近日，美国国立卫生研究院分子免疫学实验室和免疫中心主任Warren J. Leonard及其团队科学家林建新博士发表了一篇review，整体讨论了治疗用细胞因子及其信号通路、受体特性和疗法开发策略。本文将主要分享疗法开发策略部分，包括增强活性和抑制活性两方面。
（一）细胞因子及其他受体
细胞因子可以控制细胞的发育、分化、生长、存活和死亡；还能够产生病理性作用，可促进炎症和/或自免疫疾病。
细胞因子包括I型、II型和其他细胞因子家族（包括IL-1、IL-17、TNF和TGFβ家族）。文中主要探讨对象为I型和II型细胞因子，以IL-2为主。
I型和II型细胞因子都是使用JAK-STAT作为主要的信号途径。I型细胞因子通常与同二聚体或异二聚体受体结合，其他类型细胞因子的受体结构差异更大（图C）。
在考虑细胞因子疗法开发时，细胞因子的冗余性和多效性是重要的考虑因素。多效性即它们介导的作用不止一种，通常作用于一种以上的细胞类型；冗余性即两种或两种以上的细胞因子会诱发相似甚至相同的作用。
a, Three-dimensional structure of human growth hormone (GH) bound to the homodimeric GH receptor (GHR) (only extracellular domains are included in the solved structure;b, Schematics of receptors for type I and type II cytokine receptor chains. c, Schematic of receptors for a range of cytokines. d, Common γ-chain (γc) family cytokines.e, Structure of IL-2 bound to the high-affinity IL-2 receptor
（二）增强细胞因子活性策略
天然细胞因子的给药会受到体内半衰期短和毒性等因素的限制，延长半衰期可通过多种方法实现，包括与其他蛋白质（如免疫球蛋白、其Fc区域或白蛋白）融合。另外聚乙二醇化（PEG化）是用于延长体内蛋白质半衰期的另一种方法，PEG化可防止降解并限制免疫原性。
1.优化细胞因子递送
包括：聚合物基质（可植入肿瘤附近的理想部位）；微颗粒（>1 μm），如聚合物微颗粒，包括脂基或固体聚合物微颗粒；纳米颗粒（10-100 nm），具有体积小的独特特性。但这些方法经验有限，有临床试验表明，大脂质体颗粒递送IL-2是治疗淋巴瘤和白血病的癌症疫苗的一部分（ NCT02194751和NCT01976520）。选择性激活TME中的细胞因子也是可能的。还有研究表明，瘤内注射明矾结合的细胞因子可引发强效的更安全的全身抗癌免疫反应。
2.免疫复合物和免疫细胞因子
形成细胞因子-抗细胞因子复合物或免疫复合物，包括细胞因子-抗体融合物，与mAb或抗体片段融合的细胞因子。
3.工程化细胞因子受体/细胞因子-受体对
a.正交细胞因子：改变细胞因子和受体的胞外结构域，但保留胞质结构域，从而保留信号。
b.保留细胞因子和受体的胞外结构域，但改变胞质结构域，从而改变信号。
4.细胞因子突变蛋白
a.影响IL-2Rα或IL-2Rβ界面的突变：突变的位置决定了结果，例如，在IL-2Rα界面的R38、F42、Y45 和E62处有突变的人IL-2二聚体可驱动NK和CD8+T细胞正常增殖，但会抑制Treg细胞的增殖；而针对N88的突变可减弱与IL-2Rβ的相互作用，选择性促进Treg细胞增殖。
b.IL-2超级激动剂和部分激动剂：如氨基酸突变（L80F、R81D、L85V、I86V和I92F）的IL-2 mutein，即使在没有IL-2Rα的情况下，也能有效地与IL-2Rβ结合。这种“超级IL-2”（H9）能扩增 Teff细胞，而不表现出对Treg细胞的偏好。这种方法也适用于IL-4。
5.可溶性细胞因子受体复合物和融合蛋白
除了天然细胞因子之外，还可以根据细胞因子受体的性质，使用可溶性细胞因子-细胞因子受体复合物或融合蛋白。如IL-2–IL-2Rα复合物和IL-15–IL-15Rα复合物。
6.新型细胞因子
通过计算机模拟天然细胞因子的结合位点，从头设计新型的细胞因子。例如设计的新蛋白NL-201不与IL-2Rα作用，仅与β和γ结合，跳过α受体将避免免疫抑制和副作用，研究显示这种新蛋白具有低毒性和强抗癌效果，这种方法还应用于其他细胞因子，但它们与原生蛋白的差异较大，因此抗原性是一个潜在的问题。
7.不同细胞因子间的融合蛋白
即结合来自两种不同细胞因子或分子的信号，例如，低剂量IL-2和TNFR2激动剂可以增强Treg细胞活性。此外，免疫因子PD1–IL-2v通过与PD1和IL-2Rβγ顺式结合，可更有效地促进干细胞样CD8+ T细胞的扩增，表现出显著的抗肿瘤效果。
8.替代细胞因子激动剂
另外一种生成具有细胞因子激动特性分子的方法是使用由可变重链抗体片段（VHH）和/或 scFv 抗体结构域组成的模块化单链双特异性配体。
（三）抑制细胞因子策略
1.抗细胞因子/细胞因子受体的抗体
部分抗体药物如下表：
2.抑制JAKs和STATs
靶向信号分子是调节细胞因子活性的另一种重要方法，以JAK抑制剂和STAT抑制剂为主。
3.靶向蛋白降解剂：PROTAC和KineTAC
PROTAC适用于靶向信号分子，目前在研的靶向蛋白包括STAT3和四种JAK。另一种细胞因子受体靶向嵌合体——KineTACs，是一种完全重组双特异性抗体，通过KineTACs上的细胞因子和细胞表面的受体结合，通过抗体Fab和靶标结合并形成复合物，该复合物在细胞因子内吞的作用下进入细胞，并在细胞中的溶酶体降解。这种方法已被用于靶向CXCL11、CXCL12、vMIPII和IL-2。
