共刺激分子在免疫治療中的作用演講人04/共刺激分子靶向治療的挑戰(zhàn)與未來方向03/共刺激分子在免疫治療中的作用機(jī)制：從基礎(chǔ)研究到臨床轉(zhuǎn)化02/共刺激分子的生物學(xué)基礎(chǔ)：免疫應(yīng)答的“第二信號”調(diào)控核心01/共刺激分子在免疫治療中的作用目錄01共刺激分子在免疫治療中的作用02共刺激分子的生物學(xué)基礎(chǔ)：免疫應(yīng)答的“第二信號”調(diào)控核心共刺激分子的定義與發(fā)現(xiàn)歷程共刺激分子是指免疫細(xì)胞活化過程中，除抗原受體識別信號（第一信號）外，必須提供的協(xié)同刺激信號（第二信號）的分子載體。這一概念由Lafferty在20世紀(jì)80年代首次提出，他在研究同種異體移植排斥反應(yīng)時發(fā)現(xiàn)，僅T細(xì)胞受體（TCR）與抗原肽-主要組織相容性復(fù)合體（pMHC）結(jié)合（第一信號）不足以完全激活T細(xì)胞，還需額外信號參與。后續(xù)研究證實(shí)，CD28與其配體B7（CD80/CD86）的相互作用是首個被鑒定的共刺激信號通路，奠定了共刺激分子在免疫調(diào)控中的基礎(chǔ)地位。共刺激分子的分類與結(jié)構(gòu)特征根據(jù)功能與結(jié)構(gòu)，共刺激分子可分為以下幾類：1.免疫球蛋白超家族（IgSF）：包括CD28、CTLA-4、ICOS、PD-1等，其胞外含Ig樣結(jié)構(gòu)域，通過二硫鍵形成穩(wěn)定空間構(gòu)象。例如，CD28的胞外區(qū)具有V-set和C1-set兩個Ig樣結(jié)構(gòu)域，能與B7分子結(jié)合，而CTLA-4雖與CD28同源，但胞內(nèi)區(qū)含ITIM（免疫受體酪氨酸抑制基序），發(fā)揮負(fù)向調(diào)控作用。2.腫瘤壞死因子超家族（TNFSF）及其受體（TNFRSF）：如CD40L（CD154）與CD40、CD137（4-1BB）與CD137L、OX40與OX40L等，其胞外含TNF同源三聚體結(jié)構(gòu)，通過受體三聚化激活下游信號。3.B7家族新成員：如B7-H1（PD-L1）、B7-H3、B7-H4等，近年來被發(fā)現(xiàn)參與免疫抑制，在腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮關(guān)鍵作用。共刺激分子的信號傳導(dǎo)機(jī)制共刺激分子的信號傳導(dǎo)涉及復(fù)雜的胞內(nèi)信號網(wǎng)絡(luò)，以CD28和B7通路為例：-正向共刺激信號：CD28與B7結(jié)合后，其胞內(nèi)區(qū)YMXMmotif磷酸化，募集PI3K（磷脂酰肌醇3-激酶），激活A(yù)KT/mTOR通路，促進(jìn)T細(xì)胞存活、增殖和IL-2分泌；同時增強(qiáng)葡萄糖代謝，支持T細(xì)胞活化所需的能量供應(yīng)。-負(fù)向共刺激信號：CTLA-4與B7的親和力高于CD28，競爭性結(jié)合B7后，其ITIM招募蛋白酪氨酸磷酸酶（SHP-2），抑制TCR信號通路，下調(diào)T細(xì)胞活化，維持免疫耐受。共刺激分子在免疫細(xì)胞相互作用中的核心地位在免疫應(yīng)答中，共刺激分子是連接固有免疫與適應(yīng)性免疫的“橋梁”：-T細(xì)胞活化：抗原呈遞細(xì)胞（APC，如樹突狀細(xì)胞DC）通過MHCII類分子呈遞抗原給CD4+T細(xì)胞（第一信號），同時B7與CD28結(jié)合（第二信號）驅(qū)動T細(xì)胞完全活化；若缺乏第二信號，T細(xì)胞進(jìn)入“無能狀態(tài)”（anergy），無法發(fā)揮效應(yīng)功能。-B細(xì)胞活化：B細(xì)胞受體（BCR）識別抗原（第一信號），Th細(xì)胞通過CD40L與B細(xì)胞CD40結(jié)合（第二信號），促進(jìn)B細(xì)胞增殖、類別轉(zhuǎn)換和抗體分泌。-NK細(xì)胞與巨噬細(xì)胞活化：NK細(xì)胞通過NKG2D等受體識別應(yīng)激細(xì)胞表面的配體（如MICA），同時CD137L與CD137結(jié)合增強(qiáng)NK細(xì)胞殺傷活性；巨噬細(xì)胞通過CD40與CD40L相互作用，促進(jìn)炎癥因子分泌和抗原呈遞。