综述：用于实体瘤治疗的细胞因子融合蛋白：机制见解与临床进展

《Journal of Hematology & Oncology》：Cytokine fusion proteins for solid tumor therapy: mechanistic insights and clinical advances

　　

细胞因子融合蛋白是经过工程改造的生物制剂，其将功能模块（如细胞因子、抗体或白蛋白结合结构域）组合为单一分子实体。这些制剂已成为治疗实体瘤的有前景的治疗平台。然而，其临床转化仍受到在实现强效抗肿瘤活性的同时减轻剂量限制性全身毒性这一需求的制约。在此，研究人员通过解析肿瘤微环境（tumor microenvironment, TME）中的关键细胞因子信号通路，剖析了细胞因子融合蛋白功能的机制基础。研究人员还提供了当前工程策略和临床开发的全面概述，重点介绍了优化药代动力学（pharmacokinetics, PK）、增强肿瘤靶向递送以及实现治疗协同作用的方法。总体而言，本综述总结了细胞因子融合蛋白发展的演进格局，并讨论了可能为该领域未来进展提供参考的新兴机遇与挑战。

细胞因子信号轴（Cytokine signaling axes）
共同γ_c细胞因子家族：该家族包括白细胞介素-2（interleukin-2, IL-2）、IL-4、IL-7、IL-9、IL-15和IL-21，通过共享γ_c受体亚基并利用各自特有的α受体亚基发挥多效性功能，其中IL-2与IL-15还共享IL-2受体β（IL-2Rβ）亚基。IL-2与高亲和力三聚体受体（IL-2Rαβγ）及中亲和力二聚体受体（IL-2Rβγ）结合存在亲和力差异，且IL-2Rα结合表位与IL-2Rβγ表位在空间上分离，促使多种工程策略（如点突变、聚乙二醇化、融合遮蔽）开发IL-2Rβγ偏向激动剂，但部分III期临床试验未显示显著生存获益。IL-15主要经反式呈递机制激活IL-15Rβγ，IL-15–IL-15Rα融合蛋白可模拟该复合物，其中ALT-803已获批用于卡介苗无应答的非肌层浸润性膀胱癌。IL-21受体可形成独特的六聚体组装，可能增强信号强度。该家族主要经Janus激酶1/3（JAK1/3）–信号转导与转录激活因子（STAT）通路传导信号，IL-2/IL-15主要激活STAT5，IL-21优先激活STAT3。

IL-12：IL-12是由p35和p40组成的异二聚体，通过IL-12Rβ1/β2激活酪氨酸激酶2（TYK2）/JAK2–STAT4通路，促进辅助性T细胞1（Th1）分化及干扰素-γ（IFN-γ）产生。重组IL-12半衰期短、系统毒性大，促使开发可提高肿瘤选择性并降低毒性的IL-12融合蛋白。

IL-10：IL-10为同二聚体免疫调节因子，其作用具有环境依赖性，在肿瘤中可通过代谢重编程增强终末耗竭CD8⁺ T细胞的功能。受体复合物由IL-10Rα和IL-10Rβ组成，经JAK1/TYK2–STAT3为主的通路信号。聚乙二醇化IL-10显示临床疗效但受限于血液毒性；单体变体及肿瘤靶向融合策略正在探索。

干扰素（IFN）家族：IFN家族包括I型、II型和III型，分别通过IFNα/β受体（IFNAR）、IFNγ受体（IFNGR）和IFNλ受体1（IFNλR1）/IL-10Rβ复合物信号，主要激活STAT1/2通路。重组IFN-α因全身毒性和药代动力学差而受限，融合蛋白如IFN–抗程序性死亡配体1（PD-L1）抗体正在开发。

肿瘤微环境（TME）
CD8⁺ T细胞：CD8⁺ T细胞是抗肿瘤免疫的关键效应细胞。IL-2、IL-12、IL-15可增强其活化与效应功能，但TME中持续抗原暴露及免疫抑制因子导致其耗竭。PD-1⁺CD25⁺CD8⁺ T细胞为肿瘤反应性亚群，保留IL-2Rα结合能力的IL-2变体可优先激活该亚群。耗竭T细胞高表达PD-1、淋巴细胞活化基因3（LAG-3）等抑制性受体，可作为靶向递送标志。

NK细胞：IL-15–STAT5信号促进自然杀伤（NK）细胞增殖和细胞毒活性，高剂量IL-2可诱导NK细胞表达高亲和力IL-2受体并增强抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC），短时IL-21刺激增强功能但持续刺激会诱导功能障碍。IL-10可增强NK细胞代谢适应性，而转化生长因子-β（TGF-β）则抑制NK细胞功能。

树突状细胞（DCs）：常规I型树突状细胞（cDC1）具有优异的MHC-I类限制性交叉提呈能力，Fms样酪氨酸激酶3配体（Flt3L）可促进其扩增。IL-10抑制cDC1产生IL-12，TGF-β抑制浆细胞样树突状细胞（pDCs）的I型干扰素产生。DC亚群功能状态可影响IL-12融合蛋白疗效。

调节性T细胞（Treg细胞）：Treg细胞可分为稳定型、不稳定型和脆弱型等亚群。IL-2–STAT5信号维持FoxP3表达和Treg谱系稳定，I型干扰素和IL-12信号可诱导脆弱型或Th1样Treg状态，降低抑制功能。抗TIGIT–IL-2融合蛋白可重塑Treg功能并增强CD8⁺ T细胞抗肿瘤免疫。Treg浸润水平与预后的关系依肿瘤炎性背景而异。

肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）：TAMs多为免疫抑制性M2样表型，通过分泌IL-10、TGF-β等抑制因子，表达PD-L1等检查点配体，重塑细胞外基质及促进血管生成来促进肿瘤进展。IL-12、IFN-γ和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）信号可驱动M1样炎症表型，NHS-IL12可重塑TAM功能状态。

肿瘤相关中性粒细胞（TANs）：TANs具有N1/N2可塑性。I型/II型干扰素促进N1样抗肿瘤表型，而TGF-β、IL-6等诱导N2样促肿瘤表型。N2样TANs通过IL-10–JAK–STAT3轴等抑制免疫，中性粒细胞与淋巴细胞比率（NLR）是多种肿瘤的不良预后指标。

肿瘤基质屏障：肿瘤基质屏障主要由癌症相关成纤维细胞（CAFs）和致密细胞外基质（ECM）组成。肌成纤维细胞样CAFs（myCAFs）经TGF-β/SMAD信号促进ECM沉积，形成物理屏障。纤连蛋白剪接变体（ED-A、ED-B）、腱生蛋白C、成纤维细胞激活蛋白（FAP）及坏死区暴露的核抗原可作为靶向递送锚点。克服屏障需优化抗体格式和价态，全尺寸IgG组织穿透差，单链可变区片段（scFv）穿透快但清除快，中间尺寸格式如scFv-Fc可能提供平衡。高亲合力可能引起结合位点屏障效应，限制瘤内深部分布。

细胞因子融合蛋白设计策略
药代动力学优化：将细胞因子融合至人血清白蛋白（HSA）或白蛋白结合域可利用FcRn循环延长半衰期，如MDNA11、SON-1010和JS014。但延长循环时间并不必然增加肿瘤选择性，白蛋白融合蛋白可能在肝脏、脾脏等组织非特异蓄积。

精准靶向递送
免疫检查点分子介导的靶向递送：将细胞因子与抗PD-1、抗CTLA-4、抗TIGIT等抗体融合，可实现细胞因子在肿瘤反应性免疫细胞附近的局部富集并同时阻断抑制性信号。代表性IL-2融合蛋白包括RG6279、IBI363、AWT020等，其中IBI363采用保留IL-2Rα结合的N88D突变，在非小细胞肺癌和黑色素瘤临床试验中显示初步疗效。IL-15融合蛋白如IAP0971、PF-07209960、SOT201等靶向PD-1/PD-L1，PF-07209960因高抗药抗体发生率导致临床开发终止。其他细胞因子如IL-12、IL-10、IL-21也正在开发检查点靶向融合蛋白，如IBI3026、FP008、AMG 256等。

肿瘤相关抗原介导的靶向递送：靶向GD2、癌胚抗原（CEA）、上皮细胞黏附分子（EpCAM）等肿瘤相关抗原的融合蛋白可将细胞因子递送至肿瘤细胞。EMD273063（抗GD2–IL-2）在黑色素瘤和神经母细胞瘤中显示一定疗效，尤其在微小残留病状态下更明显。抗CEA–IL-2、抗EpCAM–IL-2等已进入早期临床，抗CEA-IL-12、抗HER2-IL-12等处于临床前阶段。

TME基质介导的靶向递送：靶向纤连蛋白ED-B、ED-A、腱生蛋白C A1域及FAP的抗体（如L19、F8、F16、RO6874281）被用于递送IL-2、IL-12、IL-15等。F16-IL-2、L19-IL-2、RO6874281等临床疗效有限；AS1409（抗EDB–IL-12）显示初步活性。靶向坏死区单链DNA的抗体（TNT-3、NHS76）融合IL-2或IL-12，如EMD 521,873和M9241，临床结果未达预期。

人类白细胞抗原（HLA）介导的靶向递送：CUE-101将HLA分子呈递的HPV16 E7肽与IL-2融合，CUE-102呈递WT1_37-45肽与IL-2融合，可选择性激活和扩增抗原特异性CD8⁺ T细胞，CUE-101已进入多项临床试验。

条件性激活：该策略采用蛋白酶可裂解接头和掩蔽域，使细胞因子在循环中处于失活状态，进入肿瘤后被微环境富集的基质金属蛋白酶（MMP）或尿激酶型纤溶酶原激活物（uPA）裂解而恢复活性。代表分子包括PTX912（前药型抗PD-1–IL-2）、REGN10597、ASKG915（条件性IL-15）以及XTX301（条件性IL-12）。

协同增强：多模块融合蛋白将多种细胞因子或功能域整合至单一分子，如CLN-617（IL-2+IL-12+白细胞相关免疫球蛋白样受体2+人血清白蛋白）和SON-1210（IL-12+IL-15+白蛋白结合域），旨在协同激活T细胞和NK细胞并重塑肿瘤免疫微环境。多结构域设计需仔细优化接头和剂量，以防叠加毒性及免疫原性。此外，抗独特型抗体融合蛋白如6B11 scFv–mIL-12可通过模拟肿瘤相关抗原激活特异性免疫应答。

结论与展望
细胞因子融合蛋白已成为实体瘤免疫治疗的有前景平台，目前有超过50种基于IL-2、IL-15、IL-12等的融合蛋白处于临床开发中。疗效不仅取决于细胞因子固有活性，也与空间选择性相关。下一代设计将聚焦多功能协同、精准靶向和条件性局部激活，需整合多组学方法以解析肿瘤微环境异质性、预测抗药抗体反应并进行患者分层，从而克服毒性、免疫原性和疗效持久性等临床挑战。