综述:在转移前微环境中巨噬细胞与调节性T细胞的重编程:机制及其治疗意义

《Cancer Pathogenesis and Therapy》:Macrophage-Regulatory T Cell Reprogramming in the Pre-metastatic Niche: Mechanisms and Therapeutic Implications

【字体: 时间:2026年05月10日 来源:Cancer Pathogenesis and Therapy 2.8

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  卡马尔·阿布哈桑(Qamar Abuhassan)|加莱布·奥里卡特(Ghaleb Oriquat)|瓦利德·K·阿卜杜尔萨希布(Waleed K. Abdulsahib)|R·鲁帕什里(R. Roopashree)|普里娅·普里亚达尔希尼·奈亚克(Priya Priyadars

  卡马尔·阿布哈桑(Qamar Abuhassan)|加莱布·奥里卡特(Ghaleb Oriquat)|瓦利德·K·阿卜杜尔萨希布(Waleed K. Abdulsahib)|R·鲁帕什里(R. Roopashree)|普里娅·普里亚达尔希尼·奈亚克(Priya Priyadarshini Nayak)|J·贝萨尼·詹尼(J. Bethanney Janney)|维帕莎·夏尔玛(Vipasha Sharma)|库什瓦克特·乌梅多夫(Xushvakt Umedov)

约旦大学药学院药学与制药技术系,安曼11942,约旦

**摘要**

转移前微环境(pre-metastatic niche,PMN)是一种由肿瘤条件驱动的免疫抑制性微环境,它在肿瘤细胞转移之前就已经在远端器官中形成。巨噬细胞和调节性T细胞(Tregs)在其形成和功能中起着核心作用。肿瘤来源的外泌体(exosomes)和可溶性因子将巨噬细胞重编程为M2样状态,导致细胞外基质(ECM)重构、血管通透性增加以及纤维化微环境的形成。同时,通过髓系来源的抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)、S100钙结合蛋白A8/A9(S100A8/A9)、晚期糖基化终产物受体(receptor for advanced glycation end products,RAGE)和Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)等途径,以及成纤维细胞来源的外泌体C-C基序趋化因子配体1(CCL1)- C-C趋化因子受体类型8(CCR8)信号通路,Tregs被招募并扩增。来自巨噬细胞的细胞因子抑制自然杀伤(NK)细胞和CD8+ T细胞的细胞毒性,从而促进肿瘤的免疫逃逸。巨噬细胞与Tregs之间的相互作用形成了自我强化的抑制性回路,影响转移的边界,并为肿瘤细胞的休眠或生长创造条件。本综述总结了巨噬细胞和Tregs介导PMN形成的核心机制,强调了外泌体在巨噬细胞重编程和微环境边界建立中的关键作用,并讨论了靶向治疗策略及其临床转化面临的挑战。

**1. 引言**

转移仍然是导致癌症相关死亡的主要原因,超过90%的实体瘤患者死亡与此相关。越来越多的证据表明,转移可能是一个早期且协调的过程,由肿瘤与宿主的相互作用以及转移前微环境(PMN)的形成所驱动。转移前微环境是一种在远端器官中促进肿瘤细胞转移的肿瘤条件性微环境。与被动“土壤”不同,PMN被积极地重塑为一个免疫抑制性和促血管生成的微环境,从而促进肿瘤细胞的外渗、存活、休眠和生长。这一概念扩展了帕吉特的“种子与土壤”假说,强调了原发性肿瘤所施加的主动系统性影响。最新研究表明,肿瘤可以通过系统性信号来准备未来的转移部位,这突出了理解PMN机制的必要性。

