文章來源：沙利文公眾號
根據美國癌症治療數據顯示，美國膽管癌患者的總體5年生存率只有5%~15%，臨床治療手段有限。2019年12月1日，美國患者梅琳達（Melinda Bachini）被診斷為膽管癌，在接受手術、化療後一段時間内癌症進展得到遏制，但最終因化療不耐受停止治療後癌症復發。2012年，Melinda在被診斷為僅剩幾個月生命時加入Steven Rosenberg博士團隊主導的腫瘤浸潤淋巴細胞（Tumor Infiltrating Lymphocytes，TIL）治療臨床試驗中。在接受TIL療法治療後，梅琳達最終獲得臨床治愈，並存活至今。
20世紀50年代TIL療法先驅Steven Rosenberg博士便已經開始探索移植物抗腫瘤反應以及T淋巴細胞（T lymphocyte）在抗腫瘤中的應用，於1982年和來自美國國立衛生研究院（National Institutes of Health，NIH）的同事首次從小鼠模型中分離出TIL細胞，並證明了TIL在小鼠腫瘤模型中顯著的治療效果，又於1988年首次報道了TIL療法在黑色素瘤病人中的臨床試驗。此後經歷數十年，TIL療法的治療效果逐漸得到認可並被認為是治療實體瘤的一種有效手段。
2022年4月，由沙礫生物科技有限公司（下稱「沙礫生物」）自主研發生產的TIL療法治療產品GT101注射液（受理號CXSL2200061）正式獲得國家藥品監督管理局（Nation Medical Products Administration，NMPA）的臨床試驗默示許可，成為中國首個進入臨床的TIL 產品，正式開啓TIL療法中國臨床試驗徵程。
根據免疫編輯理論，在腫瘤發展的過程中，人體内的免疫細胞始終會針對腫瘤細胞發揮殺傷作用，不同的免疫細胞（主要是淋巴細胞）經過運輸抵達腫瘤部位，這些已經浸潤到腫瘤組織並發揮殺傷作用的淋巴細胞即腫瘤浸潤淋巴細胞，包括T細胞、B細胞、NK細胞、巨噬細胞等多種單核和多核免疫細胞，可以對腫瘤起到識别、抵抗、攻擊和殺滅作用。
圖一 免疫編輯理論
TIL療法屬於細胞免疫治療（Cellular Immunotherapy）的一種，細胞免疫治療是一種應用活化增殖或進行基因工程編輯的免疫細胞進行治療的方法，其主要步驟包括從腫瘤患者體内分離出特定的免疫活性細胞（包括T細胞、NK細胞、DC細胞以及巨噬細胞等）、在體外進行基因修飾或擴增、功能鑒定、最後回輸治療等過程。
TIL療法是指從腫瘤組織中分離出腫瘤浸潤淋巴細胞，在體外進行培養並大量擴增後再回輸到人體後進行治療的療法。TIL療法的主要常規步驟包括：
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① 獲取病人腫瘤組織：主要是通過手術或活檢獲取患者的腫瘤組織，腫瘤組織中會包括TIL細胞；
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② 切碎腫瘤組織：通過這一步驟可以讓T淋巴細胞更容易從腫瘤組織中生長擴增；
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③ 添加白細胞介素（Interleukin 2，IL-2）培養：在加入高濃度的IL-2後，一方面為原有的TIL細胞提供存活信號，同時刺激其發生更大規模的擴增；
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④ 進行腫瘤特異性識别檢測：通過對TIL細胞進行腫瘤特異性識别檢測，篩選能夠對腫瘤更具特異性殺傷的TIL制備工藝，以保證治療效果；
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⑤ 擴增後TIL細胞回輸治療：將擴增、篩選後的TIL細胞回輸進患者體内，達到治療目的。
圖二 TIL療法治療步驟
