带有白蛋白结合域的IL-15融合蛋白可通过与FGF-2竞争来调节FGFR1/2，从而增强胶质母细胞瘤的免疫疗法效果

《Cancer Letters》：An IL-15 fusion with albumin-binding domain boosts immunotherapy therapy in glioblastoma via FGF-2 competition regulating FGFR1/2

　　

翁月山|江一桑|董大成|刘玉昌|蓝肯立|蔡长良|许飞庭

台湾桃园国立中央大学生命科学系

摘要

由于胶质母细胞瘤具有高度异质性及免疫抑制特性，化疗、放疗和免疫疗法等传统单一治疗手段效果有限。因此，亟需诸如免疫刺激型重组蛋白之类的联合治疗策略。与白细胞介素-2相比，IL-15是一种更具前景的候选物质，且不存在活化诱导的细胞死亡这一缺陷。我们设计了一种与人白蛋白结合域融合的重组人IL-15（hIL-15-ABD），以此延长IL-15的半衰期并增强其穿透血脑屏障的能力。我们在胶质母细胞瘤模型中研究了hIL-15-ABD是否能提升免疫检查点抑制剂的效果。研究结果表明，在原位胶质母细胞瘤模型中，hIL-15-ABD通过增加M1巨噬细胞数量、激活细胞毒性T细胞以及促进自然杀伤细胞反应，显著提升了抗PD-L1和抗PD-1疗法的抗胶质母细胞瘤效果。该蛋白在C57BL/6小鼠中提升了抗PD-L1药物10?F.9G2的效果，在使用人源化PD1⁺小鼠的GL261模型中则提升了抗PD-1药物尼伏鲁单抗的效果。值得注意的是，hIL-15-ABD不仅能增强免疫刺激作用，还能降低肿瘤微环境中的免疫抑制细胞比例，包括调节性T细胞和髓源性抑制细胞。此外，hIL-15-ABD似乎还能靶向FGF-2及其受体，从而阻断FGF-2/FGFR1/2信号通路。总之，hIL-15-ABD有望作为免疫检查点抑制剂在胶质母细胞瘤治疗中的免疫刺激剂。

引言

胶质母细胞瘤是最常见且恶性程度最高的恶性肿瘤，主要侵袭中枢神经系统[1]。其治疗方案包括手术切除，随后结合放疗和替莫唑胺化疗。尽管接受了如此全面的治疗，胶质母细胞瘤患者的预后依然不佳，中位生存期仅约为15个月[2,3]。

在临床试验中，通过特异性抗体阻断程序性细胞死亡蛋白1与程序性细胞死亡蛋白配体1的相互作用，已显著改善多种癌症的诊疗效果。多种抗PD-1或PD-L1抗体，如尼伏鲁单抗、帕博利珠单抗、阿特朱单抗和阿维鲁单抗，已被美国食品药品监督管理局批准用于癌症治疗[4,5]。虽然PD-1/PD-L1抑制剂在部分患者中显示出良好疗效，但并非所有患者都能从中受益[6]，胶质母细胞瘤便是这类抑制剂效果有限的疾病之一[7]。尽管人们不断尝试，针对复发性胶质母细胞瘤使用抗PD-1抗体单药治疗的临床试验，以及针对新诊断胶质母细胞瘤将抗PD-1抗体与放疗和替莫唑胺联合使用的试验，所得结果均不尽如人意[8,9]。值得一提的是，一项I/II期临床试验将阿特朱单抗与替莫唑胺及放疗联合用于新诊断的胶质母细胞瘤患者，取得了令人鼓舞的疗效，使中位总生存期延长至17.1个月[10]。

白细胞介素-15是一种免疫调节细胞因子，它能通过激活细胞毒性T淋巴细胞和自然杀伤细胞来增强抗肿瘤免疫力，进而抑制肿瘤生长并扰乱肿瘤微环境[11]。目前已有重组IL-15或IL-15超激动剂的制剂被研发出来，这类制剂相比普通IL-15具有更长的血清半衰期和更高的生物活性。此外，这些IL-15类似物还被证明能够提升抗PD-1/PD-L1抗体在癌症治疗中的效果[12,13]。

星形胶质细胞中FGFR表达的变化可通过激活促有丝分裂、促迁移和抗凋亡通路，推动恶性转化及胶质母细胞瘤的发展[14]。值得注意的是，约3%的胶质母细胞瘤患者存在FGFR-TACC融合突变，这类突变已被认定为致癌因素[15,16]。宋等人提出，IL-17和纤维芽细胞生长因子-2可通过直接的信号交互作用，利用其在多种细胞类型中普遍存在的受体表达，协同诱导下游基因表达[17,18]。此外，IL-6也能调控FGF家族基因的表达，而这一过程与急性和慢性肾病的发病机制有关[19]。不过，FGF家族与IL-15在胶质母细胞瘤中的作用机制目前仍不明确。

