腫瘤免疫治療的耗竭性T細胞功能重塑策略演講人腫瘤免疫治療的耗竭性T細胞功能重塑策略01耗竭性T細胞的生物學特征與形成機制：重塑的前提與基礎(chǔ)02引言：腫瘤免疫治療中的“雙刃劍”與核心挑戰(zhàn)03挑戰(zhàn)與展望：邁向個體化、精準化的T細胞功能重塑04目錄01腫瘤免疫治療的耗竭性T細胞功能重塑策略02引言：腫瘤免疫治療中的“雙刃劍”與核心挑戰(zhàn)引言：腫瘤免疫治療中的“雙刃劍”與核心挑戰(zhàn)在腫瘤免疫治療的發(fā)展歷程中，T細胞作為機體抗腫瘤免疫的“主力軍”，其功能的強弱直接決定了治療療效的成敗。以PD-1/PD-L1抑制劑為代表的免疫檢查點阻斷（ICB）療法通過解除T細胞表面的抑制性信號，重新激活了部分處于“失能”狀態(tài)的T細胞，為晚期腫瘤患者帶來了長期生存的希望。然而，臨床實踐與基礎(chǔ)研究均揭示了一個嚴峻現(xiàn)實：在慢性抗原刺激與腫瘤微環(huán)境（TME）的持續(xù)壓迫下，大量T細胞會逐漸進入一種“耗竭（exhaustion）”狀態(tài)——這種狀態(tài)并非簡單的功能抑制，而是一種以漸進性功能喪失、表面抑制性受體異常高表達、代謝重編程和表觀遺傳穩(wěn)定性改變?yōu)樘卣鞯摹敖K末分化”狀態(tài)。耗竭性T細胞（Tcellsexhaustion,TTE）的存在，成為限制ICB療效持久性、導致治療耐藥的關(guān)鍵瓶頸。引言：腫瘤免疫治療中的“雙刃劍”與核心挑戰(zhàn)作為一名長期深耕于腫瘤免疫治療領(lǐng)域的研究者，我在實驗室中曾目睹過這樣的場景：同一份腫瘤樣本中，部分T細胞在PD-1阻斷后迅速恢復IFN-γ分泌能力，而另一些則“無動于衷”，其表面LAG-3、TIM-3等抑制性受體的表達甚至較治療前進一步升高。這種“同質(zhì)化”T細胞群體的“異質(zhì)性”反應，深刻揭示了TTE形成的復雜性與功能重塑的艱巨性。近年來，隨著單細胞測序、空間轉(zhuǎn)錄組學等技術(shù)的突破，我們對TTE的認知從“表型描述”深入到“機制解析”，功能重塑策略也從單一靶點阻斷走向多維度協(xié)同干預。本文將結(jié)合當前研究進展與臨床實踐，系統(tǒng)闡述腫瘤免疫治療中TTE的功能重塑策略，旨在為破解免疫治療耐藥難題提供思路與方向。03耗竭性T細胞的生物學特征與形成機制：重塑的前提與基礎(chǔ)耗竭性T細胞的表型與功能特征TTE并非單一狀態(tài)，而是以“功能梯度”存在連續(xù)譜系。根據(jù)耗竭程度可分為“前耗竭（pre-exhaustion）”“中間耗竭（intermediateexhaustion）”和“終末耗竭（terminalexhaustion）”三個階段：1.前耗竭階段：T細胞仍具備一定的增殖與效應功能，表面以PD-1、CD39等抑制性受體中低表達為特征，在抗原刺激下可短暫產(chǎn)生IFN-γ、TNF-α等細胞因子。此階段T細胞多位于腫瘤組織邊緣或淋巴結(jié)，是ICB治療的主要應答群體。2.中間耗竭階段：T細胞增殖能力顯著下降，效應功能（如細胞毒性顆粒酶釋放、靶細胞殺傷）減弱，表面抑制性受體（PD-1、TIM-3、LAG-3、TIGIT等）呈“高共表達”模式，同時伴隨轉(zhuǎn)錄因子TOX、NR4A家族的持續(xù)激活。此階段T細胞是TME中主要的“抗腫瘤效應細胞”，但其功能易受微環(huán)境抑制。耗竭性T細胞的表型與功能特征3.終末耗竭階段：T細胞進入不可逆的功能喪失狀態(tài)，效應基因（如IFNG、GZMB）沉默，抑制性受體表達進一步升高，且伴隨凋亡傾向。此階段T細胞多位于腫瘤實質(zhì)深部，表觀遺傳修飾高度穩(wěn)定，幾乎無法被現(xiàn)有治療策略重新激活。值得注意的是，TTE的表型具有高度組織特異性與腫瘤類型依賴性。