基本介紹
- 中文名：白細胞介素-2
- 外文名：Interleukin-2;IL-2
- 別名：T細胞生長因子,TCGF
- 分子量：14500
- 類型：糖蛋白
- 來源：主要由T細胞產生
- 作用方式：以自分泌和旁分泌方式發揮效應
- 名詞領域：免疫學
白介素家族,一般性質,生物學活性,套用研究,製備方法,材料和方法,製備精品IL-2,檢定,臨床治療,藥品說明,作用機理,適應症,用法用量,動力學,不良反應,注意事項與療效評價,血相檢查中意義,
白介素家族
白細胞介素是由多種細胞產生並作用於多種細胞的一類細胞因子。由於最初是由白細胞產生又在白細胞間發揮作用，所以由此得名，現仍一直沿用。最初指由白細胞產生又在白細胞間起調節作用的細胞因子，現指一類分子結構和生物學功能已基本明確，具有重要調節作用而統一命名的細胞因子，它和血細胞生長因子同屬細胞因子。兩者相互協調，相互作用，共同完成造血和免疫調節功能。白細胞介素在傳遞信息，激活與調節免疫細胞，介導T、B細胞活化、增殖與分化及在炎症反應中起重要作用。
白細胞介素interleukin縮寫為IL，功能關係免疫反應的表達和調節，這種調節有來源於淋巴細胞或巨噬細胞等的許多因子參與。來源於淋巴細胞的有淋巴細胞活素，來源於巨噬細胞的總稱為monokine，其中的各個因子的生物活性各有不同（例如巨噬細胞活化，促進T細胞繁殖等），因子自身的物理化學性質多不清楚。
1979年這方面的研究團體提出了在淋巴細胞活素及巨噬細胞因子（monoki－ne）中，已作為一種分子提純並弄清了性質的稱為白細胞間殺菌素。最初測定的為 IL1和IL2。IL1屬於monokine，以前曾以淋巴細胞活化因子（lymphocyte activating factor）命名。細胞促進蛋白質（mitogenic protein）以及B細胞活化因子（B cell－activating factor）等七種名稱稱之。而IL2屬於淋巴細胞活素，以前曾以胸腺細胞刺激因子（thymocyte stimulating factor）、T細胞生長因子（T cell growth factor）等六種名稱稱之。
在對免疫應答的研究過程中，在絲裂原刺激的細胞培養上清中發現了許多具有生物活性的分子，研究者各以自己測得的活性進行命名，十幾年報導了近百種因子。後來藉助分子生物學技術進行比較研究發現，以往許多以生物活性命名的因子實際上是具有多效性的同一物質。為了避免命名的混亂，1979年第二屆國際淋巴因子專題會議將免疫應答過程中白細胞間相互作用的細胞因子統一命名為白細胞介素（interleukin，IL），在名稱後加阿拉伯數字編號以示區別，例如IL-1、IL-2……，新確定的因子依次命名。只有取行克隆化的基因、明確產物的性質和活性才能得到國際會議的認可。
白細胞介素是非常重要的細胞因子家族，截至2013年12月，得到承認的成員至少達38個；它們在免疫細胞的成熟、活化、增殖和免疫調節等一系列過程中均發揮重要作用，此外它們還參與機體的多種生理及病理反應。
一般性質
1．IL-2的產生細胞IL-2主要由T細胞（特別是CD4+T細胞）有受抗原或絲裂原刺激後合成；B細胞、NK細胞及單核－巨噬細胞亦能產生IL-2。
2．IL-2分子IL-2分子量為15KD，是含有113個胺基酸殘基的糖蛋白，在人類由第4號染色體上的一個基因編碼。IL-2具有一定的種屬特異性，人類細胞只對靈長類來源的IL-2起反應，而幾乎所有種屬動物的細胞均對人的IL-2敏感。
