[发明专利]一种IL-2突变体与抗体的融合蛋白及其应用

说明书

本发明涉及一种IL‑2突变体与抗体的融合蛋白及其应用，所述融合蛋白是由IL‑2突变体(sumIL‑2)与肿瘤治疗抗体构成的异源三聚体蛋白，其结构与抗体类似，结构示意图如图2A所示，所述的异源三聚体的三个单体分别为：(1)单体一：IL‑2突变体(sumIL‑2)与免疫球蛋白Fc片段融合而成的融合蛋白，自N端至C端顺序包含sumIL‑2和免疫球蛋白Fc区；(2)单体二：单条所述肿瘤治疗抗体的重链，自N端至C端顺序包含所述抗体的重链可变区VH、重链CH区和免疫球蛋白Fc区，单体二包含的免疫球蛋白Fc区可以与单体一的免疫球蛋白Fc片段配对形成异二聚体；(3)单体三：单条所述肿瘤治疗抗体的轻链(包括VL和CL区)，单体三包含的CL区能够与单体二的CH配对形成半抗体结构的异二聚体；所述肿瘤治疗抗体为靶向肿瘤细胞表面高表达膜蛋白的抗体。

技术领域

本发明属于生物技术和抗体工程技术领域，具体而言，涉及一种IL-2突变体与抗体的融合蛋白及其应用。

背景技术

白细胞介素-2(IL-2)是一种由抗原刺激诱导的T细胞生长因子，是一种多效细胞因子，在免疫应答中起着关键作用^1,2。作为细胞毒性T细胞和NK细胞的有效诱导剂，IL-2是FDA批准的首批用于转移性黑色素瘤和肾细胞癌的免疫治疗药物之一^3,4。遗憾的是，由于体内半衰期短，治疗剂量和严重毒性⁵等问题，IL-2免疫治疗尚未得到广泛应用。

IL2通过与IL-2受体α(IL-2Ra)结合诱导调节性T细胞(Tregs)的增殖，IL-2受体α优先在Tregs上表达^6,7,8,9,10。已经显示Treg细胞对IL-2的消耗降低IL-2诱导的抗肿瘤免疫力，提示Treg可能是IL-2介导的CTL扩增的主要障碍¹¹。

IL-2通过与各种IL-2受体(IL-2R)结合发挥刺激和调节功能，包括单体，二聚体和三聚体IL-2R。一些T细胞，例如Tregs，表达由CD25(IL2Ra)，CD122(IL2Rb)和CD132(常见细胞因子受体g链)亚基组成的高亲和力异源三聚体受体。相反，初始CD8T细胞，CD4/CD8记忆T细胞和NK细胞表达亲和力较低的二聚体受体，其缺乏CD25亚基^2,12。IL-2特异性突变(IL-2突变蛋白)可诱导选择性优先结合CD25或CD122，从而激活特定的免疫细胞亚群。降低对CD25(主要在肺内皮细胞和Treg细胞上表达)亲和力的IL-2突变蛋白，可以在一定程度上提高野生型IL-2控制肿瘤效果^13,14。而具有增加对CD122亲和力的IL-2超级突变蛋白因子，可以优先扩大CTL，但同时增加Treg ¹⁵。

为了限制全身性毒性，已 有研 究利 用抗体实现对WT IL-2的靶向递 送(Ab-IL2)^{16,17,18,19,20}。然而，由于IL-2与受体结合的高亲和力在实际上可能会限制Ab-IL2的肿瘤靶向。最近的几项研究表明，免疫细胞因子的功效和IL-2突变体的生物分布可能不足以归因于肿瘤抗原靶向^21,22。系统性递送Ab-IL2可能激活淋巴和非淋巴组织中导致严重的T细胞毒性和有限的抗肿瘤功效。

肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)是预测PD-L1阻断治疗有效性的重要生物标志物²³，已知IL-2能够激活淋巴组织和非淋巴组织中的CTL^[17,24]，但肿瘤内预先存在的T细胞再经IL-2活化后是否足以控制肿瘤生长是尚不清楚的。尽管最近的许多研究是集中于检查点阻断方面^14,25，然而我们认为能够控制肿瘤微环境(TME)内Treg的增加；同时促进IL-2对CTL的活化是治疗肿瘤另一个有效途径。

在本研究中，我们通过向肿瘤组织靶向传递新型IL-2突变体的方式，使得肿瘤组织中的CTL得到足够的活化，进一步提高肿瘤内CTL与Treg的比例(CD8T/Treg)，最终达到治疗肿瘤的效果。