IFNγ

摘要：癌症疫苗在肿瘤预防领域具有巨大潜力，尤其是在预防病毒相关癌症方面已取得显著成果 。本文全面综述了癌症疫苗的发展现状，包括肿瘤预防的多种策略、不同类型的肿瘤抗原（如肿瘤相关抗原、肿瘤特异性抗原等）、疫苗平台（细胞、病毒/细菌、基因、肽等）、提高疫苗疗效的策略（如使用佐剂、优化递送系统和采用组合方法）以及用于临床前测试的模型（如致癌剂诱导的小鼠模型、基因工程小鼠模型等）。尽管癌症疫苗发展取得了一定进展，但仍面临诸多挑战，未来研究需聚焦于精准识别高风险个体、深入理解早期病变的免疫反应并优化疫苗策略，以进一步降低全球癌症负担 。一、肿瘤预防的多种策略癌症预防策略多样，一级预防旨在避免人类接触致癌物，从而降低癌症发病率，但在实际生活中，致癌物质的接触在过去的大部分时间里呈上升趋势，直到 20 世纪 90 年代，由于男性吸烟率下降和工作场所致癌物的减少，癌症发病率才开始显著降低 。二级预防通过早期诊断和治疗来阻止肿瘤的进展；三级预防致力于限制肿瘤的扩散，比如通过预防性放疗和辅助药物治疗；四级预防则着重减少过度医疗带来的医源性损害 。“癌症拦截” 这一概念与二级预防类似，但更强调主动性 。此外，通过药物进行疾病预防的方式被称为化学预防，而通过免疫手段预防肿瘤的免疫预防，从本质上来说是化学预防的一部分，但因其独特的分子和细胞机制，通常被肿瘤免疫学家视为一种独立的预防形式 。二、肿瘤抗原的类型与应用癌症疫苗通过针对与恶性肿瘤相关的一种或多种抗原，激发免疫系统对癌细胞的免疫反应 。理想的肿瘤抗原被称为肿瘤抗原（oncoantigen），它在癌细胞中特异性或主要表达，对癌细胞的生存和增殖至关重要，且不会引发自身免疫反应 。肿瘤抗原传统上分为肿瘤相关抗原（TAAs）和肿瘤特异性抗原（TSAs） 。TAAs 是在肿瘤细胞中异常表达的非突变自身蛋白，如 HER2、hTERT 等；TSAs 则是仅在肿瘤细胞中表达的抗原，包括由突变或基因改变产生的新抗原以及癌病毒抗原 。针对 TAAs 的现成疫苗：TAAs 是最早在临床试验中进行测试的肿瘤抗原 。尽管 TAAs 不具有肿瘤特异性，但多项针对晚期癌症患者或用于三级预防的临床试验显示，它们在安全性和免疫原性方面有一定前景 。例如，HER2 是多种癌症的重要抗原，基于 TAAs 的疫苗在某些情况下能打破 T 细胞耐受性，激活 T 细胞反应 。然而，在大多数 III 期临床试验中，基于 TAAs 的疫苗未能显著改善晚期患者的预后 。目前，美国食品药品监督管理局（FDA）仅批准了一种用于治疗无症状或轻度症状转移性去势抵抗性前列腺癌的疫苗 sipuleucel - T 。不过，在预防方面，针对在癌前病变和肿瘤早期表达的 TAAs 开发的疫苗可能更具潜力 。比如，针对 MUC - 1 的疫苗在预防结肠癌的临床试验中取得了一定成果，可降低腺瘤的复发率 。针对癌症干细胞的抗原：癌症干细胞（CSCs）具有自我更新、多能性和耐药性等特点，是肿瘤发生和转移的关键因素 。针对 CSC 抗原的疫苗有望早期清除这些细胞，从而预防肿瘤的发生或转移 。研究人员已经发现了一些乳腺癌 CSC 表达的抗原，如 Cripto - 1 和 xCT，针对这些抗原开发的疫苗在临床前研究中显示出显著抑制转移形成的效果 。针对遗传性肿瘤的 TAAs 疫苗：对于具有遗传易感性的癌症患者，如林奇综合征患者，TAAs 疫苗也是一种有前景的预防策略 。通过对林奇综合征患者肿瘤的基因组分析，发现了一些常见的过表达 TAAs，并基于这些抗原开发了用于预防癌症的疫苗 。同样，针对携带 BRCA1/2 突变的高风险人群，也有相关疫苗正在研究中 。针对 TSAs 的个性化疫苗：新抗原是由肿瘤突变和基因改变产生的、在正常细胞中不存在的蛋白质序列，具有高度的肿瘤特异性，是理想的疫苗靶点 。大规模测序研究已鉴定出多种人类癌症中由单核苷酸变异（SNV）产生的新抗原，目前大多数抗癌疫苗临床试验都以这些新抗原为靶点。然而，只有不到 1% 的 SNV 具有免疫原性，这限制了仅基于此方法的疫苗疗效。因此，人们开始探索其他新抗原来源，如基因组重排、转座子元件、可变剪接变体和翻译后修饰产生的新抗原。新抗原主要用于开发个性化疫苗，多项 I/II 期临床试验证明了其安全性和免疫原性，部分在三级预防中显示出临床疗效。