例如，在黑色素瘤中，TTE以PD-1+TIM-3+雙陽性為主；而在肝癌中，TIGIT+TTE的比例顯著升高。這種異質(zhì)性要求重塑策略必須“因瘤制宜”“因細胞制宜”。耗竭性T細胞形成的關(guān)鍵機制TTE的形成是慢性抗原刺激、TME抑制信號、代謝剝奪與表觀遺傳調(diào)控等多因素共同作用的結(jié)果，其核心機制可歸納為以下四方面：1.慢性抗原刺激與TCR信號異常：在腫瘤進展過程中，腫瘤抗原的持續(xù)存在導致T細胞TCR信號處于“慢性激活”狀態(tài)，類似于病毒感染后的“抗原耗竭”。這種狀態(tài)下，TCR信號通路分子（如ZAP70、PKCθ）磷酸化水平異常降低，而負調(diào)控分子（如CBL-b、DGKα）表達上調(diào)，導致T細胞無法有效啟動下游效應通路，反而向耗竭方向分化。2.抑制性受體信號的持續(xù)激活：TME中高表達的PD-L1、Galectin-9、CD155等配體，與T細胞表面的PD-1、TIM-3、TIGIT等受體結(jié)合后，通過激活SHP-1/SHP-2磷酸酶、招募PP2A等磷酸酶，抑制TCR與CD28信號通路的協(xié)同作用，同時促進PI3K/AKT/mTOR信號通路抑制，導致T細胞代謝重編程與功能衰竭。耗竭性T細胞形成的關(guān)鍵機制3.代謝微環(huán)境的剝奪與重編程：TME中葡萄糖、氨基酸等關(guān)鍵營養(yǎng)物質(zhì)匱乏，同時乳酸、腺苷、reactiveoxygenspecies（ROS）等抑制性代謝產(chǎn)物積累，迫使T細胞從“氧化磷酸化（OXPHOS）”依賴型向“糖酵解”傾斜。然而，TTE的糖酵解能力因己糖激酶2（HK2）、磷酸果糖激酶1（PFK1）等關(guān)鍵酶表達下調(diào)而受限，同時線粒體功能受損（如電子傳遞鏈復合物活性降低、mtDNA拷貝數(shù)減少），導致ATP生成不足，無法支持效應功能維持。4.表觀遺傳修飾的穩(wěn)定化：TTE的形成伴隨顯著的表觀遺傳改變，包括DNA甲基化（如效應基因啟動子區(qū)高甲基化）、組蛋白修飾（如H3K27me3沉積抑制效應基因轉(zhuǎn)錄，H3K4me3、H3K27ac激活耗竭相關(guān)基因）以及染色質(zhì)可及性改變。轉(zhuǎn)錄因子TOX、NR4A1/2/3通過招募組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（HATs）與去乙?；福℉DACs），維持耗竭相關(guān)基因的開放染色質(zhì)狀態(tài)，形成“耗竭記憶”，使T細胞難以恢復功能。耗竭性T細胞形成的關(guān)鍵機制三、耗竭性T細胞功能重塑的核心策略：從“解除抑制”到“全面賦能”基于對TTE特征的深入理解與形成機制的解析，當前功能重塑策略已從單一免疫檢查點阻斷，發(fā)展為“靶點阻斷+代謝支持+表觀遺傳調(diào)控+微環(huán)境修飾+細胞治療”的多維協(xié)同模式。以下將從五個維度系統(tǒng)闡述現(xiàn)有策略及其進展。免疫檢查點阻斷的優(yōu)化與聯(lián)合策略：打破“抑制性網(wǎng)絡”免疫檢查點阻斷是重塑TTE功能的基礎(chǔ)，但單一靶點阻斷僅能逆轉(zhuǎn)部分中間耗竭T細胞，且易因繼發(fā)性耐藥導致療效受限。優(yōu)化策略包括“新靶點發(fā)現(xiàn)”“聯(lián)合阻斷”與“靶向遞送系統(tǒng)”三大方向：1.新型抑制性靶點的發(fā)現(xiàn)與阻斷：除PD-1/PD-L1、CTLA-4外，近年研究發(fā)現(xiàn)TIM-3、LAG-3、TIGIT、VISTA等靶點在TTE中高表達，且與ICB療效耐藥密切相關(guān)。例如，TIM-3通過與Galectin-9結(jié)合，誘導T細胞凋亡并抑制IFN-γ分泌；抗TIM-3抗體（如cobolimab）在聯(lián)合PD-1抑制劑時，可顯著改善黑色素瘤、非小細胞肺癌（NSCLC）患者的客觀緩解率（ORR）。