PMN形成的一个关键方面涉及巨噬细胞和Tregs的招募和重编程,它们是早期免疫耐受的主要调节者。肿瘤来源的外泌体和可溶性因子促使巨噬细胞极化为M2样表型,通过脂质重编程、蛋白水解以及核因子κ轻链增强子(NF-κB)/缺氧诱导因子1-α(HIF-1α)和Toll样受体4(TLR4)等途径促进细胞外基质(ECM)重构、血管通透性增加和纤维化。与此同时,调节性T细胞(Tregs)通过髓系来源的抑制细胞(MDSCs)、S100钙结合蛋白A8/A9(S100A8/A9)、晚期糖基化终产物受体(RAGE)以及成纤维细胞来源的外泌体C-C基序趋化因子配体1(CCL1)- C-C趋化因子受体类型8(CCR8)信号通路进行扩增。巨噬细胞产生的细胞因子抑制自然杀伤(NK)细胞和CD8+ T细胞的细胞毒性,从而帮助肿瘤逃避免疫系统。巨噬细胞与Tregs之间的相互作用形成了自我强化的抑制性回路,这些回路影响转移的边界,并为肿瘤细胞的休眠或生长创造条件。

**2. 转移前微环境与转移微环境的区别**

转移前微环境和转移微环境构成了一个框架,在这个框架中,转移是通过阶段性微环境变化发生的,而不是通过随机扩散实现的。原发性肿瘤通过释放肿瘤分泌因子和细胞外囊泡(EVs)来准备远端器官,在肿瘤细胞到达之前就触发PMN的形成。EVs内的物质(蛋白质和RNA)增强了血管通透性,促进了血管生成,同时也招募了骨髓来源的髓系细胞,并激活了成纤维细胞和内皮细胞,从而创造了有利于肿瘤细胞着陆的“环境”。重要的是,EVs引起的微环境改变是特定于每个器官的:肺部的PMN表现出免疫抑制和血管准备状态,肝脏的PMN显示纤维化重构和ECM积累,骨部的PMN影响成骨细胞和破骨细胞的平衡,而淋巴结微环境则促进淋巴管生成和免疫耐受。这些结果突显了PMN作为一个被肿瘤积极影响的微环境的作用,并支持了针对EV形成、摄取或关键招募和信号通路的预防策略。

相比之下,转移微环境是在扩散的肿瘤细胞(DTCs)定居并招募局部基质和免疫细胞后发展起来的,这些细胞促进了肿瘤细胞的存活、血管生成和免疫逃逸。Tregs通常数量较多,并抑制抗肿瘤免疫反应,而血管和基质的变化则促进了肿瘤的生长。总体而言,针对PMN可能防止初始的肿瘤种植,而针对转移微环境则可能限制已建立的病灶的生长,这表明需要采取两阶段的治疗策略。

**3. 转移前微环境(PMN)发展中巨噬细胞-Tregs协调的分子和细胞机制**

PMN的形成依赖于协调的免疫重构,其中肿瘤来源的因子和外泌体将巨噬细胞导向M2样状态并吸引或激活Tregs。这些细胞共同作用,抑制NK细胞和CD8+ T细胞的活性,修饰ECM,并使血管准备好接受肿瘤细胞,从而支持转移的早期免疫耐受。以下概述了巨噬细胞重编程的主要途径及其与Tregs招募和活性的联系。

**4. 图1. 慢性应激和外泌体在转移前微环境中介导巨噬细胞重编程**

**3.1. 脂质在巨噬细胞极化中的作用**

脂质信号传导是巨噬细胞在PMN中重编程的关键因素。细胞色素P450 4A(CYP4A)- 20-羟基二十碳四烯酸(20-HETE)通路增强了肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)中STAT3的激活。它促进了转化生长因子-β(TGF-β)、血管内皮生长因子(VEGF)和基质细胞来源因子1(SDF-1)的产生,这些因子招募了VEGF受体1阳性(VEGFR1+)的髓系细胞,激活了成纤维细胞,诱导了纤维连接蛋白的积累,并增加了血管通透性,从而支持肿瘤细胞的外渗。阻断CYP4A或STAT3可以减少这些PMN过程,并在临床前模型中降低转移发生率。