举例而言，ALT-803（一种IL-15超激动剂复合物）与尼伏鲁单抗联合使用，在难治性转移性非小细胞肺癌患者中展现了良好的安全性和显著的肿瘤缓解效果[20]。此外，ALT-803与抗PD-1抗体联合应用，在小鼠胶质母细胞瘤模型中也显示出提升中位总生存期和抗肿瘤免疫力的潜力[21]。目前已有创新性的重组融合蛋白hIL-15-ABD被成功制备，该蛋白将人IL-15与白蛋白结合域和六组氨酸标签结合在一起。有研究显示，hIL-15-ABD能显著增强抗PD-L1抗体的效果，从而在结肠癌和黑色素瘤的体内模型中改善抗肿瘤免疫功能及肿瘤微环境[13]。不过，hIL-15-ABD能否提升抗PD-L1抗体在胶质母细胞瘤中的治疗效果仍有待验证。因此，本研究的主要目的是探讨hIL-15-ABD与抗PD-L1抗体联合使用在胶质母细胞瘤中的抑制效果及作用机制。

章节要点

研究试剂

hIL-15-ABD的制备与验证相关内容已在我们的先前研究中报道^13,21。本研究中使用的试剂、细胞系、抗体和分析软件详见补充表1–4。

细胞培养

人类胶质母细胞瘤细胞系GBM8401 (RRID:CVCL_8873)来自台湾新竹的生物资源收集与研究中心。小鼠胶质母细胞瘤细胞系GL261（RRID:CVCL_Y003）则来自莱布尼茨-德国微生物收藏研究所。

hIL-15-ABD可能干扰FGF-2-FGFR1/2信号通路在胶质母细胞瘤中的传导

为阐明hIL-15-ABD对胶质母细胞瘤的作用机制，我们首先进行了细胞因子阵列分析。如图1A所示，hIL-15-ABD显著降低了FGF-2、IGFBP-2、TROY、VEGFR1和CXCL-15的水平。CXCL-15仅在小鼠中表达，且TROY的变异较大，因此我们重点分析了FGF-2和VEGFR1。通过GEPIA数据库分析发现，与正常组织相比，FGF-2及其受体FGFR1在胶质瘤组织（包括低级别胶质瘤和胶质母细胞瘤）中的表达水平显著更高（见图1B）。

讨论

先前的研究已经表明，IL-15可通过促进抗肿瘤免疫效应细胞——包括M1巨噬细胞、CD8⁺ T细胞和自然杀伤细胞——的增殖与活化，从而实现肿瘤消退[11,35]。与这些研究结果一致，TIMER2.0分析也显示，胶质母细胞瘤患者的IL-15表达水平与M1巨噬细胞、树突状细胞和CD8⁺细胞毒性T细胞的浸润程度之间存在正相关关系（见补充图3-4）。IL-15

动物实验相关内容

实验用小鼠由国家实验动物中心提供，其使用已获得中国医学大学和国立中央大学动物实验伦理委员会的批准（批准编号分别为CMUIACUC-2021-115和NCU-114-019）。这些小鼠在台湾中国医学大学和国立中央大学的动物饲养设施中饲养，饲养条件为12小时光照/黑暗周期，温度维持在25摄氏度。

人类受试者相关研究

本研究使用了开源数据。由于所使用的是人类来源的去识别化细胞，且不涉及与人类受试者的直接互动，也不包含任何可识别的个人信息，因此无需额外的伦理审批。

是否包含可识别的人类数据

本研究中未包含任何可能用于识别个人身份的人类图像或数据。

数据可用性声明

本研究期间生成或分析的所有数据均收录在本篇论文及其补充材料中。

人工智能应用说明

本研究仅使用了大型语言模型ChatGPT-5（来自OpenAI）进行简单的文字编辑工作。所有的研究设计、数据分析、结果解读以及图表制作均由作者亲自完成，未使用任何生成式人工智能工具。

资金支持

本研究得到了台湾台北市国家科学技术委员会（项目编号：NSTC 112-2314-B-442-002-MY3、NSTC 112-2314-B-008-005-MY3、NSCT 114-2926-I-008-502-G、NSTC 113-2811-B-039-028、NSTC 114-2811-B-008-002以及NSCT 114-2811-B-008-006）以及台湾彰化的昭玄纪念医院的资助（项目编号：SRD-109014）。

CRediT作者贡献说明

翁月山：概念设计、数据整理、正式分析、资金获取、初稿撰写。江一桑：概念设计、数据整理、正式分析、资金获取、初稿撰写。董大成：概念设计、数据整理、正式分析。刘玉昌：概念设计、数据整理、正式分析、资金获取、初稿撰写。蓝肯立：正式分析、资金获取、初稿撰写。蔡长良

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。

致谢

本研究的部分实验和数据分析是在台湾台中中国医学大学的医学研究核心设施中心完成的。同时，我们也要感谢彰化长庚纪念医院的实验动物中心在分子成像和技术支持方面提供的帮助，以及台湾桃园的核能研究所在生物分布分析及SPECT/CT扫描方面的协助。