综述:通过肿瘤微环境塑造免疫疗法:转化医学视角

时间:2026年2月2日
来源:Critical Reviews in Oncology/Hematology

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肿瘤微环境(TME)通过免疫抑制机制、代谢竞争和物理屏障阻碍免疫疗法,需多策略协同干预。本文系统综述代谢靶向(如MCT1/4、IDO抑制剂)、基质重塑(抑制CAFs、血管正常化)及细胞工程(CAR-T、工程化树突状细胞)等TME调控策略,强调组合疗法(免疫检查点抑制剂+化疗/放疗/病毒)的临床潜力,并评估肿瘤突变负荷(TMB)、微卫星不稳定性(MSI)和TIL密度等生物标志物的预测价值,提出纳米技术、基因编辑及双特异性抗体等新兴方向。

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Vansh Vohra | Meenakshi Dhanawat | Rishabh Chalotra | Bharat Bhushan | Garima | Jashan Girdhar | Inamul Hasan Madar | Randhir Singh | Mohammad Fareed
M.M药学院,Maharishi Markandeshwar(被认定为大学),印度哈里亚纳邦Mullana-Ambala,邮编133207

摘要

肿瘤微环境(TME)是癌症进展的主要调控者,也是免疫疗法抵抗的主要中介。本综述解释了TME复杂的免疫抑制生态系统,强调了免疫逃逸的机制,包括调节性T细胞、髓源性抑制细胞和肿瘤相关巨噬细胞的招募;通过Warburg效应和吲哚胺2,3-双加氧酶活性的代谢竞争,以及缺氧驱动的免疫检查点(如PD-L1)的上调。我们综合了旨在重新编程这一敌对环境的转化策略,超越了免疫检查点抑制剂的单一治疗。这些方法包括代谢靶向(例如MCT1/4、IDO抑制剂)、基质破坏(例如CAF抑制、血管正常化)和先进的细胞工程,如抗耗竭的CAR-T细胞和分泌细胞因子的构建体。我们强调了联合治疗的协同作用,将检查点阻断与化疗、放疗、溶瘤病毒和腺苷通路拮抗剂结合,以增强免疫原性细胞死亡和细胞毒性T淋巴细胞的浸润。本文还评估了生物标志物的预测价值,包括肿瘤突变负荷、微卫星不稳定性和肿瘤浸润淋巴细胞的空间结构。此外,该综述探讨了新兴的前沿领域,如基于新抗原的疫苗、微生物组调节和双特异性抗体,强调了它们将免疫学上“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤、具有反应性的病变的能力。通过将临床前见解与临床试验证据相结合,本文推测精确调节TME对于解锁持久、广谱的抗肿瘤免疫和定义下一代癌症免疫疗法至关重要。

引言

肿瘤免疫疗法通过调节宿主免疫系统来检测和消除恶性细胞,重点从直接的细胞毒性转向增强内源性抗肿瘤反应(Hsu等人,2025年)。然而,免疫抑制性的肿瘤微环境(TME)通过多种途径显著阻碍了疗效。肿瘤细胞通过上调抑制性配体(例如CTLA-4、PD-L1)、招募免疫抑制细胞(MDSCs、Tregs、TAMs)和释放抑制性代谢物(乳酸、IDO介导的色氨酸耗竭)来逃避免疫检测(Hsu等人,2025年;C. Liu等人,2022年;L. Wang等人,2024年)。缺氧和酸中毒进一步加剧了功能障碍,限制了细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的浸润和功能,阻断了IFN-γ的产生,并通过HIF-1α上调PD-L1(L. Wang等人,2024年;Zhang等人,2019年)。代谢竞争,如Warburg效应,剥夺了效应T细胞的能量,而异常的血管和密集的细胞外基质阻碍了免疫细胞的物理运输(I. Desai等人,2024年;C. Liu等人,2022年;L. Wang等人,2024年)。
使用免疫检查点抑制剂(ICIs),如抗PD-1/PD-L1和CTLA-4抗体,通过阻断抑制性信号传导并恢复T细胞活性,是应对TME抑制的一种方法(Hsu等人,2025年;Littman,2015年;LV等人,2022年)。联合使用ICIs(例如durvalumab + tremelimumab)通过靶向非冗余途径提高了反应率(卵巢癌的ORR为86.7%)(C. Liu等人,2022年;LV等人,2022年)。细胞方法,包括TCR工程T细胞和CAR-T/NK细胞,旨在浸润肿瘤并抵抗耗竭。修改(例如PD-1敲低、IL-12分泌)可以对抗免疫抑制并重塑TME(I. Desai等人,2024年;LV等人,2022年;L. Wang等人,2024年)。代谢/基质靶向,通过抑制乳酸转运蛋白(MCT1/4)、HIF-1α或CAFs(通过FAP/TGF-β阻断)可以逆转酸中毒,使血管正常化并降解ECM(L. Wang等人,2024年;Zhang等人,2019年)。将ICIs与二甲双胍或VEGF抑制剂(例如贝伐单抗)结合使用可以协同增强疗效(Hsu等人,2025年;L. Wang等人,2024年;Zhang等人,2019年)。联合疗法,将ICIs与化疗、放疗或溶瘤病毒结合,可以释放肿瘤抗原,促进免疫原性细胞死亡,同时恢复T细胞的能量(Hsu等人,2025年;Littman,2015年;Zhang等人,2019年)。腺苷能通路阻断(A2AR拮抗剂)进一步增强了CTL的浸润(LV等人,2022年;Zhang等人,2019年)。
在某些癌症中,TIL密度(例如CD3⁺/CD8⁺细胞)与ICI反应性提高有关,包括结直肠癌、黑色素瘤、乳腺癌和非小细胞肺癌,而MSI状态可以预测MSI-high/dMMR肿瘤(如结直肠癌、子宫内膜癌和胃癌)对ICI的反应,PD-L1表达和高肿瘤突变负荷(TMB)可以在特定肿瘤背景下进一步预测益处,包括NSCLC、黑色素瘤和尿路上皮癌(Catalano等人,2023年;Liao等人,2024年;Tan等人,2020年)。
在结直肠癌中,具有高TIL密度的免疫“热”肿瘤患者的预后优于免疫贫乏的肿瘤(3年总生存率:72.73% vs. 0%)(Liao等人,2024年)。肠道微生物群的调节和粪便移植也可以通过调节全身免疫来增强免疫疗法的效果(LV等人,2022年;L. Wang等人,2024年)。
尽管取得了进展,但TME的异质性、抗原丢失和补偿性抵抗机制(例如上调的替代检查点)需要个性化的方法(I. Desai等人,2024年;C. Liu等人,2022年;Zhang等人,2019年)。未来的研究方向包括纳米技术、基因编辑和双靶向剂(例如ivonescimab:抗VEGF/PD-1),以优化TME的重塑(LV等人,2022年;L. Wang等人,2024年;Zhang等人,2019年)。

