粒细胞巨噬细胞刺激因子(CSF2)是一种细胞因子,又称为GM-CSF,可驱动粒细胞,包括中性粒细胞,单核细胞,巨噬细胞和树突状细胞,响应压力,感染和癌症。通过调节固有免疫细胞的功能,作为激活适应性免疫反应的桥梁,GM-CSF在肿瘤免疫调节中发挥重要作用。
CSF2的表达分布
GM-CSF由淋巴细胞,巨噬细胞,成纤维细胞,内皮细胞,软骨细胞和肿瘤细胞产生,以响应免疫原性刺激。

(数据来源 uniprot)
CSF2的结构和其受体
CSF2是一种分泌型蛋白,分子量为23 kDa,其编码基因位于5q22-31,具有多个α螺旋和β折叠结构。GM-CSF受体由一个α链和一个信号β链亚基组成。β链与IL-3和IL-5受体共享。GM-CSF受体的三维结构是一个六聚体复合物,由两个GM-CSF分子、两个GMRα链和两个βc链组成。这种结构使得GM-CSF能够同时与两个受体亚基结合,形成高亲和力的复合物。

(数据来源 Hercus TR, et al. Blood. 2009)
CSF2的信号通路和调控
在GM-CSF受体α链与GM-CSF结合后,它与β链结合以形成多聚体。受体的聚合导致JAK2的激活,并激活JAK2磷酸化β链上的酪氨酸残基。磷酸化的酪氨酸募集了含有SH2结构域的STAT-5,JAK2激活了STAT-5,从而激活了JAK-STAT途径。此外,JAK2可能引起PI3K的激活,从而启动PI3K-AKT途径。GM-CSF受体的β链上的磷酸化酪氨酸募集适配器蛋白SHC激活RAS并启动MAPK信号传导途径诱导核信号。 JAK2-STAT-5途径主要控制细胞分化和炎症信号传导,而PI3K信号传导促进了细胞的增殖和存活,而MAPK途径参与细胞生长,增殖和分化。

(数据来源 Kumar A, et al. Front Immunol. 2022)
CSF2在癌症中的作用
CSF2在癌症中具有双刃剑的作用,既可以促进肿瘤生长又可以抑制肿瘤生长。
CSF2的抗肿瘤作用
GM-CSF的免疫刺激作用有助于其抗癌功能:例如GM-CSF恢复癌症中嗜中性粒细胞驱动的免疫反应,GM-CSF通过激活单核细胞/巨噬细胞和增强DC分化来促进抗肿瘤免疫反应,促进抗癌T细胞反应。
GM-CSF对肿瘤细胞生长的直接抑制作用:GM-CSF通过在细胞周期的G0/G1阶段诱导停滞并增强其分化来抑制恶性细胞的增殖。GM-CSF通过抑制血管生成同样也会抑制肿瘤的生长。
CSF2的促肿瘤作用
GM-CSF的免疫调节作用有助于其促肿瘤功能,CSF2能够促进免疫抑制细胞(如髓源性抑制细胞,MDSCs)的生成,这些细胞能够通过多种机制抑制抗肿瘤免疫反应。并促进上皮向间充质转化(EMT)、血管生成、免疫检查点分子的表达来促进癌症的发展。

(数据来源 Kumar A, et al. Front Immunol. 2022)
CSF2的靶向治疗
靶向GM-CSF类药物有许多正在研发中,其适应症涵盖了多种癌症,如淋巴瘤、白血病,鼻咽肿瘤等疾病。
Lenzilumab是由Humanigen开发的一款靶向CSF2的单克隆抗体用于治疗非霍奇金淋巴瘤,急性移植物抗宿主病,慢性粒单核细胞白血病。但是2024年9月Humanigen以2000万美元的价格将其生物制药业务出售给Taran Therapeutics,包括lenzilumab、ifabotuzumab和HGEN005。Humanigen公司已被Taran Therapeutics公司收购。ACTRN12621000223831 PREACH-M研究是一项基于慢性粒单核细胞白血病参与者的分子谱,研究Lenzilumab和大剂量抗坏血酸联合阿扎胞苷疗效的2期试验。
Otilimab是一种靶向CSF2的单克隆抗体,2022年10月,由于它用于中度至重度类风湿性关节炎(RA)的III期ContRAst-3研究失败。尽管contrat -1和contrat -2试验达到了主要终点,但已证明的疗效不太可能改变这一难治性患者人群的治疗。有限的疗效并不支持Otilimab作为RA潜在治疗的合适的获益/风险特征。因此,GSK决定不再向监管机构提交申请。

(数据来源 YAbS 数据库)
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