03共刺激分子在免疫治療中的作用機(jī)制：從基礎(chǔ)研究到臨床轉(zhuǎn)化免疫檢查點(diǎn)抑制劑：負(fù)性共刺激分子的靶向阻斷負(fù)性共刺激分子（如CTLA-4、PD-1/PD-L1）在腫瘤微環(huán)境中抑制T細(xì)胞功能，其阻斷劑已成為免疫治療的基石。1.CTLA-4抑制劑：打破免疫耐受的“第一道防線”CTLA-4主要表達(dá)于活化T細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg），其通過抑制APC的B7分子與CD28結(jié)合，限制T細(xì)胞活化。伊匹木單抗（ipilimumab）抗CTLA-4單抗可阻斷CTLA-4與B7的相互作用，增強(qiáng)初始T細(xì)胞的活化，促進(jìn)腫瘤特異性T細(xì)胞擴(kuò)增。在晚期黑色素瘤患者中，伊匹木單抗將3年生存率從10%提升至25%，但伴隨較高免疫相關(guān)不良事件（irAEs），如結(jié)腸炎和肝炎，這與CTLA-4在維持外周耐受中的廣泛作用相關(guān)。免疫檢查點(diǎn)抑制劑：負(fù)性共刺激分子的靶向阻斷2.PD-1/PD-L1抑制劑：重塑腫瘤微環(huán)境的“免疫抑制”PD-1表達(dá)于活化T細(xì)胞、B細(xì)胞和NK細(xì)胞，其配體PD-L1廣泛分布于腫瘤細(xì)胞和APC。腫瘤細(xì)胞通過上調(diào)PD-L1與PD-1結(jié)合，抑制T細(xì)胞浸潤和殺傷功能。帕博利珠單抗（pembrolizumab，抗PD-1）和阿替利珠單抗（atezolizumab，抗PD-L1）可解除這一抑制，恢復(fù)T細(xì)胞活性。在非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）中，帕博利珠單抗用于PD-L1陽性患者的中位總生存期（OS）可達(dá)30.0個月，顯著優(yōu)于化療（14.2個月）。值得注意的是，PD-1抑制劑療效與腫瘤突變負(fù)荷（TMB）和PD-L1表達(dá)水平相關(guān)，提示其療效的生物標(biāo)志物至關(guān)重要。正向共刺激激動劑：增強(qiáng)免疫應(yīng)答的“加速引擎”與負(fù)性共刺激分子阻斷不同，正向共刺激激動劑通過激活共刺激信號，增強(qiáng)免疫細(xì)胞的抗腫瘤活性，尤其在免疫原性較低的腫瘤中展現(xiàn)出潛力。1.CD137（4-1BB）激動劑：促進(jìn)T細(xì)胞存活與記憶形成CD137表達(dá)于活化T細(xì)胞、NK細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞，其激動劑（如urelumab，抗CD137單抗）可激活NF-κB和MAPK通路，促進(jìn)T細(xì)胞增殖、存活和記憶T細(xì)胞分化。在實(shí)體瘤中，CD137激動劑與抗PD-1聯(lián)用可增強(qiáng)CD8+T細(xì)胞浸潤，逆轉(zhuǎn)腫瘤微環(huán)境的免疫抑制。然而，早期臨床試驗(yàn)中urelumab劑量限制性毒性（DLT）主要為肝毒性，可能與T細(xì)胞過度活化有關(guān)，提示需優(yōu)化給藥策略。正向共刺激激動劑：增強(qiáng)免疫應(yīng)答的“加速引擎”O(jiān)X40激動劑：增強(qiáng)T細(xì)胞效應(yīng)功能與持久性O(shè)X40表達(dá)于活化CD4+和CD8+T細(xì)胞，其激動劑（如MEDI6469，抗OX40單抗）可促進(jìn)T細(xì)胞克隆擴(kuò)增和IL-2分泌，抑制Treg功能。在黑色素瘤模型中，OX40激動劑聯(lián)合抗PD-1可顯著抑制腫瘤生長，并產(chǎn)生記憶性T細(xì)胞，抵抗腫瘤再挑戰(zhàn)。目前，OX40激動劑已進(jìn)入I/II期臨床試驗(yàn)，聯(lián)合免疫治療在多種實(shí)體瘤中顯示出初步療效。