清华大学/美国得州大学/中科院揭示靶向肿瘤的有效新辅助免疫治疗方法

近日，清华大学/美国得州大学/中科院研究人员在国际知名期刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》上发表了题为“Targeting tumor microenvironment with antibody-guided IL-2 pro-cytokine promotes and rejuvenates dysfunctional CD8+ T cells”的研究论文，该研究揭示经研究人员设计的下一代CLDN-ProIL2融合蛋白靶向肿瘤微环境内的CTL，可以同时增加外周Treg细胞以降低毒性，显示出有效和安全的特性，具有临床转化潜能。

https://www.nature.com/articles/s41392-023-01463-y

研究背景

 01 

CLDN18.2 (CLDN)是紧密连接蛋白家族的一员，严格限制在胃粘膜分化上皮细胞上表达，在许多癌症，特别是消化系统恶性肿瘤中均发现异常过表达。这些特点使CLDN成为一个潜在的治疗靶点。然而，在临床试验中，针对CLDN的单克隆抗体诱导的抗肿瘤免疫反应有限，可能需要融合强免疫调节剂来增强其疗效。高剂量IL-2可激活肿瘤浸润淋巴细胞(til)，但其毒性大，肿瘤靶向性差，限制了其应用。

研究过程

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研究人员首次发现肿瘤微环境(tumor microenvironment, TME)中CD8+ T细胞的丰度和IL-2的表达水平与几种人类癌症中更好的生存率相关，这表明内源性IL-2可能参与了CD8+ T细胞的浸润和抗肿瘤作用。事实上，当IL-2信号被抗IL - 2r β阻断时，T细胞总数、CD8+ T细胞的绝对数量和百分比显著降低。同时，治疗组肿瘤生长更快，提示充足的IL-2信号对于TILs介导的抗肿瘤免疫应答很重要。我们提出用抗CLDN抗体靶向肿瘤激活的IL-2可能导致更有效的TILs，并且毒性降低。

研究人员在体外评估了CLDN-ProIL2的特性，发现CLDN-ProIL2可以特异性结合MC38-CLDN肿瘤细胞，与CLDN-Fc具有相似的亲和力。

为了探究是否CLDN靶向是Pro-IL2在体内有效发挥作用的必要条件，研究人员比较了不同结构的抗肿瘤效果。在MC38-CLDN肿瘤模型中，Pro-IL2无抗肿瘤活性，而CLDN-ProIL2和CLDN-IL2具有较好的抗肿瘤活性。结果强烈表明，CLDN-ProIL2设计可以很好地封闭IL-2诱导的毒性。

CLDN-ProIL2靶向TME内的CTL，同时增加外周Treg细胞，降低毒性和增强抗肿瘤疗效

接下来，研究人员使用双侧肿瘤模型测量了CLDN-ProIL2的肿瘤靶向能力，并证实CLDN-ProIL2可以在CLDN阳性肿瘤中大量积聚以传递Pro-IL2。令人鼓舞的是，在免疫原性较差的B16-CLDN肿瘤和MDA-MB231-CLDN肿瘤的人源化小鼠中，CLDN-ProIL2比Pro-IL2能诱导更好的肿瘤控制。总之，这些结果表明，通过抗CLDN靶向肿瘤Pro-IL2是一种重要的递送策略。

研究人员发现CLDN-ProIL2治疗后肿瘤组织中CD8+ T细胞总数增加。然后，评估了先天免疫和适应性免疫对治疗效果的贡献。实验表明抗肿瘤免疫反应需要T细胞而不是NK细胞。Treg细胞限制免疫应答。CLDN-ProIL2降低了肿瘤中Treg细胞的频率，但出人意料地增加了脾脏中Treg细胞的频率。这种增加可能有助于将全身毒性降至最低。有趣的是，CD4+ T细胞中CTLA4和LAG3的频率降低。此外，CLDN-ProIL2处理后，PD1+TIM3+CD8+ T细胞中CD39+细胞的频率也降低，提示CLDN-ProIL2可下调TME中共抑制分子的表达。

肿瘤特异性T细胞是记忆T细胞形成和建立对抗复发的系统性保护性免疫所必需的。研究人员观察到在CLDN-ProIL2治疗后，肿瘤特异性CD8+ T细胞在引流淋巴结(dln)中显著增加。此外，PD1+TIM3+ CD8+ T细胞的百分比增加，而PD1+TIM3+ CD8+ T细胞的百分比减少，表明CLDN-ProIL2重塑了T细胞在TME中的分布，从而引发抗肿瘤免疫反应。这些结果表明CLDN-ProIL2处理的小鼠有效地产生了保护性免疫记忆。

此外，CLDN-ProIL2治疗后，肿瘤组织内增殖CD8+ T细胞、干细胞样TCF1+TIM3 - CD8+ T细胞和产生IFN-g的CD8+ T细胞的频率也增加，表明CLDN-ProIL2重塑并重新激活了肿瘤内的TILs。数据表明CLDN-ProIL2可以在没有新进入T细胞的情况下控制肿瘤，并且表明治疗确实可以增加肿瘤内PD-1+TIM3-CD8+ TILs的功能。

接下来，研究人员探讨了CLDN-ProIL2在双侧肿瘤模型中局部治疗后是否能产生全身抗肿瘤作用。在治疗和未治疗的肿瘤中均观察到显著的抗肿瘤作用。更重要的是，所有CLDN-ProIL2治愈的小鼠都可以排斥MC38-CLDN肿瘤细胞，这表明在原发肿瘤中局部治疗CLDN-ProIL2可以重新激活预先存在的TILs，形成控制远端肿瘤的记忆细胞。

研究意义

 03 

越来越多的证据表明，新辅助免疫治疗已成为一种有前景的治疗转移病灶的方法。研究人员设计的下一代CLDN-ProIL2融合蛋白靶向肿瘤微环境内的CTL，同时增加外周Treg细胞以降低毒性，显示出有效和安全的特性，具有临床转化潜能。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41392-023-01463-y

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。