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TIL疗法的最新临床研究和技术发展

2024-09-23

文章来源于:SinoTalk为承诺发声,作者: 王哲新


TIL疗法最初由Rosenberg团队在1986年开始研发。该疗法的前提是从患者的肿瘤中提取被称为TILs的免疫细胞,在实验室中培养和扩增这些细胞,然后将它们重新引入患者体内以靶向并摧毁癌细胞。TIL疗法通过识别癌症新抗原,激活T细胞免疫反应来根除肿瘤细胞(这被称为“细胞毒性”)。这种精准医疗方法提高了反应率和缓解的机会,这在肿瘤学领域无疑是一场革命。

在过去的几十年里,大量的研究工作一直致力于扩大肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)和T细胞的技术发展,以及临床程序的制定。TIL疗法已经发展到了获得批准上市的阶段——Iovance公司的lifileucel已经获得FDA的批准上市。还有一些关键领域需要进一步发展,包括对其效力的评估,增强对“热”和“冷”癌症的临床疗效,优化制造过程,降低总体生产成本,以及提高这种方式的可及性。

为了成功地将TIL疗法纳入临床实践,有必要扩大其在严重未满足医疗需求的实体肿瘤类型中的治疗应用,建立最佳的治疗程序临床方案,简化生产流程,并进行相关的临床试验。此外,下一代TIL疗法的持续研究已经在进行中,实际世界数据的积累将有助于促进和证实这一领域的进一步发展。

TIL在实体癌治疗中相对于CAR-T和TCR-T的优势

过继细胞疗法(ACT)代表了癌症治疗的一个动态前沿,利用免疫系统的潜力来靶向和杀死肿瘤细胞。这种方法包括多种策略,包括肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)、表达新型T细胞受体(TCR)的基因修饰T细胞和嵌合抗原受体(CAR)。这些疗法在各种肿瘤类型中显示出相当大的前景,并且在世界范围内进行了多项临床试验以进一步优化这种治疗方式。

CAR-T疗法在治疗血液系统恶性肿瘤,如b细胞急性淋巴细胞白血病(ALL)、某些类型的非霍奇金淋巴瘤和白血病方面显示出显著的疗效和成功。多种CAR-T产品已获得监管部门批准,并在临床应用中取得巨大成功。然而,CAR-T疗法有几个相当大的局限性:(1)它伴有严重的副作用,如细胞因子释放综合征(CRS)、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和神经毒性;(2) CAR-T疗法对血癌疗效显著,然而其治疗实体瘤的有效性仍然很差。

TCR-T疗法在靶向多种实体瘤方面显示出潜力。它可以针对特定的肿瘤抗原进行定制,包括来自MHC分子呈递的细胞内蛋白的抗原,使其更适合靶向实体瘤。事实上,它已经显示出治疗实体瘤而不是血癌的临床疗效,正如许多关于TCR-T疗法的研究和评论文章所讨论的那样。FDA已批准来自Adaptimmune 公司的TCR-T细胞疗法的产品上市。TCR-T疗法的局限性包括:(1)当前领域缺乏非常特异性的抗原靶标,(2)当诱导脱靶毒性(即TCR识别正常组织中表达的抗原)时,除了CRS和神经毒性外,还有潜在的致命副作用,(3)HLA限制——需要匹配HLA类型才能使α-βTCR发挥作用,(4)制造过程可能很复杂。

TIL疗法可以用于治疗多种癌症类型。它依赖于从患者的肿瘤中提取免疫细胞。TILs浸润到肿瘤部位,因此,这些细胞已经将肿瘤识别为外来抗原。通过分离和扩增,这些TIL可用于精确靶向和攻击癌细胞。TIL是从患者自身的肿瘤中提取的。因此,它是针对每位患者量身定制的。这最大限度地降低了通常与同种异体治疗相关的排斥反应或移植物抗宿主病(GVHD)的风险。

