白细胞介素2在肾癌治疗中的研究进展

全 真，吴小侯

(重庆医科大学附属第一医院泌尿外科，重庆 400016)

肾细胞癌(renal cell carcinoma，RCC)简称肾癌，是常见的恶性实体肿瘤，在所有恶性肿瘤中约占2%～3%，发病率在世界范围内排第七位。RCC除手术治疗之外，对放、化疗均不敏感。而RCC早期一般无明显症状，诊断时25% ～30%的患者已经发生了扩散和转移，丧失了手术机会，因此转移性肾癌(metastatic renal cell carcinoma，mRCC)的治疗一直是临床医生面临的一大难题。而同时RCC也是少数几种被认为具有免疫原性的肿瘤之一，因此免疫治疗始终是其有效治疗方法之一。白细胞介素2(interleukin 2，IL-2)于1976年首次被发现，因其能促进和维持T细胞的体外生长，最初被命名为T细胞生长因子，1979年正式更名为IL-2。其抗肿瘤效应明显，早在1992年，美国食品与药品管理局(FDA)已经批准将大剂量IL-2作为mRCC的标准治疗方案。在随后20余年的治疗中，针对IL-2相关治疗的研究也取得了巨大进展。

1 IL-2基本特性和抗肿瘤作用

IL-2是由位于4号染色体上的单个基因编码的单链多肽分子，分子质量为15500，包含133个氨基酸，其通过与效应细胞上的专属性受体(IL-2R)结合而发挥广泛的生物学作用。IL-2R由α、β和γ三种亚基组成，其中β和γ亚基参与其信号传导，而α亚基不参与。当α亚基经过酶解从细胞膜上脱离后，便形成可溶性IL-2R(sIL-2R)，通过竞争性抑制作用使IL-2对靶细胞作用减弱，血清中增高的sIL-2R浓度与肿瘤等疾病也有明显相关性［1］。在人体中，成熟CD4+T细胞、幼稚CD8+T细胞及树突状细胞均能产生IL-2，其主要抗肿瘤机制并非是直接作用于肿瘤细胞将其杀死，而是通过活化大量效应细胞而起到抗肿瘤效应:IL-2能促进T细胞增殖，显著增强细胞毒性T细胞(CTL)活性，改变T细胞无能状态，降低调节性T细胞(Treg)数量;其也能增强NK细胞的活性，促进NK细胞分泌γ干扰素(IFN-γ);IL-2同时能增加抗原递呈细胞表面Ⅰ类和Ⅱ类分子的数量，进而增强抗原递呈作用;其还能促进各类免疫细胞向肿瘤组织浸润［2］。

2 大剂量IL-2的应用

上世纪90年代，美国针对大剂量 IL-2治疗RCC的方案进行了7项相似II期临床试验，总共纳入255例mRCC患者。研究者们统计数据后发现，接受大剂量(600 000～720 000 IU/kg)IL-2治疗的255例患者缓解率为15%，其中完全缓解为7%，部分缓解为8%，中位缓解期为54个月;255例mRCC患者的中位总生存期为16个月［3］。基于以上结果，FDA于1992年批准将大剂量IL-2作为mRCC的标准治疗方案。在之后的超过10年的随访中发现，上述完全缓解的患者中60%仍然存活，各项检查无明显异常，几乎达到临床治愈。

虽然大剂量IL-2方案治疗RCC显示出了巨大临床价值，但其临床应用仍受到较多限制。首先，大量临床试验表明，大剂量IL-2疗法所产生的缓解率低，仅对一小部分患者表现出了明显疗效，因此接受IL-2治疗的所有患者中位总生存期并无明显改善。其次，大剂量IL-2治疗方案表现出了明显且较难控制的毒性反应，包括发热、呕吐、腹泻、贫血、血小板减少、肝肾功损害等，一般停药以后消失;同时大剂量IL-2还有可能引起严重的毛细血管渗漏综合征(capillary leak syndrome)，患者可能出现低血压、急性呼吸窘迫综合征及心肌梗死等严重并发症，有报道治疗的相关死亡率可达4.0%［4］。基于以上原因，目前许多临床医师在mRCC的免疫治疗中，更倾向于选择分子靶向药物(VEGFR抑制剂、多激酶抑制剂等)。因为后者与大剂量IL-2治疗方案相比，能明显延长患者的总生存期，同时毒性反应更小，安全性更高，对用药经验要求也更低［5］。但值得注意的是，靶向药物治疗RCC也有明显局限性，如临床试验中运用多激酶抑制剂(苏尼替尼、索拉非尼)治疗的786例患者，仅有1例患者完全缓解［6］，与大剂量IL-2疗效相去甚远。因此，即便目前RCC免疫治疗方案繁多，在美国国家综合癌症网络(NCCN)和欧洲泌尿协会(EAU)发布的mRCC治疗指南中，IL-2始终被列为一线治疗药物［7］。

