《Frontiers in Immunology》：Targeting cellular source-specific CXCL9 signaling for immunotherapy in oral squamous cell carcinoma
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这篇前沿综述系统阐述了CXCL9在OSCC肿瘤微环境(TME)中的双重角色，并提出其功能由细胞来源、微环境及受体细胞三方互作决定，为克服免疫检查点阻断(ICB)耐药提供了靶向特定细胞来源CXCL9信号通路(Targeting cellular source-specific CXCL9 signaling)的精准治疗新策略。
靶向细胞来源特异性CXCL9信号用于口腔鳞状细胞癌的免疫治疗
1 引言
口腔鳞状细胞癌(OSCC)是最常见的口腔恶性肿瘤，其五年生存率低于50%，主要挑战在于高复发率、高转移倾向以及对当前免疫治疗的低反应性。肿瘤微环境(TME)在其中扮演了核心角色，而C-X-C基序趋化因子配体9(CXCL9)作为一个关键趋化因子，其功能呈现出显著的矛盾性：它既能作为抗肿瘤效应分子，也能成为促肿瘤因子，这种功能差异主要取决于其产生细胞来源。理解这种细胞来源特异性的CXCL9信号调控，对于开发OSCC的新型免疫治疗策略至关重要。
2 CXCL9在肿瘤微环境中的双重性
CXCL9通过与受体CXCR3结合，主要招募CXCR3+的细胞，如细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)、自然杀伤细胞(NK细胞)和调节性T细胞(Tregs)。然而，其生物学效应并非固定不变，而是由产生细胞的来源、所处的微环境以及表达CXCR3的受体细胞类型这三者之间的交叉对话共同决定。
2.1 CXCL9：疾病进展中的效应子还是共犯
CXCL9的功能具有双重性，它既能驱动抗肿瘤免疫，也能介导免疫抑制和肿瘤转移。这种矛盾并非分子本身的固有属性，而是反映了其细胞来源、动态TME以及受体细胞性质之间复杂的相互作用。为了全面理解其功能归宿，需要分别考察源自骨髓系细胞和间质细胞的CXCL9所产生的不同功能结局。
2.2 骨髓细胞来源的CXCL9是抗肿瘤免疫的引擎
在免疫激活的微环境中，特定的骨髓细胞亚群是保护性CXCL9的主要来源。其中，巨噬细胞在数量上多于树突状细胞，并能产生更高水平的CXCL9。一类独特的促炎性巨噬细胞亚群是CXCL9的关键来源，对于通过招募CXCR3+T细胞来发挥抗PD-L1疗法的疗效不可或缺。CXCL9可增强CTL的趋化性并抑制血管生成，从而抑制肿瘤生长。这些M1型肿瘤相关巨噬细胞不仅促进了CTL的招募，还通过CXCL9介导的信号通路，帮助建立和维持CD8+组织驻留记忆T细胞，并与延长生存期相关。此外，CD103+1型常规树突状细胞构成了另一个不可或缺的CXCL9来源，其共表达CXCL9和IL-12对于NK细胞的招募和激活至关重要。位于三级淋巴结构T细胞区的CXCL9+抗原呈递细胞进一步塑造了高反应性的免疫激活微环境。总而言之，骨髓细胞来源的CXCL9通过协调细胞毒性淋巴细胞的招募和激活，充当抗肿瘤免疫的协调者，最终构建了一个增强治疗效果的免疫激活生态位。
2.3 间质细胞的促肿瘤作用
当CXCL9由间质细胞产生或在免疫抑制性TME中时，其功能可被劫持以促进肿瘤进展。在乳腺癌和黑色素瘤模型中，癌症相关成纤维细胞(CAF)来源的CXCL9/10通过激活肿瘤细胞上的CXCR3受体，显著增强其迁移能力，并通过JNK-IL-1信号轴促进肺定植，构成了一种不依赖于免疫的转移机制。类似地，肿瘤血管内皮细胞表达的CXCL9对黑色素瘤细胞表现出强大的趋化活性，从而促进远处转移。这标志着对其经典免疫招募功能的明显偏离。CXCL9还可被劫持以助长免疫抑制。例如，由BATF3+树突状细胞分泌的CXCL9能将CXCR3+调节性T细胞招募到TME中，从而抑制抗肿瘤免疫并加速肿瘤进展。在膀胱癌中，肿瘤相关树突状细胞产生高水平的CXCL9，通过CXCR3介导的信号通路上调T24肿瘤细胞上的PD-L1表达，从而促进肿瘤生长。此外，免疫抑制性微环境本身可以消除保护性的CXCL9信号。转化生长因子β1(TGF-β1)通过染色质重塑表观遗传学地沉默成纤维细胞中CXCL9/10的表达。总之，CXCL9可能通过招募抑制性Tregs或侵袭性癌细胞，或是在免疫抑制微环境中被沉默，从而促进肿瘤进展。