例如，在晚期肝细胞癌和胰腺癌的治疗中，新抗原疫苗联合其他疗法取得了一定效果。但在晚期转移性癌症的治疗中，新抗原疫苗的成功案例仍较少。三、癌症疫苗的平台与技术开发癌症疫苗的一个关键挑战是如何有效递送抗原以激发强大的免疫反应。根据制备方法，癌症疫苗平台主要分为四类：细胞 - 基于、病毒 / 细菌 - 基于、基因 - 基于和肽 - 基于疫苗（原文 Fig. 1，展示癌症疫苗的开发流程，包括从选择靶抗原到优化平台和递送系统，再到在临床前模型中评估疫苗疗效，帮助读者理解各类疫苗在整体开发过程中的位置和作用）。基于细胞的疫苗：这是早期开发抗癌疫苗的方法之一，包括直接使用的全肿瘤细胞疫苗和抗原呈递细胞（APC）介导的疫苗。全肿瘤细胞疫苗使用 “减毒” 的肿瘤细胞或肿瘤细胞裂解物，能刺激针对多种肿瘤抗原的免疫反应，但存在免疫原性降低和个体差异大等问题。APC 介导的疫苗，如树突状细胞（DC）疫苗，通过将 DC 与肿瘤抗原或肿瘤细胞裂解物共孵育，再回输到患者体内，引发针对癌细胞的靶向免疫反应。目前，只有 sipuleucel - T 这一种 DC - 基于疫苗获得 FDA 批准。基于病毒/细菌的疫苗：细菌 - 基于疫苗如卡介苗（BCG），最初用于预防结核病，现在也用于治疗非肌肉浸润性膀胱癌。细菌及其衍生物含有能触发免疫反应的病原体相关分子模式（PAMPs），还可被修饰并携带肿瘤抗原。病毒 - 基于疫苗，如 talimogene laherparepvec（T - VEC），是一种经过基因改造的溶瘤单纯疱疹病毒，可用于治疗黑色素瘤。病毒样颗粒（VLP） - 基于疫苗在预防 HBV 和 HPV 感染及相关癌症方面非常有效，它能模拟病毒结构，高效刺激免疫系统，但在治疗已感染个体方面效果欠佳。基于基因的疫苗：基因 - 基于疫苗利用 DNA 或 RNA 来传递产生所选抗原的遗传指令。DNA 疫苗使用编码抗原和免疫刺激分子的细菌质粒，具有内在的佐剂性，但在人体临床试验中免疫原性较低。RNA 疫苗则通过体外转录合成 RNA，再封装在递送系统中。与 DNA 疫苗相比，RNA 疫苗只需进入细胞质就能翻译为蛋白质，具有更快更高效的抗原生产能力，且安全性较好，但可能需要多次免疫来诱导强烈的 B 细胞反应和持久的免疫记忆，目前尚无 FDA 批准的 RNA 癌症疫苗。基于肽的疫苗：肽 - 基于癌症疫苗由肿瘤抗原衍生的表位组成，根据其与 MHC 分子的结合特性，分为短肽和合成长肽（SLPs）。短肽易于合成且成本效益高，但可能无法充分激活 T 细胞；SLPs 可激活 CD8 细胞毒性 T 细胞和 CD4 辅助性 T 细胞，增强免疫反应，且可进行修饰以提高免疫原性。目前，尚无肽 - 基于癌症疫苗获得 FDA 批准，但针对多种癌症的相关疫苗正在进行临床试验。四、提高癌症疫苗疗效的策略肿瘤的免疫抑制微环境和抗原呈递下调会降低疫苗疗效，因此需要采取多种策略来增强疫苗的免疫原性。佐剂是增强疫苗免疫原性的重要手段之一，它可分为传统的配方（或 “储存库”）佐剂和生物免疫刺激佐剂 。储存库佐剂如矿物盐（明矾）和乳液，通过在注射部位形成储存库，捕获抗原并缓慢释放，诱导炎症反应，引发 T 细胞反应；生物免疫刺激佐剂则利用细胞因子（如 INFα、IFNγ 等）和 toll - 样受体（TLR）配体等增强疫苗疗效。免疫检查点抑制剂（ICIs），如针对程序性细胞死亡蛋白 - 1（PD - 1）及其配体（PDL - 1）或细胞毒性 T 淋巴细胞抗原 - 4（CTLA - 4）的抗体，与癌症疫苗同时使用时，也可作为佐剂，增强 T 细胞反应，减少免疫抑制细胞的影响，对抗肿瘤的免疫逃逸 。此外，一些疫苗平台本身具有内在佐剂特性，如含有 CpG 基序的 DNA 质粒和具有特定几何结构的 VLPs。将传统佐剂与具有内在佐剂特性的平台结合使用，可能会最大化癌症疫苗的治疗效果。除了佐剂，疫苗递送系统也对疫苗疗效有重要影响。例如，电穿孔技术不仅能增强细胞对 DNA 的摄取，还可通过局部组织损伤和刺激促炎细胞因子产生佐剂效应，但可能存在患者依从性的问题。将递送系统与免疫刺激佐剂相结合是提高癌症疫苗疗效的常见策略 ，如将 Montanide（起储存库作用）与 TLR 配体（增强 APC 刺激）结合使用。