正向共刺激激動劑：增強(qiáng)免疫應(yīng)答的“加速引擎”CD40激動劑：激活A(yù)PC的“佐劑效應(yīng)”CD40表達(dá)于APC（如B細(xì)胞、DC）和內(nèi)皮細(xì)胞，其激動劑（如selicrelumab，抗CD40單抗）可促進(jìn)DC成熟、抗原呈遞和細(xì)胞因子分泌，增強(qiáng)T細(xì)胞活化。在淋巴瘤中，CD40激動劑聯(lián)合化療可誘導(dǎo)腫瘤特異性T細(xì)胞應(yīng)答，客觀緩解率（ORR）達(dá)40%。此外，CD40激動劑還可促進(jìn)巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的抗體依賴性細(xì)胞吞噬（ADCP），增強(qiáng)腫瘤清除。過繼細(xì)胞治療：共刺激分子修飾的“精準(zhǔn)武器”過繼細(xì)胞治療（ACT）如CAR-T、TIL和TCR-T細(xì)胞，通過體外擴(kuò)增腫瘤特異性T細(xì)胞并回輸患者，已成為血液腫瘤治療的重要手段。共刺激分子的修飾可顯著增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞的持久性和殺傷活性。過繼細(xì)胞治療：共刺激分子修飾的“精準(zhǔn)武器”CAR-T細(xì)胞中的共刺激結(jié)構(gòu)域設(shè)計(jì)CAR結(jié)構(gòu)通常包含胞外抗原結(jié)合區(qū)、鉸鏈區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)信號區(qū)。早期第一代CAR僅含CD3ζ信號區(qū)，療效有限；第二代CAR引入共刺激分子（如CD28或4-1BB）的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域，顯著增強(qiáng)T細(xì)胞增殖和存活。例如，CD19CAR-T（含CD28共刺激結(jié)構(gòu)域）在B細(xì)胞白血病中的完全緩解率（CR）可達(dá)90%，但伴隨細(xì)胞因子釋放綜合征（CRS）等毒性。第三代CAR同時包含兩個共刺激分子（如CD28+4-1BB），進(jìn)一步改善療效，但可能增加細(xì)胞因子風(fēng)暴風(fēng)險(xiǎn)。過繼細(xì)胞治療：共刺激分子修飾的“精準(zhǔn)武器”TIL治療中的共刺激信號優(yōu)化TIL是從腫瘤組織中分離浸潤的T細(xì)胞，經(jīng)體外擴(kuò)增后回輸。研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤微環(huán)境中的T細(xì)胞常因共刺激分子（如ICOS）表達(dá)低下而功能耗竭。通過體外添加ICOS配體或使用ICOS激動劑，可恢復(fù)TIL的增殖能力和IFN-γ分泌，在黑色素瘤治療中ORR達(dá)50%以上。腫瘤疫苗：共刺激分子佐劑的“免疫佐劑效應(yīng)”腫瘤疫苗通過激活腫瘤特異性T細(xì)胞，誘導(dǎo)長期免疫記憶。共刺激分子作為佐劑，可增強(qiáng)疫苗的免疫原性。腫瘤疫苗：共刺激分子佐劑的“免疫佐劑效應(yīng)”樹突狀細(xì)胞疫苗（DC疫苗）中的共刺激分子調(diào)控DC是最專業(yè)的APC，其成熟度決定疫苗效果。體外培養(yǎng)的DC通過CD40L或IFN-γ刺激，可上調(diào)B7、CD80/CD86和ICOS-L表達(dá)，增強(qiáng)與T細(xì)胞的相互作用。在前列腺癌DC疫苗（sipuleucel-T）中，抗原負(fù)載的DC通過CD40-CD40L相互作用，激活T細(xì)胞，延長患者生存期（中位OS從21.7個月增至25.8個月）。腫瘤疫苗：共刺激分子佐劑的“免疫佐劑效應(yīng)”核酸疫苗中的共刺激分子共遞送mRNA疫苗（如COVID-19mRNA疫苗）通過遞送抗原和佐劑（如poly(I:C)）激活TLR信號，同時共刺激分子（如抗CD40抗體）可增強(qiáng)DC成熟。在腫瘤疫苗中，將編碼抗原和共刺激分子（如4-1BB）的mRNA共遞送，可誘導(dǎo)更強(qiáng)T細(xì)胞應(yīng)答，在小鼠模型中顯示出抗腫瘤效果。