目前細胞治療領域引起廣泛關注、較為主流的療法包括TIL療法、CAR-T（Chimeric Antigen Receptor T cell）療法、TCR-T細胞（T Cell Receptor）療法、CAR-NK細胞（Chimeric Antigen Receptor Natural Killer Cell，CAR-NK）療法等，主要應用於腫瘤治療領域，不同的療法在腫瘤治療中也有著各自的優勢。
圖三 主要細胞免疫治療細胞來源、應用領域以及治療優勢
1、實體瘤細胞療法百舸爭流 TIL療法獲FDA突破性療法認證
實體瘤治療形勢嚴峻，細胞免疫治療紛紛入局
腫瘤已經成為當今世界人類預期壽命增長的最大阻礙因素之一，僅次於心血管疾病。根據世界衛生組織旗下癌症研究機構（International Agency for Research on Cancer，IARC）數據顯示，2020年全球新發癌症病例數近2,000萬，死亡病例數接近1,000萬，不論是新發癌症病例數還是死亡病例數，實體瘤患者的佔比均超過90%。
圖四 2020年全球癌症新發及死亡病例數
最近數十年，腫瘤治療方式飛速發展，治療手段也在不斷增加，現如今已經發展出手術、放化療、靶向藥以及新一代的免疫治療方法。從原理上來說，免疫治療方法和手術、放化療以及靶向藥有著本質的區别：免疫療法是基於人體免疫系統自身的能力，通過解除免疫細胞受到的抑制或增強免疫細胞的數目及腫瘤的識别和殺傷能力，進而推動人體自身的免疫系統攻擊並消滅腫瘤，區别於手術、放化療以及靶向藥直接針對腫瘤發揮作用的機制。時至今日，細胞免疫治療作為免疫治療中的重要一支，正在成為對抗實體瘤的一個重要治療方式。
2017年，全球首款CAR-T細胞治療產品獲得美國食品藥品監督管理局（Food and Drug Administration，FDA）批準上市，開啓了CAR-T細胞療法治療血液瘤徵程，並迅速帶動細胞免疫治療相關臨床試驗開展。最初開展的細胞免疫治療臨床試驗適應症多為血液瘤，近些年來，細胞免疫治療適應症開始逐漸向實體瘤治療方向靠攏。
從2020年開始，腫瘤治療相關領域免疫細胞治療臨床試驗數量逐漸增加，從2020年的233項增加到2022年的314項，增長達到24.7%。血液瘤臨床試驗數量佔比逐漸降低，實體瘤臨床試驗數量佔比不斷提高，從2020年的不到30%，提升至2022年的接近45%，通過細胞免疫療法治療實體瘤正在成為腫瘤治療領域的一個重要發展方向。
與此同時，在針對實體瘤治療的臨床試驗治療中，多種細胞免疫治療數量均在不斷增加，整體細胞免疫治療數量從2020年的66項增加到2022年的140項，增長幅度超過110%。在這一過程中，TIL療法的臨床試驗管線增加比例最為明顯，在整體實體瘤細胞免疫治療的佔比從4.5%增加到17.1%，正在成為探索並治療實體瘤的一個新治療趨勢，TIL療法在實體瘤治療領域的潛力正在吸引更多研究者和企業入局。
圖五 2020年至2022年實體瘤不同細胞免疫治療臨床試驗數量及佔比變化
實體瘤治療區别於血液瘤，需要解決多種難點
細胞免疫治療進軍實體瘤治療是行業趨勢。作為現今對人類威脅最大的幾種疾病之一，實體瘤治療仍舊存在諸多挑戰，細胞免疫治療現需要針對難點突圍，才有望打破現今實體瘤治療困局。
主要難點一：如何打破實體瘤腫瘤微環境
和血液瘤相比，實體瘤治療目前最大的難點之一在於實體瘤會構建適合腫瘤生存而抑制免疫細胞發揮作用的微環境，即腫瘤微環境（Tumor microenvironment, TME）。根據研究顯示，TME表現出低pH、低氧、高滲透性以及免疫抑制等特點，TME中存在的免疫抑制類型細胞（包括調節性T細胞（Treg）、骨髓來源異質性細胞（myeloid derived suppressor cells，MDSC）以及部分巨噬細胞），同時免疫抑制類型細胞也會分泌對應的細胞因子，共同抑制正常免疫細胞發揮作用。如何打破腫瘤免疫微環境，是細胞免疫治療發揮作用的關鍵難點之一。