此外，将癌症疫苗与其他治疗方式（如化疗、放疗或 ICIs）联合应用，针对免疫反应和肿瘤微环境的不同方面进行干预，也有望提高疫苗的有效性（原文 Fig. 2，展示癌症疫苗的潜在作用机制，包括肿瘤进化、免疫抑制机制和疫苗诱导的效应机制，辅助读者理解提高疫苗疗效策略的作用原理）。五、癌症疫苗临床前研究的模型在癌症疫苗的开发过程中，临床前评估阶段至关重要，需要在可控的实验室环境中测试疫苗的疗效和安全性。目前使用的多种体内临床前小鼠模型各有优缺点，主要包括以下几种：致癌剂诱导的小鼠模型：通过让小鼠接触化学物质或生物毒素等致癌剂，模拟人类肿瘤的发生、发展过程，有助于研究癌症的发展和预防，以及免疫监视和免疫编辑机制。例如，4 - 硝基喹啉 1 - 氧化物（4 - NQO）诱导的小鼠癌症模型，为头颈部癌的预防研究提供了重要信息。然而，该模型使用致癌剂会导致大量 DNA 损伤，与大多数人类癌症的发生情况不完全相符。基因工程小鼠模型（GEMMs）：这类模型通过基因编辑模拟人类常见癌症的发生发展过程，可用于研究自发致癌的早期阶段，评估针对特定致癌驱动因子的疫苗效果，以及识别癌前病变中失调的分子通路，为新型免疫预防疫苗的开发提供依据。例如，在 KRAS 驱动的 GEMMs 中，针对 KRAS 的疫苗在预防胰腺癌发展方面展现出了潜力；MUC - 1 抗原在多种癌症的癌前病变中表达，基于 MUC - 1 的疫苗在 GEMM 结肠癌模型中也显示出了预防效果 。可移植肿瘤模型：包括同基因模型和异种移植模型。同基因模型是将小鼠肿瘤细胞接种到同基因背景的免疫健全小鼠中，广泛用于评估癌症疫苗在已建立和晚期肿瘤中的疗效和作用机制，但存在肿瘤生长部位非天然、缺乏器官特异性特征等问题。为解决这些问题，开发了同基因原位模型，将肿瘤细胞接种到相应的解剖部位 。异种移植模型则是将人类永生化癌细胞（细胞系来源的异种移植物，CDX）或患者的新鲜肿瘤片段（患者来源的异种移植物，PDX）移植到免疫缺陷小鼠中，能更好地捕捉人类癌症的复杂性，但研究抗癌疫苗时需要构建具有人源化免疫系统的小鼠 。替代模型：比较肿瘤学在抗癌疫苗开发中的作用：由于小鼠模型与人类在肿瘤异质性、微环境和免疫反应等方面存在差异，导致从小鼠研究到人类临床试验的转化成功率较低。因此，研究人员越来越关注伴侣动物（尤其是狗）作为替代模型。狗自然发生的肿瘤在许多方面与人类肿瘤相似，如自发发展、转移和复发，且具有相似的遗传和分子特征，能更准确地反映癌症的复杂性，对评估抗癌疫苗具有重要的预测价值 。例如，在狗身上进行的癌症预防疫苗试验（VACCS），以及针对黑色素瘤、淋巴瘤和肉瘤等癌症的免疫治疗研究，都为人类抗癌疫苗的开发提供了有价值的信息 。六、结论癌症疫苗的发展在预防病毒相关癌症方面取得了显著进展，如 HPV 和 HBV 疫苗分别有效降低了宫颈癌和肝癌的发病率，这充分展示了预防性疫苗在全球范围内降低癌症发病率的巨大潜力 。然而，癌症预防疫苗仍面临诸多挑战。首先，准确识别合适的肿瘤抗原以及确定具有遗传易感性或癌前病变的高风险个体仍是一大难题，而这对于成功开展预防性干预至关重要。其次，诱导针对肿瘤相关抗原的持久免疫记忆，以确保对未来癌症发展的长期保护，也是当前需要攻克的关键问题。此外，深入了解早期病变中的免疫环境，对于设计出能够有效阻止肿瘤进展的疫苗十分关键 。目前，包括病毒、VLP、细菌、DNA、mRNA 和肽等多种疫苗平台已被广泛探索用于癌症预防和治疗。VLP - 基于的疫苗在 HPV 预防方面表现出色，为利用免疫反应对抗癌症相关抗原提供了成功范例 。在临床前研究中，同基因、异种移植和 GEMMs 等模型对于理解疫苗如何引发免疫反应和预防肿瘤形成发挥了重要作用。此外，以犬类为代表的比较肿瘤学模型，因其能提供与临床相关的数据，在缩小临床前研究与人体试验之间的差距方面正逐渐受到重视 。尽管取得了这些有前景的进展，但要将疫苗的成功应用扩展到更多癌症类型，还需直面上述挑战。未来的研究应聚焦于改进高风险个体的识别方法，加深对早期病变免疫反应的理解，并优化疫苗策略以诱导更强有力且持久的免疫反应 。通过持续的研究和创新，有望借助有效的预防策略显著减轻全球癌症负担。识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观不本站。

