Interleukin-2 (IL-2)由活化的T細胞分泌,是一種關鍵的免疫調節因子。它在T細胞增殖、免疫耐受維持以及腫瘤免疫和抗感染免疫中發揮重要作用。
1. IL-2的來源
分泌細胞:主要由活化的輔助性T細胞(CD4+)和細胞毒性T細胞(CD8+)分泌。
誘導條件:T細胞受到抗原、共刺激信號(如CD28)和細胞因子刺激時產生。
2. IL-2的主要生物學功能
(1) 促進T細胞增殖和分化: IL-2通過結合T細胞上的IL-2受體(IL-2R),促進初始T細胞的增殖和效應T細胞(Teff)的分化,增強免疫係統對感染或腫瘤的特異性反應。
(2) 增強調節性T細胞(Tregs)的存活和功能維持免疫耐受:IL-2是Tregs發育和功能的必需因子。通過增強Tregs的活性,IL-2抑製自發性炎症和自身免疫反應。
(3) 激活NK細胞和LAK細胞: IL-2刺激自然殺傷細胞(NK細胞)和淋巴因子激活殺傷細胞(LAK細胞)的活性,增強對病毒感染細胞和腫瘤細胞的殺傷能力。
(4) 增強B細胞抗體產生: 在某些環境下,IL-2能促進B細胞分泌抗體,增強體液免疫。
3. IL-2受體(IL-2R)及信號通路
(1) IL-2R主要表達在活化的T細胞、NK細胞、B細胞及單核巨噬細胞上。IL-2R是由α、β、γ三條鏈組成的異聚體,即IL-2Rα(CD25)、IL-2Rβ(CD122)、IL-2Rγ(CD132):
α鏈(CD25):高親和力亞基,在活化的T細胞和Tregs中表達。
β鏈(CD122):中親和力亞基,與γ鏈協同作用。
γ鏈(CD132):共享受體鏈,也參與IL-4、IL-7等細胞因子的信號傳導。
IL-2R具有親和力不同的三種形式:三聚體IL-2R由IL-2Rα、β和γ組成,與IL-2的親和力最強,二聚體IL-2Rβγ與IL-2親和力中等,而當IL-2Rα亞基單獨存在時,其與IL-2的親和力隻有三聚體IL-2Rαβγ的千分之一,且不會傳導下遊信號。因此,β/γ鏈為激活下遊信號通路的必需組成,而α鏈則主要促進二者結合。
(2) IL-2與IL-2R結合後,激活細胞內信號通路,包括:
JAK-STAT通路:激活STAT5,促進基因表達(如抗凋亡蛋白Bcl-2)。
PI3K-AKT通路:增強T細胞存活和代謝活性。
MAPK通路:促進T細胞增殖。
4. 臨床意義
(1) IL-2在癌症免疫治療和免疫調節中具有重要作用:
抗腫瘤療法:重組IL-2(Proleukin)用於治療黑色素瘤和轉移性腎細胞癌。
高劑量IL-2可激活NK細胞和T細胞殺傷腫瘤細胞,但伴有顯著副作用(如嚴重炎症和器官毒性)。
自身免疫病:低劑量IL-2用於增強Tregs功能以治療自身免疫病(如係統性紅斑狼瘡和1型糖尿病)。
(2) 疾病相關性
IL-2不足:可能導致自身免疫病(因Tregs功能下降)。
IL-2過度表達:可能引發炎症或器官損傷(如細胞因子風暴)。
5. 挑戰與前景
(1) 高劑量IL-2治療可能導致:
細胞因子風暴:引發高炎症反應。
毛細血管滲漏綜合征:導致器官功能障礙。
(2) 改善策略
改良IL-2分子:增強對Tregs的選擇性,減少副作用。
聯合療法:與免疫檢查點抑製劑(如PD-1或CTLA-4抗體)聯合使用,提高療效。
IL-2作為免疫係統的核心調控因子,其在癌症、感染和免疫疾病治療中的潛力正在不斷被挖掘和優化。未來通過更精準的IL-2調控策略,可能實現更廣泛和安全的臨床應用。