免疫檢查點阻斷的優(yōu)化與聯(lián)合策略：打破“抑制性網(wǎng)絡”LAG-3通過與MHCII類分子結(jié)合，抑制T細胞活化與增殖，抗LAG-3抗體（relatlimab）聯(lián)合nivolumab已獲FDA批準用于治療晚期黑色素瘤，成為首個“PD-1+LAG-3”雙抗組合。TIGIT則通過競爭性結(jié)合CD155，阻斷NK細胞與T細胞的激活，其抗體（tiragolumab）聯(lián)合阿替利珠單抗在SCLC中顯示出潛在療效，盡管III期試驗未達主要終點，但仍為聯(lián)合策略提供了重要啟示。2.“1+1>2”的聯(lián)合阻斷策略：針對TTE中抑制性受體的“共表達”特征，聯(lián)合阻斷多個靶點可從不同維度解除抑制，但需警惕疊加毒性。例如，PD-1+TIM-3聯(lián)合阻斷在肝癌臨床前模型中可逆轉(zhuǎn)40%的終末耗竭T細胞，而PD-1+TIGIT聯(lián)合則在結(jié)直腸癌中顯示出微環(huán)境改善效應（如調(diào)節(jié)性T細胞比例下降）。此外，免疫檢查點抑制劑與靶向共刺激分子的聯(lián)合（如PD-1+ICOS、PD-1+4-1BB）可通過“踩油門+踩剎車”雙管齊下，增強T細胞活化與存活。免疫檢查點阻斷的優(yōu)化與聯(lián)合策略：打破“抑制性網(wǎng)絡”3.靶向遞送系統(tǒng)的優(yōu)化：全身性給藥導致的脫靶毒性與藥物濃度不足是限制療效的關(guān)鍵。納米顆粒、抗體-藥物偶聯(lián)物（ADC）等遞送系統(tǒng)可實現(xiàn)靶向性富集。例如，負載抗PD-1抗體的PD-1特異性納米顆粒（PD-1-NP）可優(yōu)先結(jié)合T細胞表面的PD-1，局部高濃度阻斷同時降低系統(tǒng)性毒性；而以TTE表面TIM-3為靶點的ADC藥物，可實現(xiàn)藥物在耗竭T細胞內(nèi)的精準釋放，逆轉(zhuǎn)其功能的同時減少對正常組織的損傷。代謝重塑：為T細胞“補充能量，優(yōu)化代謝通路”TTE的代謝重編程是功能抑制的核心驅(qū)動因素之一，因此通過代謝干預恢復T細胞的能量代謝與生物合成能力，成為重塑策略的重要方向。1.糖代謝的再平衡：TME中葡萄糖剝奪與乳酸積累抑制T細胞糖酵解與OXPHOS。策略包括：-補充關(guān)鍵代謝底物：外源性給予丙酮酸（糖酵解下游產(chǎn)物）或丁酸鈉（短鏈脂肪酸）可繞過糖酵解抑制，促進T細胞線粒體功能恢復，增強IFN-γ分泌。-阻斷代謝抑制通路：腺苷通過腺苷A2A受體（A2AR）抑制T細胞糖酵解，A2AR拮抗劑（如ciforadenant）聯(lián)合PD-1抑制劑在NSCLC臨床試驗中顯示出協(xié)同效應；而乳酸轉(zhuǎn)運體MCT1抑制劑（如AZD3965）可減少乳酸進入T細胞，逆轉(zhuǎn)乳酸誘導的表觀遺傳修飾（如H3K18la沉積）。代謝重塑：為T細胞“補充能量，優(yōu)化代謝通路”2.脂代謝的調(diào)控：TTE中脂肪酸氧化（FAO）過度激活，而脂質(zhì)合成受限，導致膜流動性降低與信號分子生成不足。例如，激活AMPK（能量感受器）可抑制FAO，促進脂質(zhì)合成，增強T細胞增殖與效應功能；而補充ω-3脂肪酸（如DHA）可改善T細胞膜流動性，促進TCR信號傳導。3.氨基酸代謝的干預：TME中色氨酸（通過IDO1降解）、精氨酸（通過ARG1降解）的剝奪是TTE形成的重要原因。IDO1抑制劑（如epacadostat）雖在單藥治療中未顯示出療效，但與PD-1抑制劑聯(lián)合在部分患者中可改善T細胞浸潤；而精氨酸補充劑（如L-精氨酸）可直接恢復T細胞的功能，尤其在ARG1高表達的肝癌模型中效果顯著。