TIL细胞在冷肿瘤中的浸润与活化策略

TIL细胞在冷肿瘤中的浸润与活化策略演讲人CONTENTSTIL细胞在冷肿瘤中的浸润与活化策略冷肿瘤微环境：TIL细胞浸润与活化的“天然屏障”突破浸润壁垒：促进TIL细胞向冷肿瘤“归巢”的策略激活沉默效应：赋予TIL细胞“持续战斗力”的策略联合与个体化：TIL细胞治疗冷肿瘤的未来方向总结与展望目录01TIL细胞在冷肿瘤中的浸润与活化策略TIL细胞在冷肿瘤中的浸润与活化策略作为肿瘤免疫治疗领域的重要分支，肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）疗法凭借其天然肿瘤抗原特异性和多靶点杀伤优势，已在黑色素瘤等“热肿瘤”中取得突破性进展。然而，对于占比超60%的“冷肿瘤”——如胰腺癌、肝癌、前列腺癌等，由于肿瘤微环境（TME）的高度免疫抑制性、TIL细胞浸润匮乏及功能耗竭，TIL疗法的临床应用仍面临严峻挑战。作为一名长期深耕肿瘤免疫治疗的科研工作者，我深刻体会到“冷肿瘤”的“冷”不仅是免疫细胞数量的缺失，更是功能上的“沉默”。如何打破这一沉默，让TIL细胞在冷肿瘤中实现“有效浸润、充分活化、持续杀伤”，已成为当前亟待解决的核心科学命题。本文将从冷肿瘤微环境的特征入手，系统阐述TIL细胞浸润与活化的关键策略，并结合最新研究进展与临床转化实践，探讨其未来发展方向。02冷肿瘤微环境：TIL细胞浸润与活化的“天然屏障”冷肿瘤微环境：TIL细胞浸润与活化的“天然屏障”在探讨TIL细胞在冷肿瘤中的浸润与活化策略前，必须首先理解冷肿瘤微环境的“免疫抑制性本质”。与热肿瘤不同，冷肿瘤的TME呈现显著的“免疫沙漠”特征，其通过多重机制抑制TIL细胞的浸润、存活与功能，构成TIL细胞治疗的“天然屏障”。1免疫细胞浸润的“匮乏性”：TIL细胞的“先天缺失”冷肿瘤最显著的特征是免疫细胞浸润显著减少，尤其是CD8+T细胞的缺失。通过单细胞测序技术分析发现，胰腺导管腺癌（PDAC）、肝细胞癌（HCC）等冷肿瘤的肿瘤组织中，CD8+T细胞占比不足肿瘤细胞的1%，且多分布于肿瘤间质而非肿瘤实质内。这种浸润匮乏的机制复杂多样：一方面，肿瘤细胞通过分泌趋化因子（如CCL2、CXCL12）招募调节性T细胞（Tregs）、髓源性抑制细胞（MDSCs）等免疫抑制细胞，形成“免疫排斥微环境”；另一方面，肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）通过分泌细胞外基质（ECM）蛋白（如胶原、纤维连接蛋白），形成物理屏障，阻碍TIL细胞的迁移与归巢。2免疫抑制网络的“复杂性”：TIL细胞的“功能枷锁”即使少量TIL细胞浸润至冷肿瘤内部，也会面临高度免疫抑制网络的压制。该网络主要包括：-免疫检查点分子的过度表达：程序性死亡受体-1（PD-1）、细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白-4（CTLA-4）等检查点分子在TIL细胞表面高表达，与肿瘤细胞或基质细胞上的配体（如PD-L1、B7）结合后，传递抑制性信号，导致TIL细胞功能耗竭。-免疫抑制细胞的浸润：Tregs通过分泌IL-10、TGF-β抑制CD8+T细胞活化；MDSCs通过精氨酸酶1（ARG1）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）消耗精氨酸、产生一氧化氮（NO），抑制TIL细胞的增殖与细胞毒性。