3 降低IL-2治疗的毒性反应

IL-2相关的免疫治疗是目前被认为唯一可能治愈转移性肾癌的方法，而其严重的毒性反应是其临床应用受限的主要原因之一，因此降低其毒性反应具有重要临床意义。就用药途径而言，现已证实皮下注射(s.c.)IL-2 与持续静脉滴注(c.i.v.)IL-2 两种给药方式所产生的疗效基本相似，但s.c.能明显降低患者的不良反应发生率［8］;采用吸入性给药也可以显著降低IL-2的毒性，这种局部给药途径尤其适用于有肺转移的肾癌患者，部分患者通过吸入IL-2也能获得完全缓解［9］。Yang等［10］在随机对照试验中发现，小剂量IL-2与经典大剂量IL-2治疗方案相比，肾癌患者不良反应发生率也明显降低，并且两组患者中位总生存期无差别，但值得注意的是小剂量IL-2组患者缓解率下降同时中位缓解期也缩短。

4 IL-2相关的联合治疗方案

一直以来研究者们都在尝试将IL-2与其他抗肿瘤药物联合运用于肾癌患者，以提升其疗效。α干扰素(IFN-α)是较早用于治疗肾癌的药物，研究者们在部分临床试验中观察到将IL-2与IFN-α联合使用能提高患者的疾病缓解率，如Negrier等［11］对400余例晚期肾癌患者进行临床随机对照试验，分别应用 IL-2、IFN-α、或 IL-2联合 IFN-α 进行治疗，三种方案缓解率分别为6.5%、7.6%和18.6%，但是患者总生存期却无明显差别，同时联合应用方案的毒性反应非常明显，且主要是由IL-2所引起。为此有学者尝试在联合方案中降低IL-2的用量，McDermott等［12］报道，他们在临床试验中将肾癌患者予以单独大剂量IL-2治疗，或予以小剂量IL-2联合IFN-α治疗，但是结果提示两种方案各项疗效指标无统计学差异。McDermott总结近几年来IL-2联合IFN-α的相关临床试验，指出就肾癌缓解率和缓解期持续时间而言，单独大剂量使用IL-2仍优于小剂量IL-2联合IFN-α［13］。因此，综合权衡临床疗效和药物毒性反应，IL-2联合IFN-α治疗方案的优越性仍待进一步研究。但需指出的是，日本学者发现小剂量的IL-2联合IFN-α对有肺转移的肾癌患者显示出了明显疗效，受试者2年总生存率达到了82%，并且血钠水平正常的患者较血钠水平降低者总生存期明显延长［14］，这也提示肺转移和血钠正常的肾癌患者可能是IL-2相关治疗的潜在受益人群，这为筛选适合IL-2相关治疗的患者提供了可能的标准。

IL-2、IFN-α和5-氟尿嘧啶三联方案临床上应用也较多，不过该联合方案毒性反应明显，确切疗效报道不一。最近Gore等人联合多家机构［15］对8个国家1006例肾癌患者进行了大规模临床随机对照试验，予以患者IFN-α2a、IL-2和5-氟尿嘧啶联合治疗或仅IFN-α2a治疗，结果发现前后两组中位总生存期并无明显差别(18.6月 VS 18.8月)。Aitchison等［16］也将309例接受了肾切除术且无肉眼癌组织残留的患者分为两组，一组患者接受IL-2、IFN-α、5-氟尿嘧啶联合治疗，而另一组仅接受随访观察，最终随访发现，治疗组与观察组3年的无病生存率分别为61%和50%(P=0.223)，而五年总生存率分别为70%和63%(P=0.428)，差异均无统计学意义，提示该方案对术后预防复发和转移亦无明显作用。因此临床上使用该三联疗法也需更加谨慎。