3．IL-2受體（IL-2R）IL-2的靶細胞包括T細胞、NK細胞、B細胞及單核－巨噬細胞等。這些細胞表面均可表達IL-2R。IL-2R包含3條多肽鏈：1條為α鏈，分子量55KD；1條為β鏈，分子量75KD；另1條為γ鏈，分子量64KD。α鏈的胞內區較短，不能向細胞內傳遞信號，而β鏈和γ鏈的胞內區較長，具有傳遞信號的能力。3種肽鏈單獨與IL-2結合親和力較低，只有同時表達才能產生高度親和力。
生物學活性
1．刺激T細胞生長各種刺激物活化的T細胞一般不能在體外培養中長期存活，加入IL-2則能其長期持續增殖，因此IL-2曾被命名為T細胞生長因子（T cell growth factor，TCGF）。靜止的T細胞表面不表達IL-2R，對IL-2沒有反應；受絲裂原或其它刺激活化後T細胞才能表達IL-2R，成為IL-2的靶細胞；而IL-2又可誘導靶細胞增加IL-2R的表達。在活體內，IL-2對CD4+T細胞的作用是通過自分泌途徑實現的，因為活化的CD4+T細胞能夠產生大量的IL-2；而CD8+T細胞則通過旁分泌途徑來維持細胞的生長。IL-2R在T細胞上的表達是一過性的，一般在活化後2～3天達到高峰，6～10天左右消失。隨著IL-2R的消失，T細胞即失去對IL-2的反應能力。因此若要維持正常T細胞在體外長期生長，必須不斷地用絲裂原或其它刺激物去刺激T細胞，以維持IL-2R的表達。
2．誘導細胞毒作用①接受了預刺激信號的CD8+T細胞可以受IL-2的作用活化為CTL，發揮細胞毒作用；在一定條件下，CD4+T細胞也可受IL-2的誘導而具有殺傷作用。②NK細胞是唯一正常情況下表達IL-2R的淋巴樣細胞，因此始終對IL-2保持反應性。然而靜止的NK細胞上只表達IL-2R的β鏈和γ鏈，對IL-2的親和力低，只能對高濃度的IL-2發生反應。一旦NK細胞活化，就表達IL-2R的α鏈，成為高親和力的受體；大劑量的IL-2誘導的LAK活性主要NK細胞。③使T細胞作NK細胞產生IFNγ、TNFβ和TGFβ等因子，促進非特異性細胞毒素；還可誘導產生某些B細胞生長因子以及造血生長因子等，從而發揮相應的生物學作用。
3．對B細胞的作用IL-2對B細胞的生長及分化均有一定的促進作用。活化的或惡變的B細胞表面表達高親和力IL-2R，但是密度較低；較高密度的IL-2可誘導B細胞生長繁殖，促進抗體分泌，並誘使B細胞由分泌IGM向著分泌IGG2轉換。
4．對巨噬細胞的作用人類單核－巨噬細胞表面在正常時興有少量IL-2Rβ鏈的表達，但是受到IL-2、IFNγ或其它活化因子作用後，可表達高親和力IL-2R。單核－巨噬細胞受到IL-2的持續作用後，其抗原遞呈能力、殺菌力、細胞毒性均明顯增強，分泌某些細胞因子的能力也得到加強。
套用研究
由於IL-2能誘導和增強細胞毒活性，套用IL-2治療某些疾病、特別是對腫瘤治療的研究得到了廣泛開展，單獨使用IL-2或與LAK細胞等（詳見連結第四章）聯合使用治療腫瘤取得了一定的療效；還可望用於病毒感染、免疫缺陷病及自身免疫病的治療。