调节性 T 细胞（Tregs）的 30 个标记物在其识别、功能、分化成熟、抑制活性以及在多种疾病中的作用等方面都具有重要意义。FoxP3作为 Treg 谱系最关键的标记，是一种转录因子，对 Tregs 的分化、成熟及获得抑制功能起着核心作用。其基因发生突变会引发 IPEX 综合征，导致多器官自身免疫疾病。FoxP3 有多种异构体，全长变体（FL）的 Tregs 表现出更高的抑制活性和增殖率。Helios属于 Ikaros 基因转录因子家族，多数人和小鼠的 Tregs 会表达。虽其在人类 Treg 稳定性和功能的确切作用尚未完全明确，但可作为 Tregs 稳定性和纯度的监测标记，还可能与细胞激活和增殖相关。CD25即 IL-2 受体的 α 链，高表达是常规 Tregs 的显著特征之一。在 T 细胞增殖、激活诱导的细胞死亡以及 Tregs 和效应（Teff）T 细胞的功能中发挥重要作用，FoxP3 + Tregs 中 CD25 水平最高的亚群具有最强的免疫抑制活性。CD127是 IL-7 受体的 α 链，在 T 细胞的动态调节、淋巴细胞分化和细胞免疫方面有重要影响。稳态时，Tregs 表达低水平的 CD127，激活时其表达显著上调，可辅助更精准地识别 Tregs。CD39作为一种外切酶，在调节嘌呤能信号传递给免疫细胞的持续时间、强度和化学性质方面发挥关键作用。其在 Tregs 上的表达存在个体差异，在炎症部位表达较高。CD39 + Tregs 被认为具有高活性、强抑制性，能分泌 IL-10，且高表达 CD39 可维持更高水平的 FoxP3 表达。CTLA-4属于 CD28 免疫球蛋白超家族的抑制性受体，对 Treg 细胞功能至关重要。它调节 T 细胞的共刺激，持续表达，在免疫抑制活动期间高度表达，可定义具有强抑制活性的 Tregs。CTLA-4 通过与树突状细胞表面的共刺激分子 CD80/86 结合，阻止其与效应 T 细胞上的 CD28 相互作用，从而抑制 T 细胞激活，还能诱导树突状细胞表达吲哚胺 2,3 - 双加氧酶（IDO），调节免疫反应。GITR是 TNF 受体超家族成员，通过提供共刺激信号来调节免疫反应，影响 T 细胞的激活、分化、存活和记忆形成以及巨噬细胞极化。然而，其在 Tregs 中的作用存在争议，既能导致 Tregs 不稳定、细胞耗竭和抑制功能下降，又能诱导 Tregs 在体外增殖和扩增。TIGIT是具有免疫球蛋白和 ITIM 结构域的 T 细胞免疫受体，为跨膜糖蛋白受体。在 Tregs 激活后高表达，TIGIT + Tregs 相比 TIGIT - Tregs 具有更强的抑制作用，能特异性抑制促炎的 Th1 和 Th17 细胞反应，但不影响 Th2 细胞反应。此外，TIGIT 表达与 Treg 效应分子表达增加相关，如颗粒酶 B、IL-10 和纤维蛋白原样蛋白 2（Fg12）。CD120b（TNFR2）具有抗炎活性，对少突胶质细胞、心肌细胞和角质形成细胞有保护作用，通过影响不同类型免疫细胞来实现免疫抑制功能。在激活的 Tregs 上高度且持续表达，TNF-α 与 TNFR2 的相互作用对 Tregs 的激活、扩增和表型稳定至关重要，还能维持 FoxP3 启动子的去甲基化，支持 Tregs 的分化和稳定。LAP即潜伏期相关肽，是转化生长因子 -β（TGF-β）前体的氨基末端结构域，与 TGF-β 形成潜伏复合物，调节单核细胞募集。LAP + Tregs 在 Treg 特异性去甲基化区域（TSDR）高度去甲基化，在体内外均具有抑制作用。CCR6属于 C-C 趋化因子受体蛋白，在协调免疫细胞向炎症部位迁移、维持免疫稳态和免疫系统完整性平衡方面具有关键作用。在多种炎症性疾病中，CCR6 + Tregs 的比例较高。CD223（LAG-3）是一种免疫检查点受体蛋白，可抑制细胞增殖、免疫功能、细胞因子分泌和维持免疫稳态。在 Tregs 上持续表达，通过抑制促进 Tregs 在炎症部位维持的信号通路来限制其增殖和功能，但也能刺激 Treg 介导的抑制作用，还可与 CTLA-4 和 PD-1 协同增强 Tregs 的抑制活性。GARP（LRRC32）作为潜伏 TGF-β 的膜受体，调节膜结合潜伏 TGF-β 的可用性并调节其在 Tregs 和血小板上的激活。