表觀遺傳調(diào)控：逆轉(zhuǎn)“耗竭記憶”，恢復功能可塑性TTE的表觀遺傳穩(wěn)定性使其難以被常規(guī)治療激活，通過表觀遺傳藥物“擦除耗竭記憶”，成為實現(xiàn)深度重塑的關(guān)鍵。1.組蛋白修飾調(diào)控：-HDAC抑制劑：如伏立諾他（vorinostat）可通過抑制組蛋白去乙?；黾有騿幼訁^(qū)的H3K9ac/H3K27ac水平，促進IFN-γ、TNF-α等基因轉(zhuǎn)錄。臨床前研究表明，HDAC抑制劑聯(lián)合PD-1抑制劑可逆轉(zhuǎn)終末耗竭T細胞的功能，增強其腫瘤殺傷能力。-HAT激活劑：如p300/CBP激活劑（CC-90001）可增強組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶活性，耗竭相關(guān)基因（如PDCD1、HAVCR2）啟動子區(qū)的H3K27ac水平下降，同時效應基因（IFNG、GZMB）表達上調(diào)。表觀遺傳調(diào)控：逆轉(zhuǎn)“耗竭記憶”，恢復功能可塑性2.DNA甲基化調(diào)控：DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑（如5-aza-2'-deoxycytidine,DAC）可通過降低效應基因啟動子區(qū)的DNA甲基化水平，恢復其轉(zhuǎn)錄活性。然而，DAC的全身性毒性限制了其臨床應用，近期開發(fā)的納米載體包裹的DAC可實現(xiàn)腫瘤局部遞送，顯著降低毒性同時增強T細胞功能重塑效果。3.染色質(zhì)可及性調(diào)控：轉(zhuǎn)錄因子TOX是維持TTE表觀遺傳穩(wěn)定性的“核心開關(guān)”，通過CRISPR/Cas9敲除TOX可顯著逆轉(zhuǎn)T細胞的耗竭表型，恢復其效應功能與增殖能力。此外，靶向TOX上游調(diào)控因子（如IL-2/STAT5信號）的小分子抑制劑也在臨床前研究中顯示出潛力。腫瘤微環(huán)境的系統(tǒng)性修飾：改善T細胞“生存土壤”TTE的形成與功能維持高度依賴TME的抑制性信號，因此通過“多靶點、多維度”修飾微環(huán)境，為T細胞創(chuàng)造“有利生存條件”，是重塑策略的重要補充。1.調(diào)節(jié)性免疫細胞（Treg/MDSC）的清除或功能抑制：Treg細胞通過分泌IL-10、TGF-β及消耗IL-2抑制效應T細胞功能；髓系來源抑制細胞（MDSC）則通過精氨酸酶、iNOS與ROS抑制T細胞活化與增殖?？笴CR4抗體（如mogamulizumab）可清除Treg細胞，增強CD8+T細胞抗腫瘤活性；而PI3Kγ抑制劑（eganelisib）可抑制MDSC的募集與功能，與PD-1抑制劑聯(lián)合在胰腺癌模型中顯著改善療效。腫瘤微環(huán)境的系統(tǒng)性修飾：改善T細胞“生存土壤”2.免疫抑制性細胞因子的中和：TME中高表達的TGF-β不僅直接抑制T細胞功能，還可促進T細胞向耗竭方向分化。TGF-βtrap（如bintrafuspalfa，PD-L1/TGF-β雙功能融合蛋白）通過同時阻斷PD-L1與TGF-β信號，在NSCLC臨床試驗中顯示出一定療效，盡管因毒性問題開發(fā)受限，但仍為細胞因子中和策略提供了思路。3.腫瘤血管正?；寒惓Ｄ[瘤血管導致T細胞浸潤受阻，且缺氧誘導因子（HIF-1α）激活進一步促進TTE形成?？寡苌伤幬铮ㄈ缲惙ブ閱慰梗┛赏ㄟ^“正常化”血管結(jié)構(gòu)，改善T細胞浸潤與氧供，與ICB聯(lián)合在腎癌、膠質(zhì)母細胞瘤中顯示出協(xié)同效應。細胞治療與基因編輯：賦予T細胞“抗耗竭新能力”過繼性細胞治療（ACT）通過體外擴增、激活T細胞后回輸，直接補充效應T細胞；而基因編輯技術(shù)則可對T細胞進行“定向改造”，賦予其抵抗耗竭的能力。