但IL-2的副作用也日益引起人們的注意：IL-2可引起發熱、嘔吐等一般症狀，還可導致水鹽代謝紊亂和腎、肝、心、肺等功能異常；最常見、最嚴重的是毛細血管滲漏綜合徵，使患者不得不中止治療。IL-2的副作用常與IL-2的劑量及用藥時間呈相關，停止用藥後症狀多迅速減輕或消失。IL-2引起副作用的機制是多方面的，但主要是間接性的，即IL-2誘導產生的某些因子或殺傷性細胞起著重要作用；現已知LAK細胞可通過溶解血管內組織而導致多種副作用。給予適當藥物（如吲哚美辛、哌替啶、對乙醯基氨酚等）、採取聯合用藥、改進給藥方式（如少量多次短時間輸注）和給藥途徑（如改全身用藥為腫瘤局部用藥）等將有效地減輕不良反應。
製備方法
材料和方法
1.1製備粗製IL2無菌採血，肝素抗凝，用RPMI1640按1∶1將血液稀釋，然後重層於菲可液面上，以1500r/min離心30min，取白細胞層，用RPMI1640洗2次，按1~3×10細胞/ml濃度加入10%胎牛血清RPMI1640，注入一裝有磁棒的大瓶中，置37℃攪拌培養4天，取出，分裝於50ml離心管中，1500r/min離心20min，棄上清液，將細胞懸浮於1%胎牛血清RPMI1640培養液中，使細胞濃度為106細胞/ml。同時加入純質PHA1~2μg/ml以及多種B淋巴母細胞株，使其濃度為106細胞/ml，37℃攪拌培養18~24h後，取出以1500r/min離心30min，取上清，用045μg濾膜過濾除菌，濾液即為粗製IL2。
製備精品IL-2
2.1硫酸銨沉澱與真空濃縮透析：在4℃下將硫酸銨粉末按50%飽和量加入上述粗製IL2中，攪拌2h，12000g離心30min，取上清液，再加入80%飽和硫酸銨，4℃過夜，次日以12000g離心30min，棄上清液，將沉澱溶於01%PEG6000的1∶2PBS溶液（pH值73）中，置真空負壓濃縮透析器中透析濃縮至所需容量。
2.2SephadexG100凝膠過濾：用2×180cm的過濾柱及PBS（同上），以80ml/h流速過濾。將各管洗脫液用紫外分光光度計280nm檢測其OD值。同時將幾種不同分子量的標準蛋白也用相同條件過濾及檢測其OD值，繪出IL2及標準蛋白OD值的曲線。將各管洗脫液過濾除菌後，作白細胞生物活性試驗，按試驗結果繪出曲線，找出具有最高IL2活性的幾管洗脫液，混合後，作下一步精製。
2.3BlueSepharose層析：將上述混合後的洗脫液加入BlueSepharose柱中，流速約15ml/h，按每管10ml收集流出液，當樣品全部流出柱中以後，用上述PBS洗滌樣品柱，再用梯度NaCl溶液（從0075mol/L至06mol/LNaCl的PBS溶液）洗脫，按2ml/管收集洗脫液。NaCl溶液梯度及流速均由梯度混合器調節控制。洗脫完畢後，作各管OD值及NaCl濃度的測定。各管洗脫液過濾除菌後，作出生物活性測定。將峰值前後的數管洗脫液混合，即為精製的IL2。置-20℃冰櫃保存。
檢定
3.1活性測定用10%胎牛血清RPMI1640將上述IL2稀釋為50%、25%、125%、625%，而後再將每個百分濃度以及100%濃度的IL2倍比稀釋，自1∶2至1∶128，將每個稀釋度分別加入多孔板的孔中，每孔01ml。然後取CT6細胞株（小鼠的IL2依賴性T細胞株），調整濃度為106細胞/ml，每孔加入01ml，同時用培養基代替IL2作對照。將多孔板培養24h後，取出按每孔1μci的濃度加H3標記胸腺嘧啶核苷繼續培養4h。取出後用MESHⅡ細胞收集器過濾洗滌細胞，用β計數器測定各孔細胞的cpm。必要時按此結果繪出曲線，確定活性單位。