**3.2. 脂质滴(LDs)和免疫代谢调节**

巨噬细胞中脂质滴的积累与PMN的免疫抑制和转移密切相关,尤其是在向肝脏转移的过程中。缺氧诱导的脂肪酸结合蛋白7(FABP7)增强了二酰基甘油O-酰基转移酶1(DGAT1)的活性,导致脂质滴的形成和脂肪酸氧化(FAO),这促进了巨噬细胞向M2样状态的极化。脂质向CD8+ T细胞的转移导致这些细胞的耗竭,表现为程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)和黏蛋白结构域含有蛋白3(TIM-3)的增加,以及干扰素-γ(IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和颗粒酶B的减少,从而促进了肿瘤的代谢适应。富含脂质滴的巨噬细胞还通过趋化因子(如C-C基序趋化因子配体20(CCL20)- C-C趋化因子受体类型6(CCR6)吸引Tregs,并通过FAO/雷帕霉素靶点(mTOR)通路维持其抑制功能。

**3.3. 巨噬细胞对细胞外基质(ECM)的重塑**

巨噬细胞通过分泌基质金属蛋白酶(MMPs)(如MMP-2/9/14)和机械性侵袭来重塑ECM,这增加了血管通透性并创造了肿瘤细胞可以利用的迁移路径。在PMN中,巨噬细胞的招募激活了成纤维细胞,促进了ECM的沉积、交联和硬化。巨噬细胞还通过上调PD-L1来帮助招募Tregs,通常是通过AHR信号通路实现的,而Tregs通过抑制炎症信号来促进M2样极化,从而维持纤维化和免疫耐受。

**3.4. 神经内分泌应激通路**

慢性应激通过增强TAM-MDSC抑制网络来增强PMN的调节作用。TAMs中糖皮质激素受体的激活上调了C-X-C基序趋化因子配体1(CXCL1),这通过C-X-C趋化因子受体类型2(CXCR2)招募脾脏中的MDSCs到转移前肺部,从而抑制细胞毒性免疫并促进肿瘤的定植。此外,β-肾上腺素能信号传导促进了MDSC的动员,并通过C-X-C基序趋化因子配体5(CXCL5)- CXCR2-ERK和IL-6/STAT3通路增强了抑制作用,同时增加了脂肪酸氧化(FAO)和前列腺素E2(PGE2)的产生。干扰β-肾上腺素能信号传导、TAMs或CXCL1-CXCR2轴的干预已被证明可以减少PMN的形成和转移。

**3.5. 外泌体诱导的代谢重编程**

肿瘤来源的外泌体(TDEs)可以通过TLR2/高迁移率蛋白组盒1(HMGB1)- NF-κB和HIF-1α/葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)通路将巨噬细胞重编程为有利于糖酵解的状态。这增加了乳酸的产生、PD-L1的表达以及CD206+巨噬细胞的抑制功能,导致T细胞耗竭、MDSCs的招募、细胞外基质(ECM)的酸化以及血管通透性的增加。在各种癌症中,类似的细胞外体介导的信号传导会影响NF-κB、PI3K/蛋白激酶B(AKT)/mTOR、STAT3/STAT6和Hippo/Yes相关蛋白(YAP)等通路,这些通路支持巨噬细胞的适应性和早期微环境的形成。细胞外体还使巨噬细胞产生IL-10和TGF-β,从而促进调节性T细胞(Tregs)的招募并维持抑制性反馈循环。

细胞外体的非编码RNA(ncRNAs)和环状RNA(circRNAs)通过抑制磷酸酶和tenisin同源物(PTEN)及双特异性磷酸酶2(DUSP2)等调节因子,并激活PI3K/AKT和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)/ERK信号通路,促进巨噬细胞向M2型极化。这导致促血管生成和免疫抑制介质(如TGF-β和VEGF)的产生增加,以及血管通透性的增强和ECM的重塑。细胞外体circRNAs,包括circATP8A1和circ_0034880,作为miRNA海绵,激活STAT6/Janus激酶(JAK)-STAT通路及相关信号传导,促进分泌型磷蛋白1(SPP1)高表达的CD206+巨噬细胞表型以及肝中性粒细胞(PMN)的形成。此外,巨噬细胞衍生的细胞外体可以通过miR-4443等机制诱导Tregs的分化,进一步增强免疫抑制。