-抑制性细胞因子的作用：肿瘤细胞和基质细胞大量分泌TGF-β、IL-6等细胞因子，诱导TIL细胞向耗竭表型（如表达TIM-3、LAG-3）分化，丧失杀伤功能。3肿瘤代谢微环境的“竞争性”：TIL细胞的“能量危机”冷肿瘤的代谢微环境同样不利于TIL细胞存活。肿瘤细胞通过高表达葡萄糖转运蛋白（GLUT1）、单羧酸转运蛋白（MCT1）等，竞争性摄取葡萄糖、氨基酸（如色氨酸）等营养物质，导致TIL细胞面临“能量饥饿”。此外，肿瘤细胞产生的乳酸可通过酸化TME（pH降至6.5-6.8），抑制TIL细胞的活化与增殖，并诱导其向调节性表型转化。这种“代谢竞争”不仅限制了TIL细胞的能量供应，还破坏了其功能维持所需的代谢平衡。03突破浸润壁垒：促进TIL细胞向冷肿瘤“归巢”的策略突破浸润壁垒：促进TIL细胞向冷肿瘤“归巢”的策略TIL细胞能否有效浸润至肿瘤实质，是其发挥抗肿瘤作用的前提。针对冷肿瘤TME的物理与化学屏障，需通过多维度策略打破浸润壁垒，引导TIL细胞“穿越迷雾，精准归巢”。1解构物理屏障：重塑肿瘤微环境的“土壤”1.1细胞外基质（ECM）的重塑与降解冷肿瘤中CAFs活化导致的ECM过度沉积是阻碍TIL细胞浸润的关键物理屏障。ECM的主要成分包括胶原、纤维连接蛋白、透明质酸等，其通过形成致密的“纤维网络”限制TIL细胞的迁移。针对这一环节，可通过以下策略实现ECM重塑：-靶向透明质酸（HA）的降解：透明质酸是ECM中的重要成分，在胰腺癌、肝癌中高表达。研究发现，重组人透明质酸酶（PEGPH20）可降解HA，降低ECM密度，促进TIL细胞浸润。临床前研究显示，PEGPH20联合TIL治疗可使胰腺癌小鼠模型中TIL细胞浸润量增加3倍，肿瘤体积缩小50%。然而，III期临床试验显示，PEGPH20联合吉西他滨未能改善胰腺癌患者生存期，可能与过度降解HA导致肿瘤转移风险增加有关，提示需精准调控ECM降解程度。1解构物理屏障：重塑肿瘤微环境的“土壤”1.1细胞外基质（ECM）的重塑与降解-靶向胶原交联的抑制：赖氨酰氧化酶（LOX）是胶原交联的关键酶，在冷肿瘤中高表达。小分子LOX抑制剂（如β-氨基丙腈，BAPN）可减少胶原纤维交联，降低ECM硬度。临床前研究证实，BAPN联合TIL治疗可显著提高肝癌小鼠模型中TIL细胞的肿瘤内浸润率（从12%提升至35%）。1解构物理屏障：重塑肿瘤微环境的“土壤”1.2血管系统的正常化与“归航”引导肿瘤血管异常是阻碍TIL细胞归巢的另一重要因素。冷肿瘤血管常表现为结构紊乱、基底膜增厚、通透性降低，导致TIL细胞难以从血管内渗出至肿瘤组织。针对这一问题，可通过以下策略实现血管正常化：-抗血管生成治疗：血管内皮生长因子（VEGF）是肿瘤血管生成的主要驱动因子。抗VEGF抗体（如贝伐珠单抗）可“正常化”肿瘤血管结构，改善血流灌注，促进TIL细胞渗出。临床研究显示，贝伐珠单抗联合TIL治疗可使转移性肾癌患者肿瘤组织中TIL细胞浸润量增加40%，且CD8+T/Treg比值显著升高。-趋化因子介导的归巢引导：TIL细胞的归巢依赖于趋化因子与其受体（如CXCR3、CCR5）的相互作用。冷肿瘤中趋化因子（如CXCL9、CXCL10）的表达不足，导致TIL细胞无法有效定位至肿瘤组织。1解构物理屏障：重塑肿瘤微环境的“土壤”1.2血管系统的正常化与“归航”引导为此，可通过基因工程技术修饰TIL细胞，过表达趋化因子受体（如CXCR2），或通过肿瘤细胞基因修饰（如表达CXCL10）增加趋化因子分泌。