腫瘤干細胞微環(huán)境的免疫抑制細胞演講人腫瘤干細胞微環(huán)境：免疫抑制細胞的“土壤”與“溫床”01靶向CSCs微環(huán)境免疫抑制細胞的治療策略與挑戰(zhàn)02CSCs微環(huán)境中的免疫抑制細胞類型與功能特征03總結(jié)與展望04目錄腫瘤干細胞微環(huán)境的免疫抑制細胞作為腫瘤研究領(lǐng)域深耕十余年的科研工作者，我始終被一個核心問題所吸引：為何腫瘤治療常陷入“緩解-復(fù)發(fā)”的循環(huán)？近年來，腫瘤干細胞（CancerStemCells,CSCs）的發(fā)現(xiàn)為這一謎題提供了關(guān)鍵線索——這群具備自我更新、多向分化及治療抵抗能力的“種子細胞”，是腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的根源。而更令人深思的是，CSCs并非孤立存在，它們通過構(gòu)建獨特的“微生態(tài)位”（niche），招募并馴化免疫抑制細胞，形成一道保護傘，使其得以逃避免疫監(jiān)視。本文將從CSCs微環(huán)境的特性入手，系統(tǒng)剖析其中免疫抑制細胞的類型、作用機制及其與CSCs的“共謀”關(guān)系，并探討靶向這一軸線的治療前景，希望能為同行提供新的研究視角。01腫瘤干細胞微環(huán)境：免疫抑制細胞的“土壤”與“溫床”腫瘤干細胞微環(huán)境的本質(zhì)與組成CSCs微環(huán)境是圍繞CSCs形成的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)，其本質(zhì)是腫瘤與宿主相互作用的核心區(qū)域。與普通腫瘤細胞不同，CSCs依賴微環(huán)境提供的生存信號、代謝支持及免疫保護，維持其干細胞特性。這一微環(huán)境包含三大核心組分：1.基質(zhì)細胞：包括癌癥相關(guān)成纖維細胞（CAFs）、內(nèi)皮細胞、脂肪細胞等，通過分泌細胞因子、生長因子及外泌體，構(gòu)建物理與化學(xué)屏障；2.細胞外基質(zhì)（ECM）：經(jīng)CAFs等細胞重塑后，ECM的成分與結(jié)構(gòu)發(fā)生改變（如膠原沉積、透明質(zhì)酸增多），形成致密的“纖維化包膜”，阻礙免疫細胞浸潤；3.免疫微環(huán)境：以免疫抑制細胞為主導(dǎo)的免疫抑制網(wǎng)絡(luò)，是CSCs逃避免疫清除的關(guān)鍵“保護層”。免疫抑制細胞在微環(huán)境中的核心地位在CSCs微環(huán)境的所有組分中，免疫抑制細胞扮演著“雙重角色”：一方面，它們直接抑制效應(yīng)免疫細胞的活性；另一方面，它們通過分泌細胞因子、生長因子等，反向促進CSCs的自我更新、侵襲轉(zhuǎn)移及治療抵抗。這種“雙向互動”使得免疫抑制細胞成為連接CSCs特性與免疫逃逸的核心樞紐。以我們團隊在乳腺癌中的研究為例，通過單細胞測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)，CD44+/CD24-（經(jīng)典乳腺癌干細胞標志物）陽性細胞周圍，高密度浸潤的CD163+M2型巨噬細胞與CD4+CD25+Foxp3+Tregs呈顯著正相關(guān)，且這些免疫抑制細胞的數(shù)量與患者無復(fù)發(fā)生存期（RFS）呈負相關(guān)。這一現(xiàn)象直觀揭示了免疫抑制細胞與CSCs在空間分布與功能上的緊密關(guān)聯(lián)。02CSCs微環(huán)境中的免疫抑制細胞類型與功能特征CSCs微環(huán)境中的免疫抑制細胞類型與功能特征CSCs微環(huán)境中的免疫抑制細胞來源多樣、功能復(fù)雜，根據(jù)其細胞譜系與作用機制，主要可分為髓系細胞、淋巴細胞及固有免疫細胞三大類，每一類又包含多個功能亞群。髓系來源免疫抑制細胞：CSCs的“專屬護衛(wèi)”髓系細胞是CSCs微環(huán)境中數(shù)量最多、功能最強的免疫抑制細胞群體，以髓系來源抑制細胞（MDSCs）和腫瘤相關(guān)巨噬細胞（TAMs）為代表。