TIL疗法虽然通常耐受性良好且平安无事,但确实存在相关风险和潜在副作用。输注后可立即导致一过性呼吸困难、寒战和发热。这些不良事件(adverseevents,AEs)通常与血清循环细胞因子水平升高无关,不应与细胞因子释放综合征混为一谈,后者常见于其他细胞疗法,如嵌合抗原受体(chimericantigenreceptor,CAR)T细胞疗法。TIL疗法针对多种实体瘤进行了研究,包括黑色素瘤、宫颈癌、肺癌、乳腺癌以及最近的胃肠癌。这使其成为一系列癌症类型的潜在有价值的治疗选择。

TIL疗法的局限性包括:(1)目前TIL疗法的制造过程是劳动密集型、耗时且昂贵的,以及(2)难以获得肿瘤组织,尤其是在晚期癌症患者中。

综上所述,CAR-T细胞疗法最适合血液系统恶性肿瘤,TCR-T细胞疗法对实体瘤显示出前景,而TIL疗法目前对黑色素瘤和潜在的其他实体瘤最有效。作为新兴的基于T细胞的方式,所有这些都提供了有前途的癌症治疗方法,每种方法都有自己的优点和缺点。应根据癌症类型、患者的医疗状况和医疗机构的治疗可用性等因素仔细选择特定的免疫治疗方法。了解每种疗法的独特优势和局限性可以指导它们在临床实践中的应用,以最大限度地提高患者的预后。

TIL疗法的最新临床进展

近年来,随着TIL疗法发展到一定的成熟水平,许多临床试验正在进行中。由学术团体或生物技术公司领导的近50项试验正在进行中,针对免疫学上“热”实体瘤和最近的“冷”实体瘤,详情请见下附表。



TIL疗法的技术发展

下图1展示了下一代肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)制备的流程概览。首先,从新鲜切除的肿瘤组织中分离出TIL,然后在体外进行培养。在A部分,基于表达标记(如CD39+/CD103+、PD-1、CD39-/CD69-和4-1BB)选择对肿瘤有反应的T细胞。在B部分,将肿瘤组织在4-1BB和OX40等抗体的存在下进行培养,以诱导高效能的TIL。在C部分,对TIL进行遗传修饰,以增强其功能,这可能包括通过转导技术引入新的基因或改变现有基因的表达,从而提高TIL对肿瘤细胞的识别和杀伤能力。这一流程旨在优化TIL疗法,使其更加精准和有效。


Tumor-reactive TIL selection:在快速扩增程序(REP)之前,基于干扰素-γ(IFN-γ)对肿瘤反应性TIL进行预选。在Rosenberg等人的研究中,通过与自体肿瘤细胞或癌细胞系共培养,筛选出表达IFN-γ的TIL,用于ACT治疗,显示了在转移性黑色素瘤患者中49%的客观反应率。

Young TILs:这种方法通过酶消化肿瘤来分离 TILs,减少初始扩增期,直接从肿瘤中分离TIL并进行扩增,而不是等待它们从肿瘤碎片中迁移出来。这些“Young TILs”显示出较长的端粒和更高水平的CD27和CD28表达,与从碎片扩增的TIL相比,它们在转移性黑色素瘤患者中显示出更好的临床反应。在一项研究中,20名转移性黑色素瘤患者中有10名(50%)实现了客观临床反应,即2例完全缓解和8例部分缓解(无进展生存期为3至18个月)。

Neoantigenreactive TILs:过去几十年的技术进步使新抗原反应性和高效TIL的发展成为可能,它被认为是“下一代TIL疗法”。通过将10种转移性人类肿瘤(包括乳腺癌、黑色素瘤和结肠癌)的55种新抗原特异性TCR克隆型(NeoTCR)映射到它们的单细胞转录组,Lowery等人确定了CD8+和CD4+新抗原反应性TIL的特征。新抗原特异性TIL表现出肿瘤特异性克隆扩增。Achilles Therapeutics开发了VELOSTM制造工艺,通过将TIL与对应于患者已鉴定新抗原的自体树突状细胞负载肽共培养,选择性地扩增克隆新抗原特异性TIL(cNeT)。通过单细胞测序技术,能够识别出特异性针对肿瘤新抗原的TIL,并在临床研究中去验证这些新抗原特异性T细胞在TIL中的持久性。