例如，研究团队将CXCR2基因导入TIL细胞后，其在胰腺癌模型中的归巢效率提升2.5倍，肿瘤控制率提高60%。2增强TIL细胞的“迁移能力”：赋予“穿越动力”除改善TME外，还可通过增强TIL细胞自身的迁移能力，促进其向肿瘤浸润。TIL细胞的迁移依赖于细胞骨架重组、黏附分子表达及趋化因子信号传导等过程，可通过以下策略进行调控：-基因编辑增强迁移相关分子表达：CRISPR-Cas9技术可敲除TIL细胞中的迁移抑制基因（如SOCS1），或过表达迁移促进基因（如RAC1）。例如，敲除SOCS1可增强JAK-STAT信号通路活性，提高TIL细胞对CXCL9/CXCL10的趋化反应能力，使迁移速度提升1.8倍。-表观遗传调控优化迁移表型：DNA甲基化抑制剂（如5-aza-2'-deoxycytidine）可上调趋化因子受体（如CCR7）的表达，增强TIL细胞向淋巴结和肿瘤组织的迁移能力。临床前研究显示，表观遗传修饰后的TIL细胞在黑色素瘤模型中的浸润深度增加，肿瘤杀伤效果提升。04激活沉默效应：赋予TIL细胞“持续战斗力”的策略激活沉默效应：赋予TIL细胞“持续战斗力”的策略即使TIL细胞成功浸润至冷肿瘤内部，仍需克服免疫抑制网络的压制和代谢微环境的限制，实现充分活化与功能维持。针对这一环节，需通过多靶点策略“解除枷锁，激活沉默”。1共刺激信号的“强心剂”：基因工程改造TIL细胞TIL细胞的活化需要双信号刺激：T细胞受体（TCR）与抗原肽-MHC复合物结合的第一信号，及共刺激分子（如CD28、4-1BB）与配体结合的第二信号。冷肿瘤TME中共刺激分子表达不足，导致TIL细胞处于“无能状态”。为此，可通过基因工程技术为TIL细胞“添加共刺激信号”：-表达嵌合共刺激分子：将CD28或4-1BB的胞内结构域与TCR胞外结构域融合，构建“共刺激信号增强型TIL细胞”。例如，表达4-1BB的TIL细胞在体外培养中增殖能力提升3倍，IFN-γ分泌量增加5倍。临床研究显示，此类改造TIL细胞在黑色素瘤患者中的客观缓解率（ORR）达到45%，显著高于传统TIL疗法的25%。1共刺激信号的“强心剂”：基因工程改造TIL细胞-过表达细胞因子维持存活：IL-2、IL-15、IL-7等细胞因子是TIL细胞存活与增殖的关键因子。通过慢病毒载体修饰TIL细胞，使其持续分泌IL-15，可显著提高其在肿瘤微环境中的存活时间。例如，IL-15修饰的TIL细胞在肝癌模型中存活时间延长至28天（对照组为7天），肿瘤清除率提高70%。2免疫检查点的“刹车解除”：联合阻断策略的优化免疫检查点分子是抑制TIL细胞功能的核心因素，单用免疫检查点抑制剂（ICIs）在冷肿瘤中疗效有限，需与TIL疗法联合使用，实现“1+1>2”的效果。-多靶点检查点阻断：冷肿瘤TME中存在多种检查点分子（如PD-1、TIM-3、LAG-3），单一靶点阻断难以完全逆转TIL细胞耗竭。研究显示，抗PD-1抗体联合抗TIM-3抗体可使肝癌患者TIL细胞中耗竭表型（PD-1+TIM-3+）细胞比例从38%降至12%，IFN-γ分泌量增加3倍。-TIL细胞与ICIs的序贯治疗：先通过TIL细胞疗法增加肿瘤内TIL细胞数量，再序贯ICIs清除抑制性微环境，可提高治疗效果。例如，在胰腺癌治疗中，先输注TIL细胞，3天后给予抗PD-1抗体，可使患者肿瘤组织中CD8+T/Treg比值从0.8提升至2.5，6个月无进展生存率（PFS）提高35%。