癌症免疫循环

来自医学百科

癌症免疫循环(Cancer-Immunity Cycle)是由 Daniel Chen 和 Ira Mellman 于 2013 年提出的学术框架,旨在系统性地描述免疫系统发现并消灭肿瘤细胞的动态过程。该循环共分为七个连续步骤,涵盖了从肿瘤抗原释放到效应 T 细胞杀伤肿瘤的全过程。该理论不仅为理解肿瘤免疫逃逸提供了逻辑支点,也为开发单克隆抗体、ADC 药物、疫苗以及联合免疫疗法奠定了基础。任何一个环节的故障都可能导致免疫监管失败,从而引发肿瘤的发生与进展。

癌症免疫循环 · 框架模型
Cancer-Immunity Profile (点击展开)
                   核心逻辑:抗原释放 → 启动应答 → 归巢浸润 → 识别杀伤
提出者 Chen 和 Mellman (Genentech)
步骤总数 7 个核心环节
临床意义 精准定位免疫治疗切入点

癌症免疫循环的七大环节

免疫系统对肿瘤的攻击是一个闭环系统,每一个步骤的有效性都直接影响最终的杀伤效率:


  • 第一步:肿瘤抗原释放。 死亡或受损的肿瘤细胞释放出突变蛋白(新抗原),这是循环的起点。此时需要免疫原性细胞死亡来提供足够的促炎信号。
  • 第二步:抗原提呈。 树突状细胞(DC)摄取这些抗原。为了激活 CD8+ T 细胞,DC 必须通过 交叉提呈 机制将外源抗原负载到 MHC I 类分子上。
  • 第三步:启动与活化。 DC 迁移至淋巴结,将抗原提呈给原始 T 细胞。此时需要 CD28CD80/86 的协同作用(第二信号)来确保 T 细胞活化而非进入 免疫无反应 状态。
  • 第四步:T 细胞迁移。 活化的效应 T 细胞通过血液循环向肿瘤部位归巢。此过程受趋化因子(如 CCL17、CXCL10)梯度的引导。
  • 第五步:T 细胞浸润。 T 细胞穿过血管壁,克服肿瘤间质压力,渗入肿瘤实质。
  • 第六步:识别肿瘤。 T 细胞通过其 TCR 特异性识别并结合肿瘤细胞表面的 MHC-I-抗原肽复合物。
  • 第七步:杀伤肿瘤。 CD8+ 杀杀性 T 细胞 释放穿孔素和颗粒酶,诱导肿瘤细胞凋亡。死亡细胞再次释放抗原,使循环得以加强和循环。


各环节的阻碍因素与干预策略

循环步骤 潜在阻碍 (免疫逃逸) 治疗切入点
1. 抗原释放 低抗原载量, 缺乏免疫原性 化疗、放疗、溶瘤病毒、ADC
2 & 3. 提呈/启动 缺乏共刺激、Treg 抑制 DC 疫苗, CD40 激动剂, CTLA-4 抑制剂
4 & 5. 迁移/浸润 物理屏障, 趋化因子失调 VEGF 抑制剂, CCL22/17 轴调节
6 & 7. 识别/杀伤 MHC 下调, PD-L1 高表达 PD-1 抑制剂, IL-2 激动剂

循环的动态演进:从“冷”到“热”

癌症免疫循环的概念阐明了为什么单一治疗往往难以奏效。对于“冷肿瘤”(Cold Tumors),循环往往在抗原提呈或 T 细胞归巢环节中断,此时仅使用 PD-1 抑制剂往往效果不佳。联合疗法的核心逻辑在于通过多种手段“加热”肿瘤,激活中断的循环环节,使其能够持续运转。

       参考文献与学术点评
       

[1] Chen D S, Mellman I. (2013). Oncology meets immunology: the cancer-immunity cycle. Immunity.
[学术点评]:肿瘤免疫学领域的圣经级文献。该研究将零散的免疫反应整合成一个统一的逻辑闭环,深刻影响了过去十年的抗癌药物研发。

[2] Mellman I, et al. (2011). Cancer immunotherapy comes of age. Nature.
[学术点评]:早期综述,预见了免疫检查点抑制剂和工程化 T 细胞治疗的崛起,为癌症免疫循环理论的成型做了铺垫。

[3] Hegde P S, Chen D S. (2020). Top 10 Challenges in Cancer Immunotherapy. Immunity.
[学术点评]:在循环理论提出七年后,作者再次总结了如何针对循环中的瓶颈(如耐药性、微环境)进行下一代免疫联合方案设计。

癌症免疫循环 · 知识图谱关联