髓系來源免疫抑制細胞：CSCs的“專屬護衛(wèi)”髓系來源抑制細胞（MDSCs）MDSCs是一群未成熟的髓系細胞，在腫瘤微環(huán)境中顯著擴增，通過多種機制抑制抗腫瘤免疫：-精氨酸酶-1（Arg-1）與一氧化氮合酶（iNOS）介導(dǎo)的代謝抑制：Arg-1分解精氨酸，消耗T細胞增殖所需的必需氨基酸；iNOS催化產(chǎn)生一氧化氮（NO），通過抑制T細胞受體（TCR）信號通路及誘導(dǎo)T細胞凋亡，削弱其抗腫瘤活性。-活性氧（ROS）與活性氮（RNS）的毒性作用：MDSCs高表達NADPH氧化酶，產(chǎn)生大量ROS，不僅直接損傷T細胞，還可誘導(dǎo)Tregs分化，形成“免疫抑制放大效應(yīng)”。-免疫檢查分子的表達：MDSCs高表達PD-L1、B7-H1等免疫檢查分子，通過與T細胞表面的PD-1結(jié)合，抑制其活化與增殖。髓系來源免疫抑制細胞：CSCs的“專屬護衛(wèi)”髓系來源抑制細胞（MDSCs）更關(guān)鍵的是，MDSCs與CSCs存在“雙向促進”關(guān)系：CSCs分泌GM-CSF、IL-6等因子，促進MDSCs的募集與活化；而MDSCs則通過分泌TGF-β、IL-10等，激活CSCs中的Wnt/β-catenin和Notch信號通路，增強其自我更新能力。我們課題組在膠質(zhì)母細胞瘤模型中發(fā)現(xiàn)，敲除MDSCs中的Arg-1基因后，CSCs的比例顯著下降，且腫瘤對替莫唑胺的敏感性提高，直接證明了MDSCs對CSCs的維持作用。髓系來源免疫抑制細胞：CSCs的“專屬護衛(wèi)”腫瘤相關(guān)巨噬細胞（TAMs）TAMs是腫瘤微環(huán)境中浸潤最多的免疫細胞之一，其極化狀態(tài)決定其功能。在CSCs微環(huán)境中，TAMs主要表現(xiàn)為M2型（替代型活化巨噬細胞），通過以下機制支持CSCs：-細胞因子分泌與旁路激活：M2型TAMs分泌EGF、TGF-β、IL-6等生長因子，直接激活CSCs的EGFR、STAT3等信號通路，促進其自我更新。例如，在胰腺癌中，TAMs分泌的EGF可誘導(dǎo)CSCs表達CD44，增強其腫瘤起始能力。-ECM重塑與屏障形成：M2型TAMs高表達基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）和賴氨氧化酶（LOX），通過降解ECM促進CSCs侵襲，同時形成致密的纖維化基質(zhì)，阻礙CD8+T細胞浸潤。髓系來源免疫抑制細胞：CSCs的“專屬護衛(wèi)”腫瘤相關(guān)巨噬細胞（TAMs）-代謝支持：M2型TAMs通過糖酵解產(chǎn)生大量乳酸，乳酸不僅可通過“乳酸化”修飾CSCs中的組蛋白，促進干性基因（如OCT4、NANOG）的表達，還可酸化微環(huán)境，抑制T細胞功能。臨床研究顯示，乳腺癌患者腫瘤組織中CD163+TAMs的密度與CSCs標志物ALDH1的表達呈正相關(guān)，且高密度TAMs患者接受化療后復(fù)發(fā)率顯著升高，提示TAMs是CSCs治療抵抗的重要推手。淋巴細胞亞群：免疫抑制網(wǎng)絡(luò)的“調(diào)節(jié)器”除髓系細胞外，淋巴細胞中的調(diào)節(jié)性T細胞（Tregs）和骨髓來源抑制性細胞樣B細胞（Bregs）也在CSCs微環(huán)境中發(fā)揮關(guān)鍵作用。淋巴細胞亞群：免疫抑制網(wǎng)絡(luò)的“調(diào)節(jié)器”調(diào)節(jié)性T細胞（Tregs）01020304Tregs是CD4+T細胞的亞群，通過高表達CTLA-4、GITR等抑制性分子及分泌IL-10、TGF-β，抑制效應(yīng)T細胞的活化與增殖。在CSCs微環(huán)境中，Tregs的作用機制包括：-直接接觸抑制：Tregs表面的CTLA-4與抗原提呈細胞（APC）表面的B7分子結(jié)合，抑制APC的活化，進而抑制T細胞的啟動。-競爭IL-2：Tregs高表達CD25（IL-2受體α鏈），競爭性消耗IL-2，導(dǎo)致CD8+T細胞和CD4+T細胞因缺乏IL-2信號而凋亡。-誘導(dǎo)免疫耐受：Tregs分泌的TGF-β可誘導(dǎo)樹突狀細胞（DCs）分化為耐受型DCs，進一步增強免疫抑制環(huán)境。