3细胞因子的“营养补给”：精准调控与长效维持细胞因子在TIL细胞活化中发挥“营养补给”作用，但全身性给药（如高剂量IL-2）会导致严重的毒副作用（如毛细血管渗漏综合征）。为此，需开发局部、长效的细胞因子递送系统：-肿瘤局部缓释系统：将IL-2包裹在pH敏感的纳米颗粒中，通过肿瘤微环境的低pH触发释放，可实现局部高浓度、低全身毒性的递送。研究显示，该系统使肝癌模型中TIL细胞的IL-2暴露量增加10倍，而血清IL-2水平仅升高2倍，显著减轻了毒副作用。-“智能”细胞因子前药：构建可被TIL细胞特异性激活的细胞因子前药，如将IL-2与TIL细胞表面抗原（如NY-ESO-1）的抗体偶联，仅在TIL细胞局部释放活性IL-2，避免全身效应。临床前研究显示，该策略可使TIL细胞在肿瘤内的存活时间延长至21天，肿瘤杀伤效率提升80%。4代谢重编程：打破TIL细胞的“能量危机”冷肿瘤代谢微环境的“竞争性”是限制TIL细胞功能的关键因素，需通过代谢重编程为TIL细胞“补充能量”：-增强葡萄糖代谢：通过基因编辑上调TIL细胞中葡萄糖转运蛋白（GLUT1）和糖酵解关键酶（如HK2、PKM2）的表达，提高其对葡萄糖的摄取和利用效率。例如，过表达PKM2的TIL细胞在低葡萄糖环境中（2.5mM）的增殖能力提升2倍，IFN-γ分泌量增加1.5倍。-调控脂质代谢：冷肿瘤中脂肪酸氧化（FAO）是TIL细胞能量供应的重要途径。通过激活AMPK信号通路，可促进TIL细胞的FAO活性，增强其在脂质丰富微环境中的存活能力。研究显示，AMPK激动剂（如AICAR）可使肝癌模型中TIL细胞的存活率提高60%，肿瘤浸润深度增加。4代谢重编程：打破TIL细胞的“能量危机”-补充关键代谢产物：外源性补充精氨酸（ARG1抑制剂竞争底物）、色氨酸（IDO抑制剂竞争底物）等代谢产物，可逆转TIL细胞的代谢抑制。例如，联合使用ARG1抑制剂和IDO抑制剂可使胰腺癌患者TIL细胞中的精氨酸水平恢复至正常值的80%，IFN-γ分泌量增加4倍。05联合与个体化：TIL细胞治疗冷肿瘤的未来方向联合与个体化：TIL细胞治疗冷肿瘤的未来方向冷肿瘤的免疫抑制性复杂多样，单一策略难以完全克服TIL细胞浸润与活化的障碍。未来，需通过“多靶点联合、个体化精准治疗”策略，实现TIL细胞在冷肿瘤中的“精准归巢、持续活化”。1联合治疗策略的优化-TIL疗法与化疗/放疗的联合：化疗药物（如吉西他滨）和放疗可诱导免疫原性细胞死亡（ICD），释放肿瘤抗原，增强TIL细胞的抗原识别能力。例如，放疗后TIL细胞治疗可使肝癌患者的ORR从20%提升至45%，且PFS延长6个月。12-TIL疗法与肠道菌群的调控：肠道菌群可通过代谢产物（如短链脂肪酸）调节全身免疫反应，影响TIL细胞功能。研究发现，粪菌移植（FMT）联合TIL细胞治疗可使黑色素瘤患者对TIL疗法的响应率从30%提升至55%，可能与肠道菌群诱导的Th1型免疫反应增强有关。3-TIL疗法与溶瘤病毒的联合：溶瘤病毒（如T-VEC）可选择性感染并裂解肿瘤细胞，释放肿瘤抗原和细胞因子，同时抑制CAFs活化，改善TME。研究显示，溶瘤病毒联合TIL细胞治疗可使胰腺癌模型中TIL细胞浸润量增加4倍，肿瘤体积缩小70%。2个体化精准治疗的探索-基于肿瘤新抗原的TIL细胞筛选：通过高通量测序鉴定肿瘤特异性新抗原，筛选识别新抗原的TIL细胞克隆，提高治疗的靶向性。例如，在肺癌患者中，筛选出识别KRASG12D新抗原的TIL