细胞外体蛋白质,如热休克蛋白90 β族成员1(HSP90B1)和Caveolin-1,促进M2型极化、基质激活、Tenascin-C依赖的ECM构建以及血管通透性的增加,这些过程通常与IL-6/STAT3信号通路协同作用。转录因子ETS1控制的细胞外体层粘连蛋白可以诱导腹膜巨噬细胞的重新编程,并促进趋化因子的释放,从而增强器官特异性趋向性。这些机制还通过成纤维细胞CCL1-CCR8信号通路吸引Tregs,加强IL-10/TGF-β反馈循环,支持免疫逃逸。

在葡萄糖限制条件下,内质网(ER)压力会诱导HMG-CoA还原酶降解蛋白1(HRD1)依赖的肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)的赖氨酸63(K63)泛素化,以及通过内体分选复合体(ESCRT)将其装载到细胞外体中,促进其向远端器官的系统性传播。在肺PMNs中,细胞外体TRAIL将小RNA病毒受体(PVR)+巨噬细胞重编程为免疫抑制状态,表现为PD-L1升高和IFN-γ降低,这会削弱NK细胞功能并促进转移。实验模型中,中和TRAIL可以恢复NK细胞活性并减少转移,而将这种方法与T细胞免疫受体和免疫受体酪氨酸基抑制基序域(TIGIT)阻断结合使用可以进一步改善结果。这些发现揭示了在葡萄糖应激的肿瘤(如肺腺癌)中的可靶向通路。

巨噬细胞重编程途径汇聚在共同的枢纽上,包括HIF-1α、NF-κB和STAT3,这些枢纽将细胞外体信号、代谢压力和炎症信号整合成自我强化的抑制网络。细胞外体负载物可以增强脂肪酸氧化(FAO)和检查点调节,维持STAT3活性和PD-L1表达,同时促进Tregs的积累。例如,细胞外体miR-4488通过reticulon 3(RTN3)/FABP5相关通路支持FAO相关的抑制作用,增强PD-L1介导的免疫排斥和巨噬细胞-Tregs之间的反馈。系统因素,如神经内分泌压力,可能通过增强炎症转录输出和细胞外体释放,进一步强化这些回路,将代谢、细胞外体和炎症机制整合成一个统一的PMN调节系统。这种汇聚解释了单一靶向干预措施的效果有限,并强调了需要多靶点策略来破坏这些核心枢纽和打破巨噬细胞-Tregs之间的增强循环。

巨噬细胞-Tregs之间的相互作用因器官的不同而异,这取决于免疫细胞群体、基质结构、血管和代谢因素的变化。在肺PMNs中,趋化因子如CCL1-CCR8经常驱动血管预激活和免疫排斥,导致CCR8+ Tregs在缺氧或炎症区域积累和巨噬细胞检查点的激活。在肝脏中,Kupffer细胞和单核细胞衍生的巨噬细胞中的脂质诱导的FAO重编程会产生趋化因子梯度(如CCL20-CCR6),吸引Tregs并促进纤维化重塑。在骨组织中,巨噬细胞-破骨细胞通路与核因子κ-B配体(RANKL)驱动的转化和Tregs抑制相互作用,有助于传播和从休眠状态向生长状态的转变。在脑环境中,微胶质细胞主导的免疫调节状态和Tregs产生的介质(如IL-10)在缺氧或代谢受限条件下减少细胞毒性免疫反应。这些区域差异表明,结合共享通路阻断(如STAT3/NF-κB/AHR抑制剂)与针对局部主导机制的器官特异性治疗可能是有效的。