Garcia 等［17］最近联合 IL-2、IFN-α 和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)对60例晚期RCC患者进行II期临床试验，结果显示患者疾病缓解率为20%(完全缓解1例，部分缓解11例)，总生存时间为24.3月。虽然疗效较好，但应注意IL-2联合GM-CSF相关方案在既往的RCC临床试验中疗效大多不理想［18］，因此尚需更大规模的随机对照试验来进一步证实该方案的疗效。虽然IL-2联合免疫细胞疗法过去研究中未显示出更优疗效，但近来日本学者运用的VδT细胞联合IL-2及唑来膦酸方案却初见成效，接受治疗的11例肺转移的RCC患者中1例获得完全缓解，5例保持疾病稳定［19］。就肾癌疫苗而言，其抗肿瘤机制与IL-2抗肿瘤机制互补，因此两者联用往往能提升疗效，如表达5T4的重组MVA病毒载体 RCC疫苗［20］，树突状细胞疫苗［21］和 TG4010 疫苗［22］分别与 IL-2 联用在临床试验中均达到了较好的预期效果。目前临床RCC治疗中分子靶向药物应用较多，Procopio等［23］尝试将IL-2与多激酶抑制剂索拉非尼联合治疗晚期RCC患者，但就无进展生存期和总生存期而言，联合方案与单独使用索拉非尼差异并无统计学意义。在RCC治疗中，IL-2相关联合治疗方案繁多，其中有一部分在临床试验中达到了较好的预期疗效，但仍需进一步大规模临床试验验证(表1)。

表1 近年来RCC临床试验中与IL-2联用显示出协同抗肿瘤作用的药物

5 IL-2相关治疗的患者筛选

尽管IL-2治疗RCC的毒性反应明显，且仅有一小部分患者对该疗法敏感，但就这一小部分患者而言，IL-2治疗所产生的持久缓解期是非常可观的。因此目前普遍认为，筛选对IL-2治疗敏感的患者从而恰当用药，能最大化提高IL-2临床使用效率。

Upton等［24］分析了164例接受IL-2治疗的未转移RCC患者的肿瘤病理类型和临床缓解率，发现透明细胞癌患者缓解率为20%(30/146)，高于其他病理类型患者的6%(1/17)。而在透明细胞癌类型中，根据与患者缓解率之间的关系，肿瘤组织病理特征可分为预后良好、中等和不良三类:空泡样结构 ＞50%且无乳头样和颗粒样结构的肿瘤为预后良好型，相应患者IL-2治疗的缓解率为39%(14/36);空泡样和颗粒样结构均 ＜50%且无乳头样结构的肿瘤为预后中等型，缓解率为19%(15/77);颗粒样结构＞50%或出现了乳头样结构的肿瘤为预后不良型，缓解率为3%(1/33)。研究者将上述标准应用于68名接受IL-2治疗的mRCC患者中进行分析，结果相似。根据以上结果可以总结，非透明细胞癌类型和透明细胞癌中“预后不良”病理类型的患者均不适宜IL-2相关治疗。

大多RCC组织能产生碳酸酐酶IX(CAIX)，CAIX的高表达与患者总生存期和IL-2治疗缓解率呈正相关，且接受IL-2治疗后缓解期持续较久的患者CAIX均高表达。Mcdexmott等［25］认为 CAIX与Upton等提出的病理分类均为IL-2治疗缓解率高低的独立预测因子，他们进行对照研究后，针对上述两者和接受IL-2治疗患者的预后(缓解率和生存期)之间的关系提出了模式图(图1)，其中CAIX高表达是指肿瘤中表达CAIX的细胞＞85%，相应CAIX低表达即 ＜85%。根据该模式图，接受IL-2治疗的RCC患者理论上可以分预后良好和不良两类，这为临床治疗方案的选择提供参考。不过CAIX究竟是否为IL-2缓解率的独立预测因子仍有待商榷，因为研究表明CAIX的表达情况与其他某些预测因子可能有一定联系，如Skapa等［26］研究发现在肾透明细胞癌中，CAIX的表达与颗粒细胞在组织中所占比例呈反比。

近年来，部分研究也表明，就预测IL-2缓解率而言，Upton提出病理分类标准并非完全适用。如由McDermott等［27］开展的“大剂量IL-2筛选试验”初步结果显示，若按照上述标准，“预后良好、中等、不良”三种病理类型的RCC患者缓解率分别为36%、26%和33%。Shablak等［28］对72例接受IL-2治疗的患者统计发现，按照此标准“预后良好、中等、不良”的RCC患者缓解率分别为60%、44%和36%。这些结果均提示该病理分类标准仍需要进一步修正。

