观点:50年前发现IL-2的基础研究如何成为医学革命
Opinion: 50 years ago, my colleagues and I pursued basic research science that became revolutionary
50年前,作者与同事发表论文描述了IL-2这一使人类T细胞得以体外培养的细胞因子。该发现推动了HTLV-1等人类逆转录病毒的鉴定、HIV作为艾滋病病原的确认,以及现代细胞免疫学与肿瘤免疫治疗的兴起。作者以此为例,呼吁加大对不可预见的基础研究的资助,而非只支持短期见效的应用方向。
对IL-2的认识是逐层累积起来的:它最初被鉴定为一种能驱动活化的人T细胞扩增的生长因子;此后四十多年间,学界阐明了IL-2及其受体的表达调控与信号机制、它对CD4+ T细胞分化以及CD8+ T细胞效应和记忆反应的调节,其丢失至少部分解释了慢性病毒感染和肿瘤应答中的T细胞耗竭表型[1];在Foxp3+调节性T细胞中,IL-2信号对Foxp3的诱导并非必需,却为维持生长与代谢相关基因的表达所必需[2]。而这一切的起点,是五十年前的一个公认“卡点”。
今年九月,恰是Gallo与同事描述IL-2(最早被发现的细胞因子之一)的论文发表50周年,Science刊出Rafi Ahmed与Steven Rosenberg的视角文章,引出Gallo这篇纪念评论。他回忆,当初并非为治癌,而是寻找能让人血细胞在培养体系中生长的信号;当时普遍认定T细胞分裂不会超过一个周期,就在论文被接受的同一周,还有权威在讲座中断言T细胞无法体外培养。他们做到了,并由此相继发现HTLV-1与HTLV-2:HTLV-1是第一个人类逆转录病毒,也提供了病毒可致人白血病、可使正常细胞直接恶变的证明;多年积累的T细胞研究工具,随后让他们得以识别HIV、确立其为艾滋病病因并开发保护血液供应的检测。在他看来,这才是IL-2最大的遗产。
免疫学界则更可能给出另一个答案:培养人T细胞开启了现代细胞免疫学与肿瘤免疫治疗。Rosenberg率先看到IL-2可动员免疫系统抗肿瘤:小鼠实验中,经IL-2扩增的肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)效力是LAK细胞的50–100倍,联用环磷酰胺与IL-2可治愈100%(n=12)的MC-38肝转移小鼠[4];此后IL-2给药在转移性黑色素瘤和肾癌患者中带来持久完全缓解,体外扩增的TIL细胞转移治疗以及经IL-2扩增的TCR或CAR改造T细胞又将其推向更多癌种[5]。此外,原始论文的实验范式成为研究其他人细胞因子的模板,IL-2之后,诱导B细胞产生免疫球蛋白的新型人白细胞介素BSF-2(184个氨基酸)等相继被克隆[3]。
Gallo的结论是:他们当初只是想回答一个基础的生物学问题,无法预知走向;若只资助看似立竿见影的研究,就会错过明日医学的基石。就IL-2本身而言,它在疾病中既可产生有益也可产生有害效应,如何操控其作用与净效应(包括在肿瘤中)仍待解决[1]。
- 1.Biology and regulation of IL-2: from molecular mechanisms to human therapy · Nat Rev Immunol 2018
- 2.A function for interleukin 2 in Foxp3-expressing regulatory T cells · Nat Immunol 2005
- 3.Complementary DNA for a novel human interleukin (BSF-2) that induces B lymphocytes to produce immunoglobulin · Nature 1986
- 4.A new approach to the adoptive immunotherapy of cancer with tumor-infiltrating lymphocytes · Science 1986
- 5.IL-2: the first effective immunotherapy for human cancer · J Immunol 2014
来源:STAT News · statnews.com