Phenotypicmarkers:近年来的各种技术发展使研究人员能够根据表型标志物识别和分选肿瘤反应性TIL,例如程序性细胞死亡1(PD-1)、CD39-/CD69-和CD39+/CD103+。这些富集策略将提高临床疗效,需要进一步开发临床生产和临床研究。

Highpotency TIL induction: TIL 的有效扩增对于生产和成功的临床效果至关重要。研究表明,通过添加激动剂抗体(如4-1BB抗体)可以改善TIL的扩增,并在体外和体内增强其对肿瘤的反应性。

Engineering TIL:使用基因工程技术对TIL进行工程化改造,包括增强抗肿瘤活性、提高体外扩增效率、减少TIL的抑制和耗竭,以及降低IL-2毒性等。可以使用包括CRISPR基因编辑和转导TIL使用慢病毒平台等技术。

下图2展示了下一代TIL(肿瘤浸润性淋巴细胞)治疗策略的两个关键机制。A部分描述了通过CRISPR/Cas9技术敲除TGFBR2基因,这种敲除可以使T细胞对TGF-β(转化生长因子-β)介导的免疫抑制产生抗性,从而增强T细胞的效应功能、抗肿瘤活性、增殖和持久性,同时减少调节性T细胞(Treg)的形成。B部分介绍了IL-15/IL-15Rα复合物,称为IL-15超激动剂(sIL-15),它显著增强了IL-15的生物活性。通过将sIL-15与αPD-1抗体的Fc结构域结合,可以隐藏sIL-15与IL-15Rβ的结合,同时将sIL-15直接锚定在PD-1+CD8+ T细胞上,并激活这些细胞。这种策略旨在降低毒性,同时保持治疗效果,通过局部增强T细胞的活性来对抗肿瘤,而不是通过系统性地增加IL-15水平,这样可以减少可能的副作用。


毫无疑问,TIL疗法和任何突破性的医学进步一样,都面临着挑战。治疗过程的复杂性、人体免疫系统、涉及的大量费用以及潜在的不良反应需要不断的审查和改进。然而,医学界对克服这些障碍的承诺令人鼓舞,使人们相信TIL治疗将继续发展成为现代癌症治疗的基石。

总之,TIL疗法是通往更有效、更个性化、更富有同情心的癌症治疗之路。最近对TIL治疗的研究带来了有希望的进展,解决了该领域的关键挑战。通过加强TIL的选择,克服抑制性TME,以及基因工程的策略应用,研究人员正在显著提高TIL治疗的疗效和持久性。虽然TIL治疗在临床应用的道路上仍然面临障碍,但该领域的快速进展为癌症免疫治疗的未来带来了巨大的希望。科学家、临床医生和生物技术公司之间持续的研究努力和合作对于改进TIL治疗并加速其转化为临床实践是绝对必要的,最终使全世界的癌症患者受益。

TIL疗法最强辅助IL-2作用

在 TIL 疗法中,IL - 2(白细胞介素 - 2)发挥着至关重要的作用,主要包括以下几个方面:

促进 TIL 细胞增殖:IL - 2 可以与 TIL 细胞表面的受体结合,向细胞内传递增殖信号,刺激 TIL 细胞分裂和复制,从而使 TIL 细胞的数量快速增加。在 TIL 疗法中,从肿瘤组织中提取的 TIL 细胞数量往往有限,通过 IL - 2 介导的增殖作用,可以获得足够数量的具有肿瘤杀伤活性的细胞,用于回输治疗。

增强 TIL 细胞的活性和杀伤能力:IL - 2 能够激活 TIL 细胞内的一系列信号通路,促进细胞合成和分泌细胞毒性分子,如穿孔素、颗粒酶等,这些分子可以直接作用于肿瘤细胞,导致肿瘤细胞的凋亡和死亡。同时,IL - 2 还可以增强 TIL 细胞表面受体的表达,提高 TIL 细胞对肿瘤抗原的识别和结合能力,增强其对肿瘤细胞的特异性杀伤作用。