2.4 来源、微环境和受体之间的交互作用决定CXCL9功能
CXCL9信号传导的生物学结局最终由其细胞来源、周围微环境以及携带受体的细胞之间的相互作用共同塑造。多数研究表明，CXCL9主要通过招募CD8+T细胞来增强抗肿瘤免疫和ICB反应性。骨髓细胞（尤其是巨噬细胞或树突状细胞）来源的CXCL9通常与保护性免疫相关，而间质细胞（如CAFs或内皮细胞）来源的CXCL9则常与肿瘤进展和转移相关。然而，这种二分法并非绝对，因为细胞状态具有高度可塑性和环境依赖性。某些树突状细胞亚群可转变为免疫抑制表型，产生招募Tregs或诱导PD-L1表达的CXCL9。这突显了TME的决定性作用，它协调着CXCL9的表达和功能。免疫刺激性信号如IFN-γ或ICB治疗促进免疫细胞产生CXCL9，而免疫抑制性细胞因子，特别是TGF-β，则通过表观遗传学沉默来抑制或重编程CXCL9活性，尤其是在间质区室中。最终，生物学效应取决于表达CXCR3的受体细胞类型。与CTLs或NK细胞的结合驱动肿瘤清除，但与Tregs上CXCR3的结合则抑制效应免疫反应，而如果与表达CXCR3的肿瘤细胞结合，则会直接促进侵袭和转移扩散。因此，CXCL9的多方面效应是由其来源、微环境背景和受体细胞群这三个决定因素共同定义的。
3 CXCL9在OSCC复杂微环境中的效应是什么？
OSCC的肿瘤微环境表现出独特的解剖学和生物学特征，主要由三个相互关联的因素塑造。首先，其特点是强烈的纤维化和间质促结缔组织增生，这导致了CAFs的显著存在。其次，它与多样化和空间受限的口腔微生物组持续相互作用，后者对局部免疫反应产生直接的调节作用。第三，OSCC起源于结构功能上不同于其他头颈部癌部位的特化粘膜免疫生态位内。这些背景特征共同塑造了包括CXCL9在内的趋化因子信号通路的时空功能解读。
新兴证据，特别是来自HPV阴性头颈鳞癌的证据，强化了CXCL9作为免疫“热”肿瘤基石的经典范式。空间多组学研究证实，CXCL9上调是高度免疫活性肿瘤的核心特征，它与活跃的干扰素信号传导、增强的抗原呈递以及至关重要的CD8+T细胞与肿瘤细胞的空间共定位相关。在这种背景下，树突状细胞和肿瘤相关巨噬细胞产生的CXCL9被认为可促进CD8+T细胞的招募、激活和肿瘤细胞杀伤，从而形成有利的抗肿瘤微环境。
然而，趋化因子CXCL9的功能超越了其招募Th1和T细胞的经典作用，而是被TME重编程为OSCC中免疫逃避的关键介质。这种功能重编程主要由一个表达CXCL9的独特CAF亚群介导，从而在OSCC中观察到的特征性间质纤维化与抗肿瘤免疫抑制之间建立了直接联系。单细胞RNA测序研究在OSCC中发现了一个TDO2+肌成纤维细胞亚群，其分泌CXCL9等趋化因子将T细胞招募到肿瘤周围区域。然而，它会诱导CD4+T细胞分化为Tregs并驱动CD8+T细胞功能障碍，从而劫持CXCL9介导的招募以建立局部免疫抑制生态位。更直接地，在头颈鳞癌的空间转录组分析揭示了MHC-IhiGalectin-9+CAFs。这个亚群高表达CXCL9、CXCL10和CXCL12。它利用CXCL9将CD8+T细胞招募到其附近，然后利用其表面的Gal9直接诱导T细胞耗竭，从而在空间上形成一个“陷阱”，限制功能性T细胞浸润到肿瘤巢中。此外，肿瘤细胞来源的成纤维细胞生长因子-2被确定为OSCC中CXCL9的上游调节因子。FGF-2促进淋巴管生成，并关键性地刺激CXCL9的分泌。这个级联反应通过新形成的淋巴管介导CD8+T细胞的招募和随后的外排，直接导致了免疫“冷”TME和更差的患者预后。
值得注意的是，口腔微生物组对CXCL9表达的调节也表现出这种依赖于背景的双向性。具体而言，以牙龈卟啉单胞菌为代表的牙周病原体已被证明可抑制包括CXCL9在内的Th1型趋化因子，并导致OSCC中的免疫抑制性肿瘤微环境。相反，来自其他肿瘤类型的证据表明，选定的共生细菌或益生菌可以通过激活骨髓细胞和促进CXCL9产生来增强抗肿瘤免疫，这表明微生物对CXCL9轴的影响高度依赖于具体背景。因此，整个口腔微生物群落对OSCC中CXCL9网络的综合影响和主导调节功能是一个活跃的研究领域。
