综述:OX40信号在癌症免疫治疗中的作用机制、转化应用与治疗前景

时间:2026年2月9日
来源:Frontiers in Immunology

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这篇综述系统阐述了OX40(CD134/TNFRSF4)作为TNF受体超家族共刺激分子在癌症免疫治疗中的核心作用。文章从分子结构、信号通路(TRAF/NF-κB、PI3K/Akt)到T细胞亚群(CD4+/CD8+T细胞、Tfh、Treg)调控功能进行深度解析,揭示了OX40在肿瘤微环境(TME)中双向调节免疫应答的机制。尽管OX40激动剂单药疗效有限,但新一代双特异性抗体(BsAbs)和联合策略(如PD-1/CTLA-4抑制剂)通过优化受体聚类和靶向Treg重塑,展现出突破治疗瓶颈的潜力。

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1 引言
免疫治疗已成为癌症治疗的核心策略,但免疫检查点抑制剂(ICB)的疗效仍受限于T细胞耗竭和免疫抑制性肿瘤微环境(TME)。OX40作为激活诱导型TNF受体超家族(TNFRSF)共刺激分子,通过增强T细胞活化、维持效应功能及记忆反应,成为改善免疫治疗响应的关键靶点。本综述将系统阐述OX40的生物学特性、跨T细胞亚群的作用机制及其在临床转化中的挑战与前景。
2 OX40的分子与细胞特征
OX40是一种I型跨膜受体,在初始T细胞中不表达,经TCR激活后48-72小时上调,尤其在CD4+T细胞和调节性T细胞(Treg)中表达显著。其配体OX40L主要表达于抗原呈递细胞(APC)。OX40-OX40L结合形成3:3六聚体结构,通过胞内TRAF2/5/6衔接蛋白激活NF-κB和PI3K-Akt信号通路,上调Bcl-2、Bcl-xL和Survivin等抗凋亡蛋白,进而促进T细胞存活与扩增。值得注意的是,抗体靶向OX40不同胞外富半胱氨酸结构域(CRD)会引发差异性聚类效果:结合膜近端CRD4的抗体激动活性最强,而结合CRD1的抗体几乎无活性。
3 OX40在T细胞中的表达与功能机制
3.1 OX40的表达调控
OX40表达受TCR信号强度、CD28共刺激及炎症因子(如IL-2、IL-7)多层次调控。在肿瘤微环境中,Tregs呈现持续性高表达OX40的特征,这为其靶向调控提供了细胞基础。
3.2 OX40在CD4+T细胞中的作用
OX40信号通过TRAF2/5-NF-κB和TRAF2-PI3K-AKT通路增强CD4+T细胞效应功能,并调控Th1/Th2/Th9/Th17及滤泡辅助T细胞(Tfh)分化。例如,在Th9极化中,OX40通过TRAF6-非经典NF-κB通路促进IL-9产生;在Tfh发育中,OX40上调CXCR5和IL-21,同时抑制PRDM1以促进生发中心反应。
3.2.6 OX40信号对Treg稳定性与免疫重塑的影响
OX40对Tregs具有双向调节作用:一方面支持胸腺来源Treg(tTreg)存活,另一方面通过PI3K/Akt/mTOR通路抑制诱导性Treg(iTreg)分化。在肿瘤内,OX40激动剂可通过FcγR依赖的机制耗竭OX40highTregs,并下调IL-10表达,从而解除其对效应T细胞的抑制。
3.3 OX40在CD8+T细胞中的作用
OX40激动可增强CD8+T细胞毒性,促进记忆形成,并通过TRAF6介导的CTLA-4泛素化降解逆转耗竭状态。临床前研究显示,OX40激动剂联合PD-1阻断可显著提升抗肿瘤效果。
4 OX40-OX40L轴与肿瘤类型的关联
OX40在非小细胞肺癌(NSCLC)、头颈鳞癌(HNSCC)、结直肠癌(CRC)等多种实体瘤的肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)中表达,其表达水平与CD8+T细胞浸润及预后正相关。例如,在CRC中,OX40high/CD8high患者生存期接近Ⅰ期患者;而在肝细胞癌(HCC)中,OX40高表达与血管侵袭和不良预后相关,凸显其肿瘤类型特异性调控特征。
5 OX靶向治疗的临床研究现状
5.1 单药治疗
早期OX40激动剂(如MEDI6469、MOXR0916)临床试验显示良好安全性,但客观缓解率仅1-6%。新型多价抗体INBRX-106(六价)和非竞争性抗体BGB-A445通过优化聚类机制增强信号激活,在早期临床试验中展现出更优的T细胞扩增与初步抗肿瘤活性。
5.2 联合免疫治疗
OX40激动剂与PD-1/PD-L1或CTLA-4抑制剂的联合疗法在临床前模型中显示协同作用,但临床响应率仍不理想。挑战包括OX40表达瞬态性、Treg反向激活及靶点聚类不足。双靶点策略如OX40/CD137(FS120)或PD-L1/OX40(EMB-09)双特异性抗体通过空间限制性激活提升肿瘤选择性信号导导,有望突破现有局限。
6 OX40与其他共刺激分子的协同作用
OX40与CD28时序互补:CD28启动早期T细胞活化,OX40延续存活信号;与4-1BB功能互补,分别偏好CD4+与CD8+T细胞支持。此类协同机制为多靶点激动剂设计提供了理论依据。
7 挑战与未来方向
核心挑战包括:OX40激动时序与T细胞耗竭的平衡、Treg亚群(尤其肿瘤浸润Treg)特异性调控策略、抗体Fc工程化以优化聚类效率。未来需开发靶向肿瘤微环境的下一代激动剂,并结合生物标志物(如OX40+TIL密度、Treg/Teff比值)实现精准患者分层。
8 结论
OX40作为关键共刺激节点,通过整合多重信号通路调控抗肿瘤免疫应答。尽管当前临床疗效有限,通过抗体工程、联合策略及时序优化,OX40靶向治疗有望成为增强癌症免疫治疗效力的重要组成部分。

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