维持 TIL 细胞的存活:在体外培养和扩增过程中,TIL 细胞会面临营养缺乏、氧化应激等不利因素的影响,容易发生凋亡和死亡。IL - 2 可以通过抑制细胞凋亡信号通路,促进抗凋亡蛋白的表达,从而延长 TIL 细胞的存活时间,提高细胞培养的成功率和质量。

总之,IL - 2 在 TIL 疗法中对于 TIL 细胞的增殖、活化和存活都起着关键的支持作用,是该疗法成功实施的重要因素之一。

IL-2在TIL疗法中的局限

尽管IL - 2在TIL疗法中发挥了重要作用,但也存在一些缺点:

系统毒性:在使用IL - 2来促进TIL细胞增殖和活化的过程中,由于IL - 2的全身性作用,可能会引起一系列全身毒性反应。例如,可导致血管渗漏综合征,表现为低血压、水肿、浆膜腔积液等症状。此外,还可能引发发热、寒战、疲劳、恶心、呕吐、腹泻等全身性症状,严重情况下可能会影响患者的生活质量,甚至危及生命。比如有些患者在接受高剂量IL - 2治疗后,出现了严重的低血压和全身性水肿,需要住院进行支持治疗。

免疫调节失衡:IL - 2不仅可以激活TIL细胞,还可能对其他免疫细胞产生影响,造成免疫调节失衡。例如,它可能促进调节性T细胞(Treg细胞)的增殖和活化,而Treg细胞会抑制免疫反应,从而在一定程度上削弱TIL细胞的抗肿瘤效果。在某些实验中发现,高剂量的IL - 2虽然增加了TIL细胞的数量,但同时也使Treg细胞增多,导致肿瘤的抑制效果没有达到预期。

剂量控制困难:要达到理想的TIL细胞增殖和活化效果,IL - 2的剂量需要精准控制。剂量过低可能无法有效刺激TIL细胞增殖和活化;剂量过高则可能引发严重的毒副作用。但由于个体差异和肿瘤微环境的复杂性,确定合适的IL - 2剂量具有一定的挑战性。比如在临床实践中,不同患者对于相同剂量的IL - 2反应差异很大,有些患者需要反复调整剂量才能达到理想效果。

逐典高活性偏向性IL-2

逐典生物研发团队具有十多年跨国公司工作经验,在蛋白分子结构设计方面具有极其丰富的经验,曾将多个蛋白新分子药物推至临床阶段。逐典生物研发团队凭借专有的蛋白设计平台,开发出具有偏向性的IL-2,通过改变与α、β和γ三种不同受体的亲和力实现优先高效激活CD8+T细胞或者高效优先激活Treg细胞。不论通过展示在免疫细胞表面,抑或是从人体分离相关免疫细胞中使用,偏向型IL-2的使用会更有效地满足细胞药物研发需求

下面以逐典生物IL-2 AID为例,展示其优先激活Treg细胞的相关数据(其他更多偏向性细胞因子信息,欢迎联系技术热线15951985773)

图1. IL-2 AID分子更易使稳定表达有αβγ受体的细胞增殖

图2. 体外刺激人PBMC结果显示,IL-2 AID分子可以优先刺激Treg增殖,与IL-2 WT相比,CD8+ T和Treg ED50差值明显增大

【关于逐典】

上海逐典生物科技有限公司,坐落于中国(上海)自由贸易试验区,获得ISO9001质量体系认证,是一家从事重组蛋白研发和销售的高新科技企业。

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公司自成立以来成功开发百余种高活性细胞因子及多种高活性蛋白酶,覆盖细胞培养、病毒纯化以及质量分析等生物工艺各个环节。可广泛应用于科研、医药生产及IVD(体外诊断试剂)等领域,满足各类用户所需。