圖六 腫瘤微環境帶來的挑戰與機遇
主要難點二：如何精準定位並攻擊實體瘤
在針對腫瘤進行治療時，我們需要讓藥物精準靶向腫瘤細胞，同時避免藥物攻擊正常細胞，這就需要找到腫瘤細胞的特異性抗原（Tumor Specific Antigen，TSA）——即只在腫瘤細胞上表達但是在正常細胞上不表達的抗原。隨著細胞測序技術的發展，目前人們已經可以從更多種類的抗原中進行篩選，但是需要精準找到特定腫瘤細胞的TSA仍舊任重而道遠。TIL療法的優勢之一在於其本身就是從腫瘤部位獲取，具備識别多個腫瘤抗原的TCR克隆，因此對於腫瘤細胞有著更強的特異性，也可以更好地解決實體瘤抗原的異質性問題。
主要難點三：如何讓免疫細胞抵達並浸潤實體瘤
細胞免疫治療是通過將免疫細胞回輸到血液中之後隨著血液流動到達對應部位，血液瘤由於多數腫瘤細胞就在血液中，因此可以較為輕易地接觸並發揮作用，但是實體瘤位於身體的具體某個部位，因此回輸的免疫細胞需要經過較長的運輸才能到腫瘤部位，這會降低治療效果；而到達腫瘤部位時，回輸的免疫細胞仍舊需要浸潤到腫瘤組織中，進而才可以發揮治療作用。在這一方面，TIL細胞同樣具有天然的優勢，因為TIL細胞本身來源於腫瘤組織，其天然的趨化因子表達受體譜使得TIL具有更強的趨化性和浸潤能力。
主要難點四：如何應對T細胞耗竭
T細胞是免疫系統中主導細胞免疫反應的細胞，也是免疫細胞抗腫瘤反應中的重要細胞類型。隨著近年來對於免疫細胞抗腫瘤反應研究的深入，當T細胞在腫瘤微環境中長期受到腫瘤抗原刺激或/和處於免疫抑制的情況下，會進入到一種稱為「T細胞耗竭（T Cell Exhaustion）」的狀態，耗竭T細胞會失去應有的效用功能，多種抑制性受體持續性高表達，同時轉錄因子表達以及細胞代謝均會發生改變。通過對T細胞產品培養工藝的不斷優化或者進行基因編輯增強其抗耗竭能力，是應對T細胞耗竭的重要方式之一。
圖七 T細胞耗竭
尋找破局之路，細胞療法制定不同攻克實體瘤策略
臨床上為更好地針對實體瘤治療，包括CAR-T療法、CAR-NK細胞療法、TCR-T細胞療法以及TIL療法均在探索不同的道路、制定不同的應對策略，以提升實體瘤治療效果：
圖八 主要細胞免疫療法實體瘤挑戰以及治療策略
TIL療法獲得FDA突破性療法認證，率先取得突破
和其他療法不同的是，TIL療法在實體瘤治療中有著天然的優勢，具有腫瘤特異性靶點豐富、腫瘤趨向性好、浸潤能力強和副作用小等優點。
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腫瘤特異性靶點豐富——TIL細胞天然浸潤在腫瘤部位，天然具有可識别多種腫瘤特異性抗原的TCR克隆，因此在培養擴增後可以識别和靶向多種腫瘤抗原，進而克服腫瘤異質性問題，實現廣譜殺傷癌細胞作用；
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腫瘤趨向性好、浸潤能力強——TIL細胞之前成功浸潤到腫瘤組織中，具有較外周血T細胞更為相關的趨化因子表達譜，因此在回輸進入人體後會被腫瘤相關趨化因子吸引進而更好地達到並浸潤腫瘤組織；
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安全性高，細胞毒性小——TIL細胞是人體腫瘤組織中已有的免疫細胞，在早期胸腺發育過程中經過了篩選，因此回輸後不會對其他人體自身細胞發揮殺傷作用，安全性高。TIL療法發展至今未觀察到因為TIL細胞回輸引發的任何重大副作用。
因此TIL療法被認為是當前實體瘤領域最具競爭力以及產業化潛力的免疫治療方式之一。
2019年5月，由Iovance Biotherapeutics公司開發的TIL療法LN-145（Lifileucel）率先獲得FDA突破性療法認證，用於治療在接受化療後復發、轉移性或持久性宮頸癌，這為細胞免疫治療進軍實體瘤吹響了衝鋒的號角。
2、TIL療法方興未艾 國内企業積極探索應對治療挑戰