在激活的 Tregs 表面表达，是具有高抑制活性的人类 Tregs 的特异性标记。然而，GARP 与 FoxP3 的表达关系存在争议，有研究表明二者相互依赖，也有研究显示它们并非相互调节。GPA33是一种细胞表面抗原，与免疫失调相关。高表达 GPA33 可定义 CD4 + CD25 + CD127 – FoxP3 + Helios + Tregs，这类 Tregs 无法产生常规 T（Tconv）细胞效应细胞因子。CD137CD137 是 TNFR 家族的共刺激受体，可促进自然杀伤（NK）细胞增殖和细胞因子分泌。CD137 + CD154 −是抗原激活的 FoxP3 + Tregs 的标记，具有高效抑制效应 T（Teff）细胞增殖的能力，具体作用取决于免疫反应类型。Nrp-1即神经毡蛋白 - 1，参与轴突导向和血管生成。在小鼠 Tregs 中富集，在人类中表达较低。在诱导 Tregs（iTregs）表面表达 Nrp-1 可识别和分离出在炎症条件下具有卓越抑制功能的 iTreg 亚群，且在周围淋巴器官中的表达高于胸腺 Tregs。FR4是叶酸结合蛋白的异构体，在小鼠中表达，与人类 FR-δ 高度同源。FR4 过表达可增强 Tregs 在体外的增殖能力，在天然和外周 Tregs 中均有表达。CD103属于整合素 αE，通过与 E-cadherin 相互作用介导细胞粘附、迁移和淋巴细胞归巢。CD103 + Tregs 在炎症部位积累的能力增强，参与皮肤局部 Treg 功能，与 FoxP3 的高表达相关，可能增强 TGF-β 依赖的 FoxP3 表达。CD44作为细胞表面的透明质酸受体，参与细胞的运动、存活和粘附等多种过程。其配体高分子量透明质酸（HMW-HA）可促进 Treg 介导的抑制作用，且与 HMW-HA 共刺激可促进 FoxP3 的表达。CD62L即白细胞粘附分子 L - 选择素，是一种跨膜凝集素受体，可调节幼稚和中枢记忆 T 细胞进入淋巴结以及激活的 CD8 + T 细胞向病毒感染部位的迁移，使 Tregs 归巢到次级淋巴器官。CCR7参与将树突状细胞和 T 细胞定位到淋巴结，在诱导外周免疫耐受方面有重要作用，可使 Tregs 归巢到次级淋巴器官。nTregs 高表达 CCR7，而中央记忆 Tregs（cmTregs）和效应记忆 Tregs（emTregs）下调其表达。CD31（PECAM-1）是高度糖基化的 Ig 样膜受体，在免疫和血管系统中均具有粘附和信号传导功能，是 Treg 分化的标记。ICOS属于 CD28 超家族的同源二聚体蛋白，参与 Tregs 的产生、增殖和存活。在癌症中，Tregs 高表达 ICOS，其与 ICOSL 的信号通路对 Treg 介导的自身耐受至关重要。此外，一小部分 ICOS + Tregs 在正常人和小鼠的外周血中可产生 IFN-γ 和 IL-17。Gal-1即半乳糖凝集素 - 1，参与细胞生长、迁移、炎症、血管生成等多种过程，在肿瘤进展、免疫逃逸和免疫耐受中发挥作用。其对 Treg 细胞的作用具有环境依赖性，阻断 Gal-1 会显著削弱 Tregs 的抑制作用。PD-1（CD279）属于 I 型跨膜蛋白，是免疫球蛋白超家族成员。PD-1 可调节 Treg 的生成及其免疫抑制特性，在癌症中，其阻断对 Tregs 的影响存在争议，既可能降低 Treg 介导的抑制作用，也可能增强 Treg 功能；在自身免疫疾病中，PD-1 在 Tregs 上的表达与疾病相关，如在系统性红斑狼疮中，PD-1 + 滤泡调节性 T 细胞功能受损。CCR7参与免疫细胞向淋巴结的定位和外周免疫耐受的诱导，对 Tregs 归巢到次级淋巴器官具有重要意义，其表达水平在 Tregs 的不同分化阶段有所变化。Granzyme B（GZMB）在结直肠癌中，表达升高，介导肿瘤免疫，参与 Tregs 对肿瘤细胞的抑制作用，是评估肿瘤免疫状态的重要指标之一。TIM-3在多种癌症（如结肠癌、黑色素瘤）中标记肿瘤内 Tregs，其表达与 Tregs 的抑制功能增强和肿瘤生长促进相关；在类风湿关节炎中，TIM-3 表达降低与 Tregs 功能活性下降有关；在移植物抗宿主病（GvHD）中，TIM-3 表达升高与 Tregs 功能活性增加相关。