1.TILs療法的優(yōu)化：腫瘤浸潤淋巴細胞（TILs）包含大量腫瘤特異性T細胞，但其體外擴增過程中易耗竭。通過添加IL-15、IL-21等細胞因子，或使用PD-1/TIM-3雙抗體阻斷，可在擴增過程中維持T細胞的干細胞樣記憶（Tscm）表型，增強其體內(nèi)持久性與抗腫瘤活性。例如，MD安德森癌癥中心開發(fā)的“擴增-篩選-擴增”策略（通過磁珠分選PD-1-T細胞后再擴增），可顯著提高TILs中效應T細胞的比例與功能。2.TCR-T與CAR-T細胞的改造：傳統(tǒng)CAR-T細胞在實體瘤中易因TME抑細胞治療與基因編輯：賦予T細胞“抗耗竭新能力”制而耗竭，改造方向包括：-共刺激信號增強：在CAR結(jié)構(gòu)中引入4-1BB、ICOS等共刺激信號域，可增強T細胞活化與增殖，延緩耗竭進程。例如，4-1BB共刺激CAR-T在膠質(zhì)瘤模型中顯示出較CD28共刺激更強的持久性。-抑制性受體基因敲除：通過CRISPR/Cas9敲除PD-1、TIM-3等抑制性受體基因，可構(gòu)建“耐藥性CAR-T細胞”。臨床前研究表明，PD-1敲除CAR-T在PD-L1高表達腫瘤中仍保持殺傷能力，且無顯著脫靶效應。-“裝甲CAR-T”策略：將細胞因子（如IL-12、IL-15）或檢查點阻斷抗體基因整合到CAR-T細胞中，實現(xiàn)局部分泌，既增強T細胞功能，又降低系統(tǒng)性毒性。例如，IL-12裝甲CAR-T可通過局部激活NK細胞與巨噬細胞，改善TME，逆轉(zhuǎn)T細胞耗竭。細胞治療與基因編輯：賦予T細胞“抗耗竭新能力”3.干細胞樣記憶T細胞（Tscm）的誘導與回輸：Tscm具有自我更新與多分化潛能，是抵抗耗竭的“理想細胞群”。通過體外誘導（如IL-7、IL-15聯(lián)合TGF-β阻斷）或基因編輯（過表達FOXO1、TCF7等轉(zhuǎn)錄因子），可將效應T細胞重編程為Tscm，回輸后可在體內(nèi)長期存活并分化為效應細胞，為持久抗腫瘤免疫提供保障。04挑戰(zhàn)與展望：邁向個體化、精準化的T細胞功能重塑挑戰(zhàn)與展望：邁向個體化、精準化的T細胞功能重塑盡管TTE功能重塑策略已取得顯著進展，但臨床轉(zhuǎn)化仍面臨諸多挑戰(zhàn)：TTE異質(zhì)性與個體化治療需求不同腫瘤類型、不同患者甚至同一腫瘤內(nèi)部的TTE具有高度異質(zhì)性，其耗竭程度、受體表達譜、代謝特征與表觀遺傳狀態(tài)均存在差異。例如，NSCLC中TTE以PD-1+TIM-3+為主，而肝癌中TIGIT+TTE比例更高；同一患者的原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移灶中，T細胞的耗竭狀態(tài)也可能因微環(huán)境差異而不同。這種異質(zhì)性要求重塑策略必須基于“患者分層”與“細胞分型”，通過單細胞測序、空間轉(zhuǎn)錄組等技術(shù)繪制TTE“圖譜”，實現(xiàn)“精準干預”。聯(lián)合治療的毒性與耐藥風險多靶點聯(lián)合雖可增強療效，但也可能疊加毒性（如免疫相關(guān)不良事件irAEs）或引發(fā)繼發(fā)性耐藥（如上調(diào)新的抑制性受體）。例如，PD-1+CTLA-4聯(lián)合治療的irAEs發(fā)生率高達50%-60%，部分患者因無法耐受而中斷治療；而長期使用TIM-3抑制劑可能導致TIGIT、VISTA等其他抑制性代償性上調(diào)。因此，開發(fā)“低毒高效”的聯(lián)合方案，如基于生物標志物的“序貫聯(lián)合”或“局部遞送聯(lián)合”，是未來重要方向。功能重塑的長期維持與免疫記憶形成當前策略多聚焦于“短期功能恢復”，但TTE的長期穩(wěn)定性與免疫記憶形成仍是未解難題。終末耗竭T細胞即使被部分