TIL療法發展至今，突破不斷助力攻克實體瘤
自20世紀80年代，Steven Rosenberg博士團隊首次證實TIL療法可以抑制黑色素瘤患者體内腫瘤細胞轉移開始，TIL療法開始迅速發展，尤其是近十幾年，TIL療法在實體瘤治療領域不斷取得突破性進展：
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1988年，Rosenberg / NCI在NEJM首次報道應用TIL治療黑色素瘤病人；
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2011年，Rosenberg / NCI報道黑色素瘤病人獲得56% ORR, 24% CR；
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2012年，Melinda Bachini成為首位接受TIL療法治療後完全緩解的膽管癌患者，並存活至今；
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2016年，Steven Rosenberg博士團隊首次從肺轉移腫瘤患者中分離出靶向新抗原的TIL細胞，患者在接受TIL細胞治療後腫瘤消退；
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2019年，美國FDA授予TIL療法LN-145突破性療法認證，這是免疫細胞治療實體瘤領域首次獲得這一認證；
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2023年5月，美國FDA受理TIL細胞療法LN-145生物制品許可申請，並授予其優先評審許可。
圖九 TIL細胞及TIL療法發展重要事件
根據預測，2023年全球有望迎來首款個性化、一次性給藥治療實體瘤的TIL細胞療法上市，這將極大地推動TIL療法以及細胞免疫治療領域的發展。
尋求突破，解決TIL研發、產業化挑戰成企業突圍重點
TIL療法是根據患者自身細胞來源進行的一種高度定制化的精準細胞療法，在實體瘤治療效果上獲得了廣泛的認可。全球範圍内TIL療法仍舊在研發以及探索產業化的道路，對於中國企業而言，在TIL療法賽道上，如何更好地應對研發和產業化道路上的問題，將成為企業能否突圍的關鍵所在。
主要挑戰一：如何制備更有效力的TIL細胞
T細胞是TIL細胞中最主要的一類發揮作用的細胞，一方面T細胞可以用於結合腫瘤細胞的TCR的多樣性十分重要，只有有效識别腫瘤細胞，才能更好地發揮作用；另一方面實體瘤中T細胞也會面臨T細胞耗竭的困局，如何讓T細胞恢復功能也是關鍵所在。
針對這一挑戰，沙礫生物構建了3大具體技術平台：通過豐富的腫瘤和外周血樣本資源搭建腫瘤特異性TCR追蹤平台，以實現高通量腫瘤抗原特異性TCR發現並指導TIL培養工藝優化；基於TIL細胞特性進行全基因組靶點篩選，並通過體内體外多輪功能驗證發現可全面提升TIL細胞的存活率和效力的靶點；通過搭建的基因敲除系統，實現高效精準的TIL細胞編輯，進一步提升TIL療法的治療效果。這三個用於篩選和制造更高效力TIL細胞的平台被命名為TST hunter®高通量TCR發現平台、ImmuTFinder®T細胞靶點高通量篩選平台以及KOReTIL®高效TIL基因敲除體系平台。
主要挑戰二：實現TIL細胞的高效快速擴增及制備
TIL療法用於臨床治療研究，滿足治療的高效快速擴增是關鍵需求之一。接受治療的患者往往疾病進展迅速，需要在較短時間内接受治療，這就要求在一定時間内將獲取的TIL細胞擴增到治療用量。