LAG-3 在结直肠癌中，LAG-3 + TIM-3 Tregs 表达更高水平的 TGF-β、IL-10 和 CTLA-4，具有更强的抑制功能，参与肿瘤免疫逃逸和疾病进展的调节。 CD45RA/RO属于受体蛋白酪氨酸磷酸酶，在 T 细胞受体信号起始中发挥作用，是 Tregs 分化状态的标记。初始 Tregs（nTregs）表达 CD45RA，记忆 Tregs 通常表达 CD45RO。参考资料Gootjes, C.; Zwaginga, J.J.; Roep, B.O.; Nikolic, T. Defining HumanRegulatory T Cells beyond FOXP3: The Need to Combine Phenotype with Function. Cells 2024, 13, 941. https://doi.org/10.3390/ cells1311094Santosh Nirmala S, Kayani K, Gliwin ´ski M, Hu Y, Iwaszkiewicz-Grzes ´ D, Piotrowska-Mieczkowska M, Sakowska J, Tomaszewicz M, Marı ´n Morales JM, Lakshmi K, Marek-Trzonkowska NM, Trzonkowski P, Oo YH and Fuchs A (2024) Beyond FOXP3: a 20-year journey unravelling human regulatory T-cell heterogeneity. Front. Immunol. 14:1321228. doi: 10.3389/fimmu.2023.1321228Sayitoglu EC, Freeborn RA and Roncarolo MG (2021) The Yin and Yang of Type 1 Regulatory T Cells: From Discovery to Clinical Application. Front. Immunol. 12:693105. doi: 10.3389/fimmu.2021.693105

-01-引言肿瘤是一个复杂的生态系统，其中癌症细胞和多种宿主细胞之间的相互作用影响疾病的进展和治疗反应。在肿瘤进展过程中，癌症细胞采用多种途径来逃避免疫攻击，例如下调抗原提呈机制或诱导抑制性免疫检查点分子，而免疫压力在肿瘤的发展和转移扩散过程中促进克隆进化。同时，癌症细胞劫持免疫细胞，如中性粒细胞、巨噬细胞和调节性T细胞（Treg），以协调免疫抑制性肿瘤微环境（TME）。这反过来促进免疫逃逸，促进血管和细胞外基质的重塑，并支持癌症进展和治疗抵抗。异常免疫反应被广泛认为是癌症的标志，并为癌症治疗提供了有吸引力的靶点。因此，我们有必要深入了解癌症细胞的内在特征，包括遗传变异、信号通路调节和代谢改变，它们在协调免疫景观的组成和功能状态方面发挥关键作用，并影响免疫调节策略的治疗效益。-02-一、遗传改变癌基因、抑癌基因或DNA损伤修复基因中的特定癌症细胞固有遗传改变有助于调节癌症免疫状况。癌基因癌症细胞中不同的致癌基因通过不同的机制调节免疫行为，这些机制因癌症类型、癌症分期和癌症部位而异。例如，KRAS突变通过IL-8诱导的炎症、IL-6介导的巨噬细胞和Treg细胞浸润、GM-CSF诱导的Gr1+CD11b+髓系细胞的扩增、IL-10和TGF-β介导的CD4+CD25−T细胞向Treg细胞的转化、以及抑制干扰素调节因子2（IRF2）和随后产生的CXCL3，从而导致CD8+T细胞抑制，髓系衍生抑制细胞（MDSCs）的迁移增强。MYC通过增强CD47和PD-L1表达来抑制抗肿瘤免疫，从而削弱巨噬细胞和T细胞的募集。此外通过分泌IL-1β，阻断细胞毒性T细胞、NK细胞和树突状细胞的浸润，并增强支持肿瘤的巨噬细胞和中性粒细胞的浸润。KRAS突变和MYC还通过与MYC相互作用的锌指蛋白1（MIZ1）产生协同作用，介导IFN-β的抑制以及CCL9和IL-23的分泌，增强PD-L1+巨噬细胞浸润，抑制B细胞、T细胞和NK淋巴细胞驱动免疫逃避。