部分摘录

肿瘤微环境

TME代表了一个结构复杂的生态系统(见图1),与肿瘤细胞紧密相互作用,并在决定治疗反应性中起主要作用。这些生态系统包括多种生物化合物,如基质细胞、癌细胞(包括先天性和适应性免疫群体的癌细胞和肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)(de Visser & Joyce,2023年;El-Tanani等人,2024年)。基质细胞通过分泌趋化因子和细胞因子促进肿瘤进展和转移(

免疫逃逸和肿瘤进展

免疫逃逸是肿瘤进展的关键驱动因素,使癌细胞能够逃避免疫检测和破坏。基因突变启动肿瘤发生及其进展,这取决于肿瘤调节宿主免疫的能力(Kim & Cho,2022年)。生理学中的免疫监测可以识别和消除异常细胞,但肿瘤会发展出防御机制来抑制免疫反应并创造一个免疫抑制环境(Swann & Smyth,2007年)。FOXP3⁺细胞的增殖

调节TME以增强免疫疗法

调节TME的治疗策略旨在将免疫抑制性微环境转变为免疫允许的环境,从而增强抗肿瘤反应(Barnestein等人,2022年)。使用贝伐单抗等药物可以改善血管正常化,通过缓解缺氧和增强内皮细胞粘附来促进免疫细胞浸润。代谢干预,如LDH-A和IDO1抑制剂,可以减少乳酸和犬尿氨酸的积累,恢复营养物质的可用性和T细胞的功能。

免疫浸润和对免疫疗法的反应

肿瘤浸润的免疫细胞(TILs)表现出复杂的、依赖于背景的功能,这些功能对癌症进展和治疗结果有重要影响。CD8+细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)是主要的效应细胞群,具有抗肿瘤活性,它们在肿瘤内的高存在通常与良好的生存结果和对免疫检查点的增强反应性相关(145,147–149)。相反,免疫抑制性亚群,包括调节性T细胞

免疫疗法的临床试验

关于免疫疗法的临床试验,有许多针对与TME相关的疾病/状况的免疫疗法干预/治疗试验正在进行中。ClinicalTrials.gov网站上提供了大量的免疫疗法临床试验数据,但我们列出了截至2025年12月7日在该网站上的一些试验(表3)。还有许多关于免疫疗法的已发表研究,这些研究在表4中提到。
免疫疗法

结论和未来方向

免疫疗法的疗效取决于TME的重编程,然而由于基质-髓系生态位等机制的存在,耐药性仍然存在。将ICIs与化疗、细胞疗法(例如工程CAR-T细胞、DC疫苗)、溶瘤病毒或针对免疫抑制途径的新剂(例如PI3Kγ、IL-15、NLRP3)结合使用,可以增强免疫激活、浸润和协同疗效,改善多种恶性肿瘤的临床结果。
克服批次一致性、人类

数据访问

未引用的参考文献

(Wang等人,2021年;Xu等人,2022年;Zheng等人,2022年)

资助

伦理声明

不适用

CRediT作者贡献声明

VV:负责设计综述方案、进行搜索、撰写和修订报告。 MD:筛选潜在符合条件的研究、提取和分析数据,以及创建图表。 RC:参与搜索、筛选潜在符合条件的研究,并撰写和修订报告。 BB和G:更新参考文献列表、撰写和修订报告。 JG和IHM:负责设计综述方案并提供反馈

利益冲突

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突
Vansh Vohra,药学博士,是一名临床药学研究员,具有医学写作、公共卫生导向研究和多学科临床项目的经验。他的工作涵盖了基于儿科外科的病例研究、传染病和慢性病管理以及以结果为导向的临床分析。他在国内外期刊上发表了同行评审的病例报告和原创研究文章,并积极参与系统评价、荟萃分析和转化研究

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