3.2蛋白含量測定採用分光光度計，分別測得OD280及OD260，然後按下式計算：蛋白含量（mg/ml）=（144×OD280-075×OD260）×稀釋倍數。
3.3 毒性試驗及細菌檢查參考胸腺肽製備部分。
臨床治療
藥品說明
【中文名稱】 白細胞介素-2
【簡寫拼音】BXBJS-2
【英文名稱】Interleukin-2
【藥物類別】免疫增強劑、其他抗腫瘤藥及輔助治療藥
【所屬類別】生物反應調節劑
【別名】 白間素, 欣吉爾, T細胞生長因子 ,白細胞介素-2
【適應症】主要用於腎癌、黑色素瘤和非何杰金淋巴瘤有效（Rossenberg）。LAK細胞代表1個有單核巨噬細胞，B和T淋巴細胞特徵的異原的細胞體。這些LAK細胞似乎對癌細胞有特異作用。此外，LAK細胞（不象T細胞）介導殺傷不受MHC的約束。
【藥理作用】 本品可促進T淋巴細胞增殖與分化，誘導具有細胞毒樣活力的殺傷細胞，誘導及增強殺傷性T細胞、單核細胞、巨噬細胞的活力等。
【不良反應】 常見發熱、寒戰等反應。1.消化系統：噁心、嘔吐、腹瀉、結腸局部壞死或穿孔。2.呼吸系統：可致間質性肺水腫、呼吸性鹼中毒。3.神經系統：可發生行為變化、認知障礙。4.心血管系統：可出現低血壓、心動過速、心律失常等症狀。5.血液系統：可出現中性粒細胞上升，淋巴及單核細胞下降。6.泌尿系統：出現少尿、體液瀦留、氨質血症。可出現內分泌功能紊亂，血鈣、血磷下降，維生素C缺乏。
【規格】粉針劑：1000u，10000u，10萬u，100萬u.
【注意事項】癲癇、嚴重低血壓，心、腎功能不全，高熱者禁用。孕婦、患有心臟病或肺部疾病、60歲以上者慎用。用藥期間應定期查肝、腎功能。
作用機理
1.IL-2的主要生理作用是刺激和維持T細胞的分化增殖。IL-2有關腫瘤的生物學活性包括：
(1)刺激自然殺傷(NK)細胞的增殖和活化，並增強其活性。
(2)誘導細胞毒性淋巴細胞，增強其溶細胞活性。
(3)誘導淋巴因子活化殺傷(LAK)細胞。LAK細胞具有廣譜的抗腫瘤活性，可以溶解多種腫瘤細胞。IL-2不僅是產生LAK細胞的必需淋．巴因子，而且在它的存在下還能維持LAK細胞的增殖和長期生長，因此，在臨床抗腫瘤治療時往往把IL-2和IAK細胞同時給予，這就是惡性腫瘤的過繼免疫性治療(adoptive immune therapy，AIT)。
(4)刺激腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL)的增生並增強其活性。動物實驗證明，TIL較LAK細胞的抗腫瘤活性高50～100倍。
(5)不僅能促進T細胞增殖，且對細胞有促增殖和促分化作用。
在腫瘤治療的動物模型中已證明，當T細胞中介抗瘤反應強烈時，很低量的IL-2已足以激化抗瘤作用；但當T細胞中介的抗瘤反應很弱時，則需要很高劑量的IL-2。低劑量可以顯著地刺激T細胞，而激活NK及LAK細胞則要求很大劑量。因IL-2不能直接抗癌，用藥目的是最大限度地興奮免疫機制，以加強抗癌作用。
適應症
1.腎癌、惡性黑色素瘤、結腸癌等。
2.與LAK、手術、放療、化療相結合用於小腦星形細胞瘤、舌癌、喉癌、鼻咽癌、肝癌、肺癌和胃癌手術轉移的患者。
3.癌性胸腹水。
因癌症患者IL-2的產生能力低下，注入IL-2可激活體內免疫活性細胞而產生抗癌作用。且給IL-2的途徑不同所產生的抗癌效果也不同。迄今臨床套用表明，對於中、晚期惡性腫瘤病人，經常規手術、化療、放療無效或現仍缺乏有效療法者，採用IL-2和LAK治療，可獲一定客觀療效。