此外，突变的表皮生长因子受体（EGFR）通过降低PD-L1表达来驱动免疫逃逸，通过IRF1介导的CXCL10下调阻碍CD8+T细胞募集，并通过CD73依赖性腺苷生成或JNK–JUN介导的CCL2上调促进Treg细胞浸润。人表皮生长因子受体2（HER2）扩增导致主要组织相容性复合物I类（MHC-I）的下调和TANK结合激酶1（TBK1）的磷酸化，其抑制下游cGAS–STING信号传导和IFNβ产生，导致免疫逃避。抑癌基因抑癌基因通过不同的环境依赖机制调节免疫。例如，研究发现Trp53的缺失通过WNT配体介导的巨噬细胞极化和IL-1β的产生驱动免疫抑制，导致中性粒细胞的全身聚集，从而CD8+T细胞的抑制和CXCL17、CCL3、CCL11、CXCL5和M-CSF介导的巨噬细胞和Treg细胞的募集。TP53的突变与PD-L1表达相关，并通过CXCL2分泌调节免疫抑制中性粒细胞的募集，通过NF-κB介导的IL-8调节慢性炎症，并且结合TBK1抑制下游cGAS–STING–IRF3信号传导和IFN-β1的产生，其减少T细胞和NK细胞浸润并增强巨噬细胞极化。相反，TP53的功能增益突变与新抗原表达，以及IFN-γ和CXCL9表达相关，这支持抗肿瘤免疫。在KRAS突变肿瘤中，丝氨酸/苏氨酸激酶11（STK11）的失活通过粒细胞集落刺激因子（G-CSF）、IL-6和CXCL7的表达刺激免疫抑制中性粒细胞的积聚。此外，KRAS和STK11突变肿瘤中PD-L1的表达会导致对免疫检查点阻断（ICB）的抵抗。最后，PTEN丢失通过CCL2和VEGF的分泌减少CD8+T细胞浸润，并激活PI3K信号增强PD-L1的表达，以及NF-κB介导的CCL20、CXCL1、IL-6和IL-23分泌增强Treg细胞和髓系细胞浸润，并通过IL-1β和M-CSF驱动局部MDSC扩增。DNA损伤修复机制的遗传改变癌症细胞中的错配修复（MMR）缺陷会导致突变、新抗原和细胞中DNA的积累，从而触发cGAS–STING依赖性的T细胞浸润，免疫检查点分子如PD-1、PDL1、CTLA-4和LAG-3在浸润免疫细胞上的表达增强。在BRCA1突变的肿瘤中，双链DNA积聚在细胞中，并引发与CD8+T细胞浸润相关的cGAS–STING介导的炎症反应。cGAS–STING还促进免疫抑制性髓系细胞、巨噬细胞、Treg细胞和耗竭的PD1+T细胞的募集，以及VEGF的上调。DNA传感基因和下游介质（如IFN-β或CCL5）的遗传缺失或表观遗传沉默可介导BRCA1突变肿瘤的免疫逃逸，以及PD-L1的表达增强。相反，BRCA2突变肿瘤显示cGAS–STING介导的各种T细胞群的富集。-03- 二、表观遗传修饰除了遗传改变外，表观遗传改变也是癌症细胞的一个共同特征，在核结构和基因转录中起着至关重要的作用。癌症表观基因组会发生各种变化，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA的失调。越来越多的证据表明，癌症细胞中发生的表观遗传变化也会影响与免疫系统的串扰。DNA甲基化由于超级增强子（SE）的形成，炎症基因的DNA去甲基化导致CXC趋化因子配体（CXCL）介导的中性粒细胞募集，而总体低甲基化与PD-L1、IL-6和VEGF的表达增强相关。而DNA（超）甲基化可降低编码PD-L1的基因CD274和编码MHC-I的HLA基因的表达，而编码cGAS–STING的基因通过启动子甲基化的转录抑制增强MHC-I表达和T细胞识别。异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）或IDH2的突变通过将α-酮戊二酸转化为（R）-2-羟基戊二酸（2HG）来诱导全局超甲基化。而编码PD-L1、CXCL9和CXCL10免疫相关基因的转录抑制会损害IDH突变肿瘤中CD8+T细胞的浸润，G-CSF的转录激活会增强非抑制性中性粒细胞和前中性粒细胞的浸润。组蛋白甲基化组蛋白H3在Lys27发生三甲基化（H3K27me3），在DNA低甲基化的背景下，抑制编码MHC-I、CXCL9和CXCL10的基因，并减少CD8+T细胞浸润。癌症细胞中的多梳抑制复合物2（PRC2）活性介导H3K27me3，抑制G-CSF和IL-6的表达并诱导性一氧化氮合成酶阳性（iNOS+）巨噬细胞、中性粒细胞和T细胞的招募。