淋巴細胞亞群：免疫抑制網(wǎng)絡(luò)的“調(diào)節(jié)器”調(diào)節(jié)性T細胞（Tregs）我們在結(jié)直腸癌模型中發(fā)現(xiàn)，CSCs分泌的趨化因子CCL28可特異性募集Tregs至腫瘤干細胞區(qū)域，而清除Tregs后，CSCs的比例顯著下降，且腫瘤免疫微環(huán)境中的IFN-γ水平升高，提示Tregs是維持CSCs免疫耐受的關(guān)鍵細胞。淋巴細胞亞群：免疫抑制網(wǎng)絡(luò)的“調(diào)節(jié)器”骨髓來源抑制性細胞樣B細胞（Bregs）Bregs是一群具有免疫抑制功能的B細胞亞群，主要通過分泌IL-10、TGF-β及表達PD-L1發(fā)揮抑制作用。在CSCs微環(huán)境中，Bregs的數(shù)量與腫瘤分期及CSCs活性呈正相關(guān)，其作用機制尚不完全明確，但研究表明，Bregs可通過抑制DCs的成熟及促進Tregs分化，間接支持CSCs的存活。固有免疫細胞：CSCs免疫逃逸的“幫兇”固有免疫細胞中的髓系細胞（如巨噬細胞）已在前文詳述，此處重點介紹自然殺傷（NK）細胞與樹突狀細胞（DCs）在CSCs微環(huán)境中的“功能異化”。固有免疫細胞：CSCs免疫逃逸的“幫兇”NK細胞的功能耗竭NK細胞是固有免疫中重要的效應(yīng)細胞，通過識別CSCs表面的應(yīng)激分子（如MICA/B）及殺傷受體（如NKG2D），發(fā)揮殺傷作用。然而，在CSCs微環(huán)境中，NK細胞常處于功能耗竭狀態(tài)：-抑制性受體上調(diào)：CSCs微環(huán)境中的TGF-β可誘導(dǎo)NK細胞高表達TIGIT、PD-1等抑制性受體，削弱其殺傷活性。-細胞因子剝奪：CSCs分泌的可溶性MICA/B（sMICA/B）可與NK細胞表面的NKG2D結(jié)合，導(dǎo)致NKG2D內(nèi)化降解，使NK細胞失去識別靶細胞的能力。固有免疫細胞：CSCs免疫逃逸的“幫兇”樹突狀細胞（DCs）的耐受化DCs是抗原提呈的核心細胞，但在CSCs微環(huán)境中，DCs常分化為耐受型DCs，其機制包括：01在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容-共刺激分子表達降低：CSCs分泌的PGE2可抑制DCs表達CD80、CD86等共刺激分子，使其無法有效激活T細胞。02在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容-誘導(dǎo)Tregs分化：耐受型DCs通過分泌TGF-β及表達IDO（吲哚胺2,3-雙加氧酶），誘導(dǎo)Tregs分化，形成免疫抑制閉環(huán)。03在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容三、免疫抑制細胞與CSCs的相互作用機制：從“對話”到“共謀”04免疫抑制細胞與CSCs之間的相互作用并非單向的“保護”，而是通過多種機制形成“正反饋循環(huán)”，共同維持CSCs的干細胞特性與免疫逃逸能力。細胞因子與趨化因子的“雙向調(diào)控”細胞因子與趨化因子是免疫抑制細胞與CSCs“對話”的核心介質(zhì)：-CSCs→免疫抑制細胞：CSCs高表達GM-CSF、IL-6、CCL2等因子，招募MDSCs、TAMs等免疫抑制細胞至微環(huán)境。例如，乳腺癌CSCs分泌的CCL2可結(jié)合MDSCs表面的CCR2受體，促進其從骨髓遷移至腫瘤組織。-免疫抑制細胞→CSCs：免疫抑制細胞分泌的TGF-β、IL-10、EGF等可直接激活CSCs的干性信號通路。如TAMs分泌的TGF-β可通過激活CSCs中的Smad2/3信號，促進其表達OCT4、SOX2等干細胞轉(zhuǎn)錄因子。代謝重編程的“資源爭奪”腫瘤微環(huán)境中的代謝重編程是CSCs與免疫抑制細胞“共謀”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：-葡萄糖與乳酸的代謝互作：CSCs主要通過糖酵解獲取能量，產(chǎn)生大量乳酸；乳酸不僅可被TAMs攝取，通過“乳酸-丙氨酸循環(huán)”為TAMs提供能量，還可通過抑制T細胞的糖酵解，削弱其抗腫瘤功能。