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Molecular Cancer
重塑肿瘤微环境:破解‘冷’肿瘤对免疫治疗耐受的机制与转化策略

2025-10-19

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本文系统解析了免疫治疗耐受型‘冷’肿瘤的三大核心机制——camouflage(免疫伪装)、coercion(免疫抑制)和cytoprotection(细胞保护),并探讨了利用生物材料与代谢调控等新兴策略将‘冷’肿瘤转化为‘热’肿瘤的潜力,为提升免疫治疗响应提供了多组学和跨学科干预的新思路。

 

文献概述
本文《Turning cold tumors into hot tumors to ignite immunotherapy》,发表于《Molecular Cancer》杂志,回顾并总结了肿瘤免疫治疗中‘冷’与‘hot’肿瘤表型的分子和细胞机制,并深入探讨了肿瘤微环境(TME)在决定免疫治疗效果中的核心作用。研究系统性地分类了‘cold’肿瘤的免疫逃逸机制,包括抗原呈递缺陷、免疫细胞招募障碍、物理屏障形成等,并进一步分析了免疫抑制网络、代谢重编程、神经-免疫轴调控等机制对免疫功能的负面影响。文章最终提出通过调控TME、改善T细胞功能等手段将‘cold’肿瘤转化为‘hot’肿瘤的治疗策略,为提升ICIs响应率提供理论支持。

背景知识
‘冷’肿瘤指缺乏T细胞浸润且具有免疫抑制微环境的肿瘤类型,常对免疫检查点抑制剂(ICIs)无响应,而‘热’肿瘤则具备较强的免疫细胞浸入和炎症环境,对ICIs响应良好。当前研究的挑战在于如何逆转‘cold’肿瘤的免疫排斥状态,恢复有效的抗肿瘤免疫应答。近年来,随着对肿瘤免疫循环(tumor-immunity cycle)的深入理解,以及对MHC-I、chemokine、T细胞招募、免疫代谢、神经免疫调控等机制的揭示,越来越多的干预手段被提出。例如,通过表观遗传调控、代谢干预、纳米载体递送、神经调节等方式,调控TME以增强免疫原性。此外,生物材料在重塑TME和增强免疫激活方面也展现出巨大潜力,为‘cold-to-hot’转化提供了新的技术路径。

 

提供基因编辑大小鼠模型,快速构建肿瘤微环境研究相关基因敲除/敲入动物模型,助力机制验证与药效评估。

 

研究方法与实验
该研究综合分析了多项机制,包括肿瘤细胞抗原呈递障碍、免疫细胞招募失调、物理屏障形成、免疫抑制细胞网络激活、代谢重编程以及神经-免疫轴调控等。通过系统文献回顾,作者梳理了各机制在‘cold’肿瘤中的作用,包括B2M突变、IRGQ介导的MHC-I降解、SUSD6介-lysoosomal降解、表观调控如H3K27me3、HDAC8介导的CCL4沉默等。同时,研究也整合了MDSC、Treg、TAN等细胞的免疫抑制功能,以及神经信号(如β-AR、CGRP)、节律调控、膜修复机制(如ESCRT)等在免疫逃逸中的作用。

关键结论与观点

  • ‘Cold’肿瘤通过多种机制逃逸免疫监视,包括抗原呈递沉默、T细胞招募障碍、物理屏障形成、免疫细胞功能抑制等。
  • 肿瘤细胞利用代谢重编程(如葡萄糖、脂质、氨基酸、核苷酸代谢)限制T细胞浸润与功能,同时促进免疫抑制细胞积累。
  • 神经-免疫轴和节律调控在维持‘cold’肿瘤状态中起关键作用,靶向β-AR、CGRP可增强免疫响应。
  • 免疫抑制细胞网络(TAM、Treg、MDSC、TAN)通过分泌抑制性因子、改变代谢微环境、诱导NET形成等机制强化免疫逃逸。
  • 表观遗传修饰(如HDAC、KDM5D、SETDB1)通过抑制抗原呈递基因和趋化因子表达,加剧免疫沉默。
  • 生物材料和代谢干预策略(如MCT1抑制、glutamine拮抗、IDO1抑制)可有效逆转‘cold’肿瘤的免疫抑制状态,促进免疫激活。

研究意义与展望
该研究为开发针对‘cold’肿瘤的免疫转化策略提供了系统性的机制框架,强调了多组学、跨学科干预在提升免疫治疗响应中的潜力。未来,结合生物材料递送、基因编辑、代谢调控、神经调节等技术,将为‘cold’肿瘤的临床转化提供更精准的治疗路径。此外,对肠道微生物组、节律调控、膜修复机制等新兴方向的深入探索,将有助于开发个体化免疫治疗策略,扩大ICIs在更多肿瘤类型中的适用性。

 

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结语
本研究全面揭示了‘cold’肿瘤的三大核心机制,即camouflage(免疫伪装)、coercion(免疫抑制)和cytoprotection(细胞保护),并强调这些机制如何协同作用,使肿瘤逃逸免疫监视。通过分析多个信号通路、代谢调控节点和神经-免疫交互网络,作者提出了一系列潜在治疗干预手段,包括代谢调节、表观遗传药物、生物材料递送系统等。这些策略有望逆转‘cold’肿瘤的免疫抑制状态,增强T细胞浸润与功能,从而提升免疫治疗的响应率。未来,结合多组学和系统生物学方法,进一步优化‘cold-to-hot’转化路径,将为更广泛的癌症患者带来免疫治疗的希望。

 

文献来源:
Yuan-Tong Liu, Yun-Long Wang, Shuo Wang, Xin-Juan Fan, and Xiang-Bo Wan. Turning cold tumors into hot tumors to ignite immunotherapy. Molecular Cancer.
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