肿瘤免疫微环境
肿瘤免疫微环境(Tumor Immune Microenvironment, TIME)是指肿瘤细胞生存的复杂生态系统,不仅包含恶性增殖的肿瘤细胞,还包括浸润的免疫细胞、肿瘤相关成纤维细胞 (CAFs)、内皮细胞以及它们分泌的细胞因子和细胞外基质 (ECM)。TIME 不是静止的旁观者,而是与肿瘤细胞发生持续的“共进化” (Co-evolution)。根据CD8+ T细胞的浸润程度和空间分布,TIME 被临床划分为三种主要亚型:免疫炎症型 (Hot)、免疫排斥型 (Excluded) 和免疫荒漠型 (Desert)。这一分类系统目前是预测 ICIs (免疫检查点抑制剂) 疗效和制定联合治疗策略的核心依据。
TIME 的细胞图谱:善恶对决
肿瘤微环境是一个高度动态的战场,其中不同类型的细胞扮演着截然相反的角色,决定了肿瘤是发展还是被清除。
🛡️ 抗肿瘤免疫 (Effector)
免疫表型分类与临床策略
TIME 的空间异质性
2017年,Daniel Chen 和 Ira Mellman 提出的三分法是目前最通用的分类标准。准确分型是实现“精准免疫治疗”的前提。
| 表型 | 典型代表癌种 | 免疫特征 | 治疗策略 |
|---|---|---|---|
| 免疫炎症型 (Hot) |
• 黑色素瘤 • 非小细胞肺癌 (高TMB) • MSI-H结直肠癌 |
TILs 浸润实质,PD-L1 高表达,T细胞呈现“耗竭”状态。 | 单药 PD-1抑制剂 疗效佳。 |
| 免疫排斥型 (Excluded) |
• 微卫星稳定结直肠癌 (MSS) • 肝细胞癌 (HCC) • 卵巢癌 |
T 细胞被基质或异常血管阻挡在侵袭边缘,无法进入。 | 联合抗 VEGF 或 TGF-β + ICIs。 |
| 免疫荒漠型 (Desert) |
• 前列腺癌 • 胶质母细胞瘤 • 小细胞肺癌 (SCLC) |
缺乏 T 细胞浸润,TMB 低,免疫忽视 (Ignorance)。 | 需 癌症疫苗、CAR-T 或 BiTE 引燃。 |
重点探讨:三种类型是否都可以使用肿瘤疫苗?
答案是肯定的,但应用目的和联合策略截然不同。
肿瘤疫苗(如mRNA疫苗、多肽疫苗)的核心机制是向免疫系统呈递抗原,激活特异性 T 细胞。在 TIME 的不同分型中,疫苗解决的痛点各不相同。
| 分型 | 适用性与必要性 | 疫苗的战略角色 | 必须的联合手段 |
|---|---|---|---|
| 免疫荒漠型 (Desert) |
极高必要性 (雪中送炭) |
“从头启动” (De novo Priming): 由于患者体内完全缺乏抗肿瘤 T 细胞,疫苗是打破“免疫忽视”、制造第一批特种部队的唯一非细胞治疗手段。 |
强效佐剂 (如 agonist CD40) + ICIs。单用疫苗可能不足以克服外周耐受。 |
| 免疫排斥型 (Excluded) |
中等必要性 (单用无效) |
“扩充兵力” + “引导迁移”: 虽然已有 T 细胞,但疫苗可以增加 T 细胞的密度和多样性。但关键在于让它们进入肿瘤。 |
必须联合破障药物: 如抗血管生成药 (贝伐珠单抗) 或 TGF-β 抑制剂,否则疫苗诱导出的 T 细胞仍会卡在门外。 |
| 免疫炎症型 (Hot) |
辅助增强性 (锦上添花) |
“表位扩展” (Epitope Spreading): 利用疫苗靶向新的抗原(尤其是新抗原),防止肿瘤通过丢失单一抗原而逃逸,并增强免疫反应的深度。 |
PD-1抑制剂: 因为 T 细胞已经浸润且往往处于耗竭前状态,必须解锁刹车,否则疫苗诱导的新 T 细胞也会迅速耗竭。 |
学术参考文献与权威点评
[1] Chen DS, Mellman I. (2017). Elements of cancer immunity and the limits of immunotherapy. Nature. 2017;541(7637):321-330.
[学术点评]:奠基之作。该综述系统提出了肿瘤免疫表型的三分法 (Inflamed/Excluded/Desert),不仅解释了 PD-1/PD-L1 抗体的疗效差异,更为下一代免疫治疗的联合策略指明了方向。
[2] Sahin U, Türeci Ö. (2018). Personalized vaccines for cancer immunotherapy. Science. 2018;359(6382):1355-1360.
[学术点评]:疫苗权威。BioNTech 创始人的综述,详细论证了在不同免疫微环境下(特别是 TMB 低的冷肿瘤中),个性化新抗原疫苗如何通过打破免疫忽视来发挥关键作用。
[3] Galon J, et al. (2006). Type, density, and location of immune cells within human colorectal tumors predict clinical outcome. Science. 2006;313(5795):1960-1964.
[学术点评]:临床转化。该研究首次证明了肿瘤内部免疫细胞的浸润程度(即后来的 免疫评分 Immunoscore)比传统的 TNM 分期能更准确地预测结直肠癌患者的生存期。
[4] Schreiber RD, Old LJ, Smyth MJ. (2011). Cancer immunoediting: integrating immunity's roles in cancer suppression and promotion. Science. 2011;331(6024):1565-1570.
[学术点评]:机制理论。提出了著名的“3E 假说” (Elimination, Equilibrium, Escape),完美解释了免疫系统如何从“抗癌卫士”转变为“肿瘤帮凶”的动态过程。