在基因研究方面，Libermann等［29］发现了一组由六个基因组成“IL-2敏感性基因签名”，其能准确“预测”IL-2治疗对患者是否有效，在试验中对14例患者预测的敏感性达到了83%，特异性达到100%。此外，HLA-DQA1基因也被证实高表达于对IL-2敏感的RCC患者的癌组织表面，HLA-DQA1和HLA-DQB1基因表达的缺失均提示对IL-2治疗的敏感性低，同时患者预后也较差［29，30］。

图1 肿瘤病理特征分类与CAIX表达情况联合预测IL-2治疗效果的模式图

在临床上，晚期RCC转移灶自行消失的病例时有报道，RCC组织中也可以见到肿瘤特异性免疫细胞的浸润，这些证据暗示了RCC所具有的独特免疫原性，免疫疗法因此也构成了当今mRCC治疗的基石。其中，IL-2相关免疫疗法虽然毒副作用大，且敏感人群少，但其始终能在小部分患者中产生持续长久的缓解期。一直以来，学者们尝试各类方法来降低IL-2的毒性和提高其疗效，包括改变用药途径、降低IL-2使用剂量、联合其他抗肿瘤药物等，但试验结果参差不齐，大多未达到预期效果。近年来，更多研究开始强调从临床、病理、基因等层面筛选IL-2治疗的敏感患者，这能最大化提升其治疗效率和临床应用。总之，IL-2作为目前唯一有可能治愈mRCC的药物，其临床价值巨大，更多更深入的研究还有待进行，以提高IL-2的临床疗效。

［1］Gaffen S L，Liu KD.Overview of interleukin-2 function，production and clinical applications［J］.Cytokine，2004，28(3):109-123.

［2］Romo de VC，de Vera ME，Liang X，et al.The biology of interleukin-2 efficacy in the treatment of patients with renal cell carcinoma［J］.Med Oncol，2009，26(Suppl 1):3-12.

［3］Fyfe G，Fisher RI，Rosenberg SA，et al.Resultsof treatment of 255 patients with metastatic renal cell carcinoma who received high-dose recombinant interleukin-2 therapy［J］.J Clin Oncol，1995，3(3):688-696.

［4］Gupta K，Miller JD，Li JZ，et al.Epidemiologic and socioeconomic burden of metastatic renal cell carcinoma(mRCC):a literature review［J］.Cancer Treat Rev，2008，34(3):193-205.

［5］Thuret R，Maurin C，Sun M，et al.Treatment of metastatic renal cell carcinoma［J］.Prog Urol，2011，21(4):233-244.

［6］Biswas S，Eisen T.Immunotherapeutic strategies in kidney cancerwhen TKIs are not enough［J］.Nat Rev Clin Oncol，2009，6(8):478-487.

［7］Molina AM，Motzer RJ.Clinical practice guidelines for the treatment of metastatic renal cell carcinoma:today and tomorrow［J］.Oncologist，2011，16(Suppl 2):45-50.

［8］Négrier S，Perol D，Ravaud A，et al.Randomized study of intravenous versus subcutaneous interleukin-2，and IFN alpha in patients with good prognosis metastatic renal cancer［J］.Clin Cancer Res，2008，14(18):5907-5912.

［9］Del MG，Ferroni P，Mariotti S，et al.Interleukin-2 inhalation therapy in renal cell cancer:a case report and review of the literature［J］.In Vivo，2008，22(4):481-488.

［10］Yang JC，Sherry RM，Steinberg SM，et al.Randomized study of highdose and low-dose interleukin-2 in patients with metastatic renal cancer［J］.J Clin Oncol，2003，21(16):3127-3132.

［11］Negrier S，Escudier B，Lasset C，et al.Recombinant human interleukin-2，recombinant human interferon alfa-2 a，or both in metastatic renal-cell carcinoma.Groupe Fran ais d＇Immunothérapie［J］.N Engl J Med，1998，338(18):1272-1278.

［12］McDermott DF，Regan MM，Clark JI，et al.Randomized phase III trial of high-dose interleukin-2 versus subcutaneous interleukin-2 and interferon in patients with metastatic renal cell carcinoma［J］.J Clin Oncol，2005，23(1):133-141.

［13］Mcdermott DF.The application of high-dose interleukin-2 for metastatic renal cell carcinoma［J］.Med Oncol，2009，26(Suppl 1):13-17.

［14］Akaza H，Tsukamoto T，Fujioka T，et al.Combined immunotherapy with low-dose IL-2 plus IFN-alpha for metastatic renal cell carcinoma:survival benefit for selected patients with lung metastasis and serum sodium level［J］.Jpn J Clin Oncol，2011，41(8):1023-1030.