-氨基酸的剝奪：MDSCs高表達Arg-1和IDO，分別消耗精氨酸和色氨酸，導(dǎo)致T細胞因缺乏必需氨基酸而凋亡，同時色氨酸代謝產(chǎn)物犬尿氨酸可直接激活CSCs的AhR信號通路，增強其自我更新能力。膜分子的“直接接觸”免疫抑制細胞與CSCs可通過膜分子直接接觸，傳遞抑制信號：-PD-L1/PD-1軸：CSCs和免疫抑制細胞（如MDSCs、TAMs）均可高表達PD-L1，與T細胞表面的PD-1結(jié)合，抑制T細胞的活化。-CD47/SIRPα軸：CSCs高表達CD47，可與巨噬細胞表面的SIRPα結(jié)合，傳遞“別吃我”信號，抑制巨噬細胞的吞噬作用。外泌體的“信息傳遞”外泌體是細胞間信息傳遞的重要載體，CSCs來源的外泌體攜帶miRNA、蛋白質(zhì)等活性物質(zhì)，可“教育”免疫抑制細胞，使其向促腫瘤表型轉(zhuǎn)化。例如，膠質(zhì)母細胞瘤CSCs來源的外泌體攜帶miR-21，可誘導(dǎo)巨噬細胞向M2型極化，而M2型TAMs又可通過外泌體傳遞TGF-β至CSCs，形成“外泌體介導(dǎo)的惡性循環(huán)”。03靶向CSCs微環(huán)境免疫抑制細胞的治療策略與挑戰(zhàn)靶向CSCs微環(huán)境免疫抑制細胞的治療策略與挑戰(zhàn)基于對免疫抑制細胞與CSCs相互作用機制的深入理解，靶向這一軸線已成為腫瘤治療的新方向。然而，由于CSCs的異質(zhì)性和免疫抑制網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，當(dāng)前治療策略仍面臨諸多挑戰(zhàn)。靶向髓系免疫抑制細胞的策略1.CSF-1R抑制劑：CSF-1是TAMs分化的關(guān)鍵因子，CSF-1R抑制劑（如PLX3397）可減少TAMs的浸潤，逆轉(zhuǎn)其M2型極化。臨床試驗顯示，CSF-1R抑制劑聯(lián)合PD-1抑制劑在治療晚期乳腺癌中顯示出一定療效，但部分患者因MDSCs的代償性擴增而出現(xiàn)耐藥。2.Arg-1與iNOS抑制劑：靶向MDSCs的Arg-1（如CB-1158）和iNOS（如L-NMMA）可恢復(fù)T細胞功能。然而，由于Arg-1和iNOS在正常組織中也有表達，選擇性抑制劑的研發(fā)仍面臨毒性問題。靶向Tregs的策略1.CTLA-4抑制劑：CTLA-4是Tregs的關(guān)鍵抑制性分子，CTLA-4抑制劑（如伊匹木單抗）可阻斷Tregs與APC的結(jié)合，增強抗腫瘤免疫。但CTLA-4抑制劑在激活效應(yīng)T細胞的同時，也可能導(dǎo)致自身免疫反應(yīng)，增加免疫相關(guān)不良事件（irAEs）的風(fēng)險。2.CCR4抑制劑：CCR4是Tregs的趨化因子受體，CCR4抑制劑（如莫格利珠單抗）可減少Tregs的浸潤。在臨床試驗中，CCR4抑制劑聯(lián)合化療治療淋巴瘤顯示出一定療效，但在實體瘤中效果有限。聯(lián)合治療：打破“共謀”的關(guān)鍵單一靶向免疫抑制細胞或CSCs的治療效果有限，聯(lián)合治療已成為必然趨勢：-免疫檢查點抑制劑+CSCs靶向藥：如PD-1抑制劑聯(lián)合Wnt通路抑制劑（如PRI-724），可同時解除免疫抑制并抑制CSCs的自我更新。-化療/放療+免疫治療：化療和放療可誘導(dǎo)免疫原性細胞死亡（ICD），釋放腫瘤抗原，激活T細胞；聯(lián)合免疫檢查點抑制劑可增強抗腫瘤免疫反應(yīng)，同時清除CSCs。-代謝調(diào)節(jié)+免疫治療：如LDH抑制劑（抑制乳酸產(chǎn)生）聯(lián)合PD-1抑制劑，可逆轉(zhuǎn)免疫抑制微環(huán)境，恢復(fù)T細胞功能。挑戰(zhàn)與展望盡管靶向CSCs微環(huán)境免疫抑制細胞的治療策略前景廣闊，但仍面臨以下挑戰(zhàn)：1.異質(zhì)性：CSCs和免疫抑制細胞均具有高度異質(zhì)性，同一腫瘤中可能存在多個亞群，靶向單一靶點難以完全清除