04共刺激分子靶向治療的挑戰(zhàn)與未來方向療效與安全性的平衡：irAEs的機(jī)制與管理共刺激分子靶向治療的核心挑戰(zhàn)在于療效與毒性的平衡。例如，CTLA-4抑制劑導(dǎo)致的irAEs發(fā)生率高達(dá)50%，而PD-1抑制劑約為20%。其機(jī)制在于：CTLA-4廣泛表達(dá)于Treg，抑制其可打破外周耐受，導(dǎo)致自身免疫反應(yīng)；PD-1抑制劑則可能解除對自身反應(yīng)性T細(xì)胞的抑制，誘發(fā)器官特異性炎癥。目前，irAEs的管理主要采用糖皮質(zhì)激素和免疫抑制劑，但可能影響抗腫瘤療效。未來需開發(fā)組織特異性共刺激分子靶向藥物，減少全身毒性。腫瘤微環(huán)境的復(fù)雜性：免疫抑制網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同作用腫瘤微環(huán)境中存在多種免疫抑制細(xì)胞（如Treg、髓源性抑制細(xì)胞MDSC）和分子（如TGF-β、IL-10），單一共刺激分子靶向可能難以克服免疫抑制。例如，PD-1抑制劑在PD-L1陰性患者中療效有限，可能與腫瘤微環(huán)境中Treg浸潤或MDSC介導(dǎo)的抑制有關(guān)。聯(lián)合靶向多個共刺激分子（如抗PD-1+抗CTLA-4）或聯(lián)合其他免疫治療（如抗VEGF抗體）可增強(qiáng)療效，但需警惕毒性疊加。個體化治療的生物標(biāo)志物：精準(zhǔn)醫(yī)療的基石共刺激分子靶向治療的療效存在顯著個體差異，開發(fā)預(yù)測性生物標(biāo)志物至關(guān)重要。目前，PD-L1表達(dá)、TMB和腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞（TIL）密度已用于指導(dǎo)PD-1抑制劑的使用，但敏感性和特異性有限。未來需探索多組學(xué)生物標(biāo)志物，如共刺激分子基因表達(dá)譜、T細(xì)胞受體庫（TCR）多樣性等，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療。新型共刺激分子的發(fā)現(xiàn)與靶向策略除已知的共刺激分子外，新型分子（如B7-H3、B7-H4、HVEM）在腫瘤中異常表達(dá)，成為潛在靶點(diǎn)。例如，B7-H3在多種實(shí)體瘤中高表達(dá)，與預(yù)后不良相關(guān)，抗B7-H3抗體在臨床試驗(yàn)中顯示出初步療效。此外，雙特異性抗體（如抗PD-L1/抗CTLA-4）和抗體-藥物偶聯(lián)物（ADC）可同時靶向多個共刺激分子，提高靶向性和療效。共刺激分子在自身免疫病與移植免疫中的應(yīng)用除腫瘤外，共刺激分子在自身免疫病（如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡）和移植排斥反應(yīng)中同樣發(fā)揮重要作用。例如，CTLA-4-Ig（abatacept）通過阻斷CD28-B7相互作用，治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎；抗CD40抗體可延長移植器官存活時間。未來，共刺激分子的靶向治療有望拓展至更多疾病領(lǐng)域。四、總結(jié)與展望：共刺激分子——免疫治療的“雙刃劍”與“導(dǎo)航燈”共刺激分子作為免疫應(yīng)答的核心調(diào)控因子，在免疫治療中發(fā)揮著“雙刃劍”作用：負(fù)性共刺激分子的阻斷可解除免疫抑制，正向共刺激分子的激動可增強(qiáng)免疫應(yīng)答，二者協(xié)同構(gòu)成了免疫治療的基礎(chǔ)框架。從CTLA-4和PD-1抑制劑的革命性突破，到CAR-T細(xì)胞中共刺激結(jié)構(gòu)域的精細(xì)設(shè)計(jì)，共刺激分子的研究已從基礎(chǔ)機(jī)制深入到臨床轉(zhuǎn)化，為腫瘤、自身免疫病和移植免疫提供了新的治療策略。共刺激分子在自身免疫病與移植免疫中的應(yīng)用然而，共刺激分子靶向治療仍面臨療效個體化、毒性管理和腫瘤微環(huán)境復(fù)雜性等挑戰(zhàn)。未來，隨著對共刺激分子信號通路的深