ARID1A是SWI/SNF复合物的DNA结合亚基, ARID1A的遗传突变会抑制IFN-γ诱导基因转录和CXCL9、CXCL10和CXCL11的表达，从而抑制T细胞浸润。组蛋白乙酰化组蛋白乙酰化通过组蛋白乙酰转移酶1（HAT1）调节免疫应答，HAT1介导CD274和组蛋白去乙酰化酶（HDACs）的表达，HDACs抑制编码PD-L1和PD-L2的基因的表达，以及CCL5、CXCL9和CXCL10的表达，从而损害T细胞浸润。-04-三、细胞内信号通路癌症细胞的一个关键特征是异常信号传导，这是由编码或非编码DNA区域的遗传或表观遗传改变以及生长因子和代谢等外部信号驱动的。WNT–β-catenin通路激活的癌症细胞内固有WNT–β-catenin信号与免疫排斥相关，但其潜在机制仍不明确。WNT–β-catenin通过诱导ATF3表达阻断CD103+树突状细胞的募集和T细胞启动，并抑制CCL4或CCL5分泌。TGF-β通路淋巴细胞抗原LY6K和LY6E在癌症细胞中的过表达激活TGF-β信号转导和SMAD2/3磷酸化，导致NK细胞活性降低和Treg细胞浸润增强。αVβ6整合素的上调通过激活TGF-β和SMAD2/3磷酸化来调节SOX4的表达，SOX4抑制多种I型干扰素诱导基因和编码MHC-I的基因，同时增强PD-L1表达，这会损害细胞毒性T细胞介导的免疫。此外，癌症细胞衍生的TGF-β介导CD4+T细胞向Treg细胞的转化。而SMAD4的敲除会导致肿瘤细胞中TGF-β信号的失活，这增强了CCL9的表达和未成熟髓系细胞的募集。NF-κB信号通路PD-L1的表达受癌症细胞内NF-κB信号转导的转录调控，其途径是通过MUC1-c与CD274启动子上的NF-κB亚基p65的直接结合，或通过TGF-β介导的MRTFA的表达。MUC1-C和p65还驱动ZEB1转录，这导致编码CCL2、IFN-γ、GM-CSF和TLR9的基因受到抑制，CD8+T细胞浸润受损。相反，免疫疗法和化疗诱导的NF-κB和p300–CBP的活化增强了MHC-I抗原呈递和CD8+T细胞识别。HIF信号通路缺氧诱导的缺氧诱导因子1α（HIF1α）信号通路通过增强CD274的表达和抑制编码CCL2和CCL5的基因来驱动免疫逃避，这会损害NK细胞和CD8+T细胞的浸润，而HIF2α诱导CXCL1的表达并促进肿瘤的中性粒细胞募集。-05-四、代谢改变在肿瘤的发生和进展过程中，癌症细胞及其TME不断暴露在恶劣的条件和压力下。为了生存和维持生长，需要细胞适应和代谢重编程。癌症代谢重编程与免疫抑制和逃避有关。肿瘤细胞消耗大量葡萄糖，这与T细胞浸润不良有关。高葡萄糖消耗导致乳酸的产生并分泌到肿瘤微环境中，乳酸在肿瘤微环境中以免疫抑制的方式起作用，降低NK细胞的细胞溶解活性，并增强PD-1表达和Treg细胞的免疫抑制能力。此外，乳酸增加了肿瘤和脾脏中MDSC的频率，并在肿瘤相关巨噬细胞中诱导“M2样”极化。此外，癌症细胞中谷氨酰胺的消耗降低CD8+T细胞的活化和浸润，并通过增加G-CSF的分泌增强MDSC的募集。-06-结语近年来，关于癌症细胞-免疫细胞串扰的研究大幅增长。跨越式发展的技术进步，包括单细胞多组学技术，基于人工智能的系统生物学方法以及体内体细胞基因编辑策略，有望加速这些研究的深入，并最终形成针对个体患者的新型免疫干预策略。展望未来，个性化免疫干预策略将需要综合多组学肿瘤表征、免疫分析、液体活检样本的动态监测以评估基于血液的生物标志物、计算数据分析和转化，以及临床相关体外和体内模型的机制研究。有关癌症细胞内在和癌症细胞外部特征的知识体系将共同决定局部和系统免疫状况，以指导临床决策，并为针对患者个性化新型治疗方法开辟道路。参考资料：1.Mechanisms driving the immunoregulatory function of cancer cells. Nat Rev Cancer.2023 Jan 30.公众号内回复“ADC”或扫描下方图片中的二维码免费下载《抗体偶联药物：从基础到临床》的PDF格式电子书！公众号已建立“小药说药专业交流群”微信行业交流群以及读者交流群，扫描下方小编二维码加入，入行业群请主动告知姓名、工作单位和职务。