目前TIL療法從獲取到制備的普遍時間在1個月左右，Iovance公司的生產技術可以將TIL細胞的制備時間縮短到22天。在這一方面，沙礫生物也實現了突破，其搭建的幹性平台StemTexp®同樣實現了TIL細胞的快速擴增，基於其自主IP的生產工藝，可以在22天左右將獲取的TIL細胞數量擴增到臨床治療劑量；並具有更佳的記憶細胞表型，意味著在體内良好的存續和療效。目前沙礫生物已經在15個適應症中完成了相關工藝驗證，制備成功率超過90%。
主要挑戰三：降低TIL細胞療法的制備成本
細胞療法的治療定價普遍昂貴，以上市的CAR-T細胞療法為例，其在國外的定價均超過200萬人民幣，國内已經上市的CAR-T細胞療法定價也均超過100萬人民幣。降低患者的治療成本，則需要對TIL療法的整體制備過程進行優化，降低制備流程中的技術成本。
沙礫生物在TIL療法制備以及產業化方面也進行了進一步探索。在TIL療法制備方面，沙礫生物產業化方面進行積極探索，同醫院、研究機構達成深度合作，已完整打通產業鏈條，進一步降低TIL療法的制備時間以及治療成本。
同時在下一代TIL療法的制備上， 沙礫生物已打造了高效編輯T細胞平台StaViral®，是為TIL療法量身定制的逆轉錄病毒系統，通過獨有的優化方案可以提高轉導效率並降低治療成本，並經過CAR-T產品的注冊臨床試驗驗證。其可以在TIL制備中實現穩定高效轉導，相較於傳統的質粒轉染方法可降低90%成本。
政策加持、借力資本，推動TIL療法產品上市
國内細胞治療領域政策密集出台，推動行業發展
2016年「魏則西事件」的發生為細胞療法行業發展敲響了一記警鍾，國家在此之後密集出台細胞治療相關政策。伴隨著2017年全球首款CAR-T細胞療法的上市，中國細胞治療領域也於2017年底迎來了重磅政策《細胞治療產品研究與評價技術指導原則（試行）》，在這項文件中以規範和指導按照藥品研發及注冊的細胞治療產品的研究與評價工作，為細胞療法上市指明了方向。此後伴隨著細胞治療領域眾多政策的出爐，推動了中國細胞療法的進展，TIL療法類型的創新性療法在政策引領下快速發展。
圖十 2017年至2023年7月中國細胞免疫治療領域政策盤點
資本助力，融資火熱，TIL療法賽道投資高漲
近些年來，全球範圍内TIL療法賽道投資十分火熱，多家公司獲得超億元投資。在國内，自2017年以來，TIL療法賽道融資超過30起，並且大多數融資發生在2020年後，隨著TIL療法進入到臨床並且臨床數據得到不斷披露，效果也進一步得到驗證，也極大地鼓舞了市場以及投資者的信心。
圖十一 中國TIL療法行業公司投融資情況
根據數據顯示，目前國内已經獲得融資並且金額超過億元的公司包括沙礫生物、君賽生物、卡替醫療、森朗生物、天科雅、西比曼以及原啓生物等，其中沙礫生物不僅是國内第一家TIL細胞治療產品進入臨床的公司，後續也有更多新型TIL管線進入到臨床。國内TIL療法臨床試驗探索方向並不相同，目標適應症包括黑色素瘤、宮頸癌、肺癌、消化道腫瘤、婦科腫瘤等，多樣且豐富的適應症研發策略將為國内企業產品上市提供廣闊路徑。
圖十二 中國TIL療法公司獲批產品情況
展望未來，下一代TIL療法為實體瘤帶來更多治療希望
現在的TIL療法已經在實體瘤臨床試驗中已經展現出了強大的治療潛力，不過其治療反應率仍舊有進一步提升的空間，這也是下一代TIL療法聚焦的核心點，針對現存TIL療法的存在的一些挑戰，下一代TIL療法主要從提高腫瘤反應性、重塑免疫微環境以及改善TIL細胞功能等重點方面進行發力。
提高腫瘤反應性，尋找TIL細胞新特異性抗原
TSA可以幫助我們較好定位腫瘤細胞，為了能夠增加抗腫瘤反應的TIL細胞數量，我們需要更好地了解哪些抗原可能觸發腫瘤反應。和TSA對應的為腫瘤相關抗原（tumor-associated antigen, TAA），即這些抗原並非完全由腫瘤細胞特有，同時正常細胞也會有微量表達，但是在腫瘤細胞增殖時會高表達。現有的技術可以腫瘤測序結果進行深入分析，進而篩選出腫瘤在突變過程中出現的腫瘤特異性新抗原，新抗原的篩選和選擇有望進一步富集特異性TIL、增加TIL療法的腫瘤反應潛力。
