免疫抑制微环境
免疫抑制微环境(Immune Suppressive Microenvironment)是肿瘤微环境 (TME) 的核心特征,指肿瘤组织通过招募免疫抑制性细胞、分泌抑制性因子及代谢重构,形成的一个保护肿瘤细胞免受免疫监视的特殊区域。在这种环境中,抗肿瘤效应细胞(如 CD8+ T细胞、NK细胞)的功能被严重抑制或发生耗竭,而调节性T细胞 (Treg)、髓系衍生抑制性细胞 (MDSC) 和 M2型巨噬细胞 则被激活并富集。理解 TME 的复杂性是现代 肿瘤免疫治疗(如 ICI、CAR-T)取得突破的关键。
核心抑制机制:多维度的“免疫封锁”
免疫抑制微环境的构建是一个动态演进的过程,涉及物理屏障、代谢剥削和信号转导的全面重塑。
- 细胞介导的抑制:
Treg 细胞: 通过消耗 IL-2 和分泌 TGF-β 直接抑制效应 T 细胞。
MDSC: 产生大量的 活性氧 (ROS) 和精氨酸酶,破坏 T 细胞的 TCR 信号链。
TAM: 肿瘤相关巨噬细胞在 TAM 受体(如 TYRO3, MERTK)介导下向 M2 极化,促进组织修复和血管生成而非免疫应答。 - 代谢“饥饿”与酸化:
肿瘤细胞的高糖酵解(沃伯格效应)导致微环境 低糖 和 高乳酸。酸性环境直接损害 NK 和 T 细胞的杀伤活性。
此外,IDO 酶过度表达消耗色氨酸,导致 T 细胞周期停滞。 - 物理与基质屏障:
癌症相关成纤维细胞 (CAF): 产生致密的胶原纤维和透明质酸,增加组织间压力,阻碍免疫细胞的浸润和药物的输送。
细胞景观:抑制性细胞的角色表型
| 细胞类型 | 关键标志物 | 抑制机制 |
|---|---|---|
| Treg | FoxP3+, CD25+ | 分泌 IL-10、TGF-β;通过 CTLA-4 剥夺抗原提呈细胞 (APC) 的共刺激信号。 |
| M2-TAM | CD206+, CD163+ | 促进血管生成;分泌趋化因子募集更多抑制细胞;通过 胞葬作用 清除凋亡细胞并产生免疫耐受。 |
| MDSC | CD11b+, Gr1+ (小鼠) | 产生精氨酸酶 I (Arg-1) 和 iNOS,消耗 T 细胞生存必需的氨基酸。 |
重塑策略:从“冷肿瘤”到“热肿瘤”
治疗的核心目标是逆转免疫抑制状态,重新激活内源性抗肿瘤免疫。
- 免疫检查点阻断 (ICB):
使用 PD-1/PD-L1 或 CTLA-4 抗体解除 T 细胞的“刹车”信号。
前沿趋势:联合靶向 LAG-3、TIGIT 或 TAM受体(如抑制 MERTK)以克服耐药。 - 代谢调节:
开发 IDO 抑制剂、乳酸转运蛋白 (MCT) 抑制剂,或改善微环境缺氧状态,为 T 细胞提供良好的“作战条件”。 - 过继性细胞疗法 (ACT):
通过基因工程改造 CAR-T 或 TCR-T,使其能够分泌趋化因子或抗体,主动重构所浸润的微环境。 - 靶向间质重塑:
利用酶类(如 PEGPH20)降解透明质酸,或靶向 CAF 表面蛋白 (FAP),打破物理屏障。
关键关联概念
- 冷肿瘤 vs 热肿瘤: 指肿瘤组织中 T 细胞浸润的程度及其活跃状态。
- 三级淋巴结构 (TLS): TME 中形成的类似于淋巴结的结构,是抗肿瘤免疫的有利信号。
- 免疫逃逸: 肿瘤利用微环境避开免疫杀伤的最终结果。
- 沃伯格效应: TME 代谢重构的主要生化基础。
学术参考文献与权威点评
[1] Hanahan D, Weinberg RA. (2011). Hallmarks of cancer: the next generation. Cell.
[学术点评]:肿瘤学圣经。该文将“免疫逃逸”和“炎症促进肿瘤”正式列为癌症的十大特征,定义了 TME 研究的蓝图。
[2] Binnewies M, et al. (2018). Understanding the tumor immune microenvironment (TIME) for effective therapy. Nature Medicine.
[学术点评]:分类里程碑。系统提出了根据免疫细胞浸润模式对 TME 进行分类的方法,为临床精准免疫治疗提供了理论支撑。
[3] Joyce JA, Fearon DT. (2015). T cell exclusion, immune privilege, and the tumour microenvironment. Science.
[学术点评]:空间免疫学。探讨了 T 细胞为何被“拒之门外”,揭示了基质成分和抑制信号在空间排布上的关键作用。