这种二分法向OSCC提出了一个关键问题：是CAFs和免疫抑制性微生物群落完全主导了CXCL9介导的肿瘤进展，还是源自骨髓细胞的保护性信号可以被释放？为了形象地阐述这个核心问题，我们提出了一个模型，该模型说明了CXCL9的功能命运是如何由对抗力量的动态相互作用所支配的。理解这种平衡对于开发旨在调节CXCL9-CXCR3轴以增强抗肿瘤免疫同时减轻其促肿瘤作用的治疗策略至关重要。这些见解直接推动了对CXCL9靶向方法克服ICB耐药性的探索。
4 靶向CXCL9-CXCR3轴以克服OSCC中的免疫治疗耐药
免疫检查点阻断(ICB)，特别是针对PD-1/PD-L1的抗体，代表了癌症治疗的突破。然而，只有少数OSCC患者获得临床益处。有限的疗效很大程度上归因于“冷”肿瘤表型，其特征是效应CD8+ T细胞浸润不良或Tregs大量积聚。这些障碍凸显了迫切需要识别预测ICB反应性的生物标志物，并制定增强OSCC抗肿瘤免疫的策略。
趋化因子CXCL9在塑造OSCC的免疫格局和影响ICB结局方面起着关键作用。由骨髓细胞产生的CXCL9招募并激活CD8+T细胞和NK细胞，从而促进有利于有效检查点抑制的“免疫热”TME。相反，源自间质细胞的CXCL9可能有助于免疫抑制或肿瘤进展，可能削弱ICB的治疗效益。这些发现凸显了CXCL9在OSCC中的双重作用，并表明其在TME中的表达和来源可以作为预测ICB反应性的生物标志物。
大量多层次的证据支持对CXCL9-CXCR3轴进行治疗性调节。虽然针对OSCC的确切晚期临床试验数据仍在出现，但现有证据是充分且有说服力的。首先，直接干预策略旨在通过局部递送或诱导CXCL9来重塑局部免疫微环境。这些策略包括一系列方法，例如在头颈鳞癌中使用溶瘤病毒瘤内递送CXCL9、递送编码CXCL9的环状RNA与抗PD-1单链可变片段的工程化纳米颗粒、共同递送CXCL9与BRD4-PROTAC(dBET6)、使用重组腺相关病毒载体实现局灶性和持续的CXCL9表达，以及应用CXCL9/10工程化树突状细胞疗法联合ICB。其次，临床转化研究揭示了关键的调控节点。例如，体细胞NCOA3突变通过HSP90α/EZH2轴抑制了CXCL9表达和CD8+T细胞浸润，突显了肿瘤内在控制对该趋化因子网络的影响。第三，临床前研究巩固了间质来源的CXCL9作为一个可行的靶点。在黑色素瘤和OSCC模型中，抑制成纤维细胞分泌CXCL9/10可减弱转移。此外，表达THBS2的基质CAFs通过抑制骨髓来源的CXCL9/10来限制CXCR3+CD8+T细胞的招募，这种效应可以通过阻断该轴来逆转。总之，这些多样化的方法共享一个统一的目标：重新平衡CXCL9网络以克服ICB单药治疗的耐药性。
OSCC对免疫治疗的异质性反应从根本上可以追溯到CXCL9主要细胞来源的患间差异性。为了解决这个问题，我们提出了一个“细胞来源决定”的精准框架，这在OSCC的独特病理背景下尤其具有吸引力：普遍的纤维化间质使得间质细胞成为一个关键的治疗靶点，而口腔的解剖可及性有利于局部化、空间信息指导的干预措施。这个框架通过空间分析技术来实施。空间转录组学和多重免疫荧光可用于直接观察和量化CXCL9表达与特定细胞标志物的关系，从而精确区分CXCL9在完整肿瘤结构内的细胞来源，阐明其依赖于背景的功能。
这种空间分析能够进行分子分层，为治疗决策提供了合理依据。“骨髓主导”特征支持旨在增强免疫激活的策略，而“间质主导”特征则表明，调节间质区室应该先于或伴随免疫检查点阻断。这种闭环的、生物标志物引导的策略代表了一种精准医学方法，特别适合克服OSCC中的免疫排斥和ICB耐药。
5 结论
趋化因子CXCL9在癌症中的功能并非预先注定，而是由其肿瘤微环境内的细胞来源主要决定。本综述确立，区分源自抗肿瘤骨髓细胞与促肿瘤间质细胞的CXCL9对于理解其双重性至关重要。具体而言，源自骨髓谱系的CXCL9通常通过招募和激活效应淋巴细胞，成为抗肿瘤免疫的基石。相反，由间质细胞产生的CXCL9通常参与促肿瘤过程，尤其是转移。在以免疫抑制和高度纤维化为特征的TME中，源自间质细胞的促转移信号可能占主导地位，潜在地削弱骨髓谱系免疫激活的治疗效益。重要的是，在特定条件下，例如在ICB治疗期间，CXCL9的免疫激活特性可能展现出显著的治疗潜力。
因此，研究应从仅仅评估CXCL9表达水平，转向识别其在OSCC TME中的细胞来源。治疗目标不是不加选择地抑制或增强CXCL9，而是开发精准策略，选择性靶向其有害来源，同时保留或增强其有益功能。这种针对来源的方法，为OSCC中CXCL9靶向疗法和联合疗法的合理设计带来了重要前景。
