IL-7 与IL-15联用对T细胞培养过程中发挥的重要作用
白介素家族作为免疫细胞生长的驱动因子早已为科学界所熟知，随着研究的深入，科学家也发现不同的白介素组合对免疫细胞的刺激效果也不尽相同。T细胞作为免疫疗法的主力军，如果我们可以寻找到高效培养T细胞的方法，就可以在很大程度上解决目前T细胞疗法费用高昂以及治疗效果不尽人意的难题。目前寻找可以高效刺激生长的白介素组合已经成为免疫研究的热点。越来越多的研究成果表明IL-7与IL-15的联用对于T细胞的培养是一个很有前景值得考虑的组合。
信号通路贯穿作用于人体内几乎所有的生理活动，T细胞的生长与TCR，JAK / STAT，MAPK，AKT和PI3K-AKT等信号通路密切相关，而每个信号通路中又有着不同的关键基因。研究关键信号通路可以帮助我们从上游了解T细胞的生长过程，达到针对性改善培养条件的目的。近日有研究小组利用主成分分析，GeneMANIA和MetaCore等研究手段发现了IL-7和IL-15在T细胞的培养过程中，可能是通过调控信号通路发挥作用。
Fig1：主成分分析IL-7和IL-15显著改变表达的基因谱
IL-7调控与氯转运、细胞趋化性、氯化物跨膜活性和细胞因子受体活性相关的基因，同时IL-15调控细胞生长、锌离子反应、细胞对金属离子的反应以及钙离子转运到细胞中的相关基因【1】。这一发现从一个新的角度阐明了IL-7和IL-15对T细胞生长的重要作用。调控位于上游的信号通路显然是一个四两拨千斤的高明之举，这项研究成果也给在此领域耕耘的科学家打了一剂强心针，为各有所长的IL-7和IL-15联用在分子水平提供了有力证据。
从分子水平回到临床效果上，对比临床上广泛使用的IL-2，IL-7和IL-15的组合具有明显的优势。用IL-2培养的T细胞在表型上是异质的，主要由具有足够功能效应但对死亡敏感的效应记忆细胞组成，所以在临床上的表现并不尽人意。
Fig2：IL-7和IL-15指导新扩增来自原始前体的记忆T细胞群
顶级期刊美国血液学会官方期刊上报导了Nicoletta Cieri博士的研究成果：IL-7在T细胞的发育和成熟中起着至关重要的作用。它促进幼稚和中枢记忆T细胞亚群的产生，并调节其在我们体内的平衡；IL-15介导CD8记忆T细胞的形成和稳态【2】。如图2所示IL-7和IL-15能够指导T细胞趋向记忆干细胞样表型，这种表型分化程度较低，并且具有较高的扩增和存活能力，这样培养出来的T细胞在临床上的应用和后续开发潜力得到了极大幅度的提升。在此基础上来自我国的研究团队进一步对此进行了探究，团队选择了最直观的方法，检测使用IL-7和IL-15共同培育的CAR-T细胞的增殖和凋亡情况。
Fig3：IL-7/IL-15补充剂诱导19BB-CAR-T细胞增殖增加并介导优越的抗肿瘤作用
图3所示的实验结果显示使用IL-7/IL-15培养的19BB-CAR-T细胞具有更高的增殖率和更低的凋亡率，同时抗凋亡蛋白BCL-2的表达也是最多的【3】。这一切都足以证明IL-7/IL-15组合培养的优越性，但是在免疫细胞因子(IL-2、IFN-γ、TNF-α)或特异性裂解方面没有显著差异。在免疫缺陷的小鼠体内，如图3G所示，用IL-7/IL-15培养扩增的19BB-CAR-T细胞治疗4周后，小鼠体内的肿瘤生长明显受到抑制，小鼠的生存期明显延长。
Fig4：补用IL-7/IL-15培养的19BB-CAR-T细胞显示的抗肿瘤表型
为了进一步探究记忆T细胞的表型。研究小组将不同组的培养产物注入小鼠体内后，借助流式细胞仪等技术手段发现，使用IL-7/IL-15中培养的19BB-CAR-T细胞可以产生更多的CD8+中枢记忆T细胞，研究小组使用体内实验成功证明了IL-7/IL-15可以赋予培养的T细胞优异的抗肿瘤活性。
免疫治疗顺应了精准医疗的发展趋势，目前已经取得了令人瞩目的成果，每年全球批准的相关临床试验也呈现井喷式增长。而当我们追溯免疫治疗的源头--1974年科学家发现白介素可以在T细胞的分化和生长过程中起到关键作用，白介素家族和T细胞的联系共同揭开了免疫治疗的序幕。IL-7和IL-15联用的组合就是给免疫治疗领域献上的一杯口味丰富的鸡尾酒，激发着科学研究者们的激情，在各个层面发现这个组合的精妙之处，在冥冥之中也符合了精准医疗的发展趋势，我们有理由相信这一组合在未来会给我们带来更多惊喜。
IL-7
（Cat. No. GMP-TL506）
① 产品放行标准（GMP级）
◆ 纯度＞95%
◆ 细胞比活性1×10⁷IU/mg
◆ 内毒素＜0.01EU/mg
◆ 宿主细胞DNA残留＜100pg/mg
◆ 宿主细胞蛋白残留＜100ppm
◆ 支原体、无菌、外源病毒检测
◆ 稳定性数据
◆ 理化性质
② 产品性能
图1：重组人IL-7蛋白纯度检测SDS-PAGE
图2：重组人IL-7蛋白可刺激PBMC增殖，比活性
为1×10⁷IU/mg(参考标准NIBSC代码：90/530)
IL-15
（Cat. No. GMP-TL202）
① 产品放行标准（GMP级）
◆ 纯度＞95%
◆ 细胞比活性＞5×106IU/mg
◆ 内毒素＜0.01EU/mg
◆ 宿主细胞DNA残留＜100pg/mg
◆ 宿主细胞蛋白残留＜100ppm
◆ 支原体、无菌、外源病毒检测
◆ 稳定性数据
◆ 理化性质
② 产品性能
图3：重组人IL-15蛋白纯度检测SDS-PAGE
图4：重组人IL-15蛋白可刺激小鼠T淋巴细胞CTLL-2
增殖，比活性＞5×106IU/mg（NIBSC代码：95/554）
参考文献：
【1】 Coppola C, Hopkins B, Huhn S, Du Z, Huang Z, Kelly WJ. Investigation of the Impact from IL-2, IL-7, and IL-15 on the Growth and Signaling of Activated CD4+ T Cells. Int J Mol Sci. 2020 Oct 22;21(21):7814.
【2】 Cieri N, Camisa B, Cocchiarella F, Forcato M, Oliveira G, Provasi E, Bondanza A, Bordignon C, Peccatori J, Ciceri F et al (2013) IL-7 and IL-15 instruct the generation of human memory stem T cells from naive precursors. Blood 121:573–584.
【3】 Zhou J, Jin L, Wang F, Zhang Y, Liu B, Zhao T. Chimeric antigen receptor T (CAR-T) cells expanded with IL-7/IL-15 mediate superior antitumor effects. Protein Cell. 2019 Oct;10(10):764-769.
