 + T 细胞的增殖,诱导 IL-2 的产生,共刺激 CD8 + /IL1R + T 细胞活化,并刺激成熟的 B 细胞增殖和免疫球蛋白的分泌,IL-1α 与 IFN-γ 和激活性 CD3 单抗合用时,可以明显提高 CIK 的细胞毒作用。