針對這一發展趨勢，沙礫生物打造的TST hunter®高通量TCR發現平台可以為開發更具腫瘤特異性的TIL療法開發提供助力：通過豐富的腫瘤和外周血樣本資源搭建腫瘤特異性TCR追蹤及新抗原發現平台，以實現高通量腫瘤抗原特異性TCR及免疫原性新抗原發現。這一技術平台有望指導和優化可以更好富集腫瘤特異性TIL的工藝，提升TIL的臨床療效，並為後續TIL產品的臨床相關性研究奠定堅實的理論和數據支持。
重塑免疫微環境，讓TIL細胞更好治療效果
下一代TIL療法改善治療效果的重要途徑之一就是重塑腫瘤部位免疫微環境，目前主要的方式包括工程化TIL細胞、TIL聯合療法等。
通過對TIL細胞進行工程化改造和修飾使其分泌免疫刺激性細胞因子，可以促使免疫細胞發揮更好的治療作用。目前已經進行的臨床試驗顯示通過工程化T細胞使其產生白介素-12（IL-12）可以介導更強的抗腫瘤反應。
另一種重塑免疫微環境的方式則是直接改變腫瘤微環境本身，通過將TIL療法和其他療法聯合，比如將TIL療法和溶瘤病毒聯合，溶瘤病毒本身會對腫瘤細胞產生殺傷作用進而吸引更多的免疫細胞進入到腫瘤微環境中，TIL療法與其聯合將可以發揮出更好的治療作用。在一項小鼠模型驗證中，可以導致小鼠腫瘤完全消退。
除了上面的這些方法外，還可以通過使用趨化因子招募更多的TIL細胞進入到腫瘤部位，這些方法本身都在於重塑腫瘤部位的免疫微環境，進而讓TIL療法發揮出更好的治療作用。
改善TIL細胞，讓TIL細胞變得更強、更有活性
工程化TIL細胞是改善TIL細胞的主要方式，開發應用於臨床的TIL療法主要聚焦於通過基因編輯等工程化技術讓TIL細胞一方面可以消除免疫抑制，另一方面改善T細胞的適應性，使其變得更強大、更有活力。
通過工程化技術對TIL細胞進行修飾，可以使其免受免疫抑制機制影響，目前常用的方式是通過敲除免疫抑制相關基因來達到這一目的，在乳腺癌患者臨床試驗中證實敲除TIL細胞上的腫瘤生長因子-β（TGF-β）受體基因會讓TIL獲得更明確的細胞毒性，同時未改變TIL細胞的擴增特性，同時未出現顯著的脫靶效應。除此之外，T細胞耗竭也和多種基因有關，通過敲除會導致和T細胞耗竭相關的基因，可以顯著提升T細胞的殺傷能力以及體内存活時間。
在改善TIL細胞功能這一路徑上，篩選並找到TIL細胞相關的免疫抑制靶點並進行有效敲除至關重要，多家公司也對此進行了探索。為了尋找改善T細胞功能的關鍵功能性靶點，沙礫搭建了T細胞靶點高通量篩選平台ImmuT Finder®對T細胞進行全基因組篩選，且建立多個體内以及體外腫瘤模型模擬復雜腫瘤微環境對TIL細胞形成的各類挑戰，並對篩選出的靶點進行充分驗證，以發現可以提高T細胞產品存續和殺傷功能的關鍵靶點，開發具有自主知識產權的first-in-clas的新型T細胞產品，為實體瘤治療提供新的突破性細胞療法。
為了實現TIL中相應靶點的高效穩定基因編輯，沙礫生物構建了病毒穩轉株平台StaViral®以及TIL基因敲除體系平台KOReTIL®——StaViral®平台通過經注冊臨床驗證的病毒工藝平台，並獲得中國藥監局的充分認可，可以有效地將表達的基因轉導TIL細胞中，高效穩定同時較傳統轉染方法有效降低成本；KOReTIL®平台支持短時間内快速進行多個靶點的平行敲除和功能驗證，可以精準高效地對TIL相關免疫抑制基因進行敲除。高效的基因編輯平台及穩定的TIL培養工藝，為沙礫更多下一代新型TIL管線的開發奠定了堅實的技術基礎。
近年來，細胞與基因治療（ Cell and Gene Therapy，CGT）市場規模持續增加，根據沙利文關於全球CGT治療市場規模分析及預測，預計2023年全球CGT市場規模將達到88億美元，2025年全球CGT市場規模將超過220億美元。
圖十三 全球CGT市場規模數據
作為細胞療法中對抗實體瘤的重要一支療法，TIL療法市場也在逐年擴大。近年來中國TIL療法已經進入快車道，相信在TIL療法商業化和產業化的道路上，中國TIL療法公司也將探索並開辟出屬於自己的道路。