［15］Gore ME，Griffin CL，Hancock B，et al.Interferon alfa-2 a versus combination therapy with interferon alfa-2 a，interleukin-2，and fluorouracil in patients with untreated metastatic renal cell carcinoma(MRC RE04/EORTC GU 30012):an open-label randomized trial［J］.Lancet，2010，20，375(9715):641-648.

［16］Aitchison M，Bray CA.Adjuvant 5-flurouracil，alpha-interferon and interleukin-2 versus observation in patients at high risk of recurrence after nephrectomy for renal cell carcinoma:Results of a Phase III randomized European Organization for Research and Treatment of Cancer(Genito-Urinary Cancers Group)/National Cancer Research Institute trial［J］.Eur J Cancer，2013 Sep 25.［Epub ahead of print］

［17］Garcia JA，Mekhail T，Elson P，et al.Phase I/II trial of subcutaneous interleukin-2，granulocyte-macrophage colony-stimulating factor and interferon-α in patients with metastatic renal cell carcinoma［J］.BJU Int，2012，109(1):63-69.

［18］Inman BA，Harrison MR，George DJ.Novel immunotherapeutic strategies in development for renal cell carcinoma［J］.Eur Urol，2013，63(5):881-889.

［19］Kobayashi H，Tanaka Y，Yagi J，et al.Phase I/II study of adoptive transfer of γδ T cells in combination with zoledronic acid and IL-2 to patients with advanced renal cell carcinoma［J］.Cancer Immunol Immunother，2011，60(8):1075-1084.

［20］Kaufman HL，Taback B，Sherman W，et al.Phase II trial of Modified Vaccinia Ankara(MVA)virus expressing 5T4 and high dose Interleukin-2(IL-2)in patients with metastatic renal cell carcinoma［J］.J Transl Med，2009，7:2.

［21］Schwaab T，Schwarzer A，Wolf B，et al.Clinical and immunologic effects of intranodal autologous tumor lysate-dendritic cell vaccine with Aldesleukin(Interleukin 2)and IFN-{alpha}2 a therapy in metastatic renal cell carcinoma patients［J］.Clin Cancer Res，2009，15(15):4986-4992.

［22］Oudard S，Rixe O，Beuselinck B，et al.A phase II study of the cancer vaccine TG4010 alone and in combination with cytokines in patients with metastatic renal clear-cell carcinoma:clinical and immunological findings［J］.Cancer Immunol Immunother，2011，60(2):261-271.

［23］Procopio G，Verzoni E，Bracarda S，et al.Overall survival for sorafenib plus interleukin-2 compared with sorafenib alone in metastatic renal cell carcinoma(mRCC):final results of the ROSORC trial［J］.Ann Oncol，2013 Sep 24.［Epub ahead of print］.

［24］Upton MP，Parker RA，Youmans A，et al.Histologic predictors of renal cell carcinoma response to interleukin-2-based therapy［J］.J Immunother，2005，28(5):488-495.

［25］Mcdermott DF.Update on the application of interleukin-2 in the treatment of renal cell carcinoma［J］.Clin Cancer Res，2007，13(2 Pt 2):716s-720s.

［26］Skapa P，Hyrsl L，Zavada J，et al.Carbonic anhydrase IX expression in clear cell renal cell carcinomas negatively correlates with the proportion of the granular cell component［J］.J Clin Oncol，2008，26(22):3809-3811.

［27］McDermott DF，Ghebremichael MS，Signoretti S，et al.The high-dose aldesleukin(HD IL-2)“SELECT”trial in patients with metastatic renal cell carcinoma(mRCC)［J］.ASCO Meeting Abstracts，2010，28:4514.

［28］Shablak A，Sikand K，Shanks JH，et al.High-dose interleukin-2 can produce a high rate of response and durable remissions in appropriately selected patients with metastatic renal cancer［J］.J Immunother，2011，34(1):107-112.

［29］Libermann TA，Bhasin M，Joseph MG，et al.Gene expression profiling signatures associated with RCC response to IL-2 therapy［J］.J Immunother，2008，31(9):958.

［30］Mizumori O，Zembutsu H，Kato Y，et al.Identification of a set of genes associated with response to interleukin-2 and interferon-α combination therapy for renal cell carcinoma through genome-wide gene expression profiling［J］.Exp Ther Med，2010，1(6):955-961.