用法用量
1.IL-2的用法 IL-2用量按I臨床需要，在有經驗醫師指導下使用。①皮下注射：IL-2，20萬～40萬IU/m加入無菌注射用水2m1溶解，每日1次，每周連用4日，4周為1個療程。②靜脈滴註：IL-2，20萬～40萬IU/m，加人生理鹽水500ml，靜脈滴注2～3小時，每日1次，每周連用4日，連用4周為1個療程。③腔內灌註：先儘量抽去腔內積液或插管引流，再將IL-2 40萬～50萬IU/m加入生理鹽水20ml注入，每周1～2次，每3～4周為l療程，如療程中積液消失，宜中止治療。④瘤內或瘤周注射：IL-2，10萬～30萬IU，加入生理鹽水3～5ml，分多點注射到瘤內或瘤體周圍，每周2次或2次以上，連用2周為1個療程。
2.IL-2 LAK細胞的用法 IL-2的劑量及用法與上述IL-2的靜脈或皮下給藥途徑相同。在接受了IL-2靜脈或皮下注射共2天，靜脈抽血製備自體LAK並回輸給病人，全療程回輸LAK細胞平均數為1.2×10；通過血細胞分離器分離血淋巴細胞製備的自體LAK，全療程LAK細胞回輸的平均數為5.4×10；個別病例接受異體LAK細胞回輸，全療程LAK細胞回輸平均數為6.1×10。
動力學
IL-2在體內的藥代動力學符合二室模型。其血漿分布時相半衰期為6～13分鐘，β清除時相半衰期為30～120分鐘。肌內注射IL-2的生物可利用率為37%(15%～64%)。IL-2的總體清除率為120ml/min，腎臟是主要的清除途徑。
不良反應
1.IL-2的不良反應通常與劑量、用藥間隔、輸注速度和療程長短有關。減少劑量可望降低其不良反應發生率。局部或靜脈外途徑用藥的副作用多為輕至中度。
2.大劑量IL-2相關的劑量限制性不良反應最常為低血壓、水腫和腎功異常。低血壓系血流動力學改變所致，若平均動脈壓下降2.7～4.0kPa，則需擴容治療，只有少數患者需用升壓藥物。水腫原因與毛細血管滲漏綜合徵有關。腎臟損害表現為氮質瀦留、血肌酐升高。IL-2對腎細胞癌患者的腎毒性並不比其他腫瘤明顯。
3.IL-2最常見的一般不良反應包括畏寒、發熱、乏力、厭食、噁心、嘔吐、腹瀉、皮疹等。預防性給予撲熱息痛或非類固醇類抗炎藥可減少發熱的發生率和減輕症狀。皮疹可用抗組胺治療。
4.IL-2加用LAK細胞時，並不增加單用IL-2所伴隨的治療相關毒性。靜注LAK細胞可引起寒戰、發熱，靜注度冷丁(一次25～50mg)可奏效。一般不主張使用皮質激素，因其可影響LAK細胞的活性。
上述不良反應，患者多能耐受，且均為暫時性和可逆的，停止治療後可很快消失。
注意事項與療效評價
在4℃儲存。
1.套用IL-2可明顯提高患者細胞免疫功能，改善其生活質量和預後。
2.對癌性胸水有效率68%（28/41），癌性腹水有效率67%（4/6）。
3.瘤內或瘤周注射時，對喉癌、黑色素瘤、食管癌的原發性和轉移癌的有效率為33%（9/27）。
4.IL-2 LAK細胞的用法，對晚期腎癌的有效率為22%（5/23），黑色素瘤有效率23%（21/90）。
血相檢查中意義
參考值：
3.5～6.5μg/L (ELISA)
臨床意義：
IL-2：隨年齡的增長，有降低趨勢。
增高：見於自身免疫性疾病（SLE、類風濕性關節炎等）、再生障礙性貧血、多發性骨髓瘤、排斥反應等。
降低：見於免疫缺陷病（愛滋病、聯合免疫缺陷病等）、惡性腫瘤、1型糖尿病、某些病毒感染等。