我们在第3节的基础上总结了促进巨噬细胞-Tregs相互作用并加强PMN免疫抑制的关键信号通路。这些通路整合了细胞因子信号、代谢重编程和基质反馈循环,从而促进巨噬细胞和Tregs之间的相互激活。表2提供了简洁的概述,并区分了因果关系(来自扰动研究)和相关性(来自相关性分析)的证据。扰动研究支持该电路中关键节点在体内的因果关系(例如,检查点阻断或通路抑制会降低抑制性巨噬细胞的活性和Treg的积累),而许多人类数据集主要通过共定位和结果相关性显示关联10, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69。该电路模型预测,由于冗余性,针对单个节点的策略可能会被绕过,并且支持破坏汇聚控制点的合理组合方法(例如同时阻断巨噬细胞检查点编程和Treg的迁移或存活通路)64, 65, 66, 67, 68, 69。下载:下载高分辨率图像(327KB)下载:下载全尺寸图像

图3. 巨噬细胞-Treg在PMN中的关键信号通路10, 13, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 52, 53, 54, 64, 65, 66, 67, 68, 69。TDEs传递IL-6、GM-CSF(A)和其他物质以激活IL-6-JAK/STAT3、GM-CSF-STAT5-AHR-PD-L1和CCL1/CCR8通路(B)。这些通路增强了巨噬细胞-Treg的反馈(通过增加IL-10和TGF-β),抑制NK/CD8+效应功能,激活成纤维细胞,并稳定PMN的免疫抑制以支持转移性播散。AZA:5-氮杂胞嘧啶;CCL1:C-C基序趋化因子配体1;CCL12:C-C基序趋化因子配体12;CCL20:C-C基序趋化因子配体20;CCR2:C-C趋化因子受体类型2;CCR6:C-C趋化因子受体类型6;CCR7:C-C趋化因子受体类型7;CCR8:C-C趋化因子受体类型8;CD8+:分化簇8阳性;CXCL1:C-X-C基序趋化因子配体1;CXCL10:C-X-C基序趋化因子配体10;CXCL5:C-X-C基序趋化因子配体5;CXCR2:C-X-C趋化因子受体类型2;ECM:细胞外基质;FAD:黄素腺嘌呤二核苷酸;GCS:粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子;IL-10:白细胞介素10;IL-6:白细胞介素6;IFN-γ:干扰素-γ;MDSC:髓系来源的抑制细胞;MMP2:基质金属蛋白酶2;MMP9:基质金属蛋白酶9;MMP14:基质金属蛋白酶14;MMPs:基质金属蛋白酶;NK:自然杀伤细胞;PD-L1:程序性死亡配体1;S100A4:S100钙结合蛋白A4;SPP1:分泌磷蛋白1(骨桥蛋白);STAT3:信号转导子和转录激活因子3;TDEs:肿瘤衍生的外泌体;TGF-β:转化生长因子β;Tregs:调节性T细胞;VEGF:血管内皮生长因子;VEGFA:血管内皮生长因子A;VEGFD:血管内皮生长因子D。

4.8. PMN生物学中的当前争议
一个核心未解决的问题是Tregs如何在PMNs中维持——是通过局部Tregs的增殖、全身招募还是两者兼有。支持招募的证据来自机制学研究,表明肿瘤衍生的因素(如外泌体)可以重新编程基质细胞(例如成纤维细胞)产生趋化因子梯度(如CCL1),从而促进CCR8+抑制性Tregs在靶组织中的迁移和分化13, 55, 56, 57, 58。相反,转移进展过程中的纵向免疫重构研究表明,在生态位成熟过程中抑制性Treg状态逐渐富集和原位扩张,尽管在许多系统中的直接谱系证据仍然有限65, 66。这些机制可能同时存在,并且可能因肿瘤类型、器官环境、炎症条件和实验模型而异;此外,不同的分析方法(如流式细胞术、单细胞RNA测序[scRNA-seq]和空间映射)能够捕捉Tregs的循环、定位和功能的不同方面7, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69。解决这一争论需要综合实验设计,直接测量招募与增殖,例如命运追踪或谱系追踪结合纵向采样和空间多组学。这些研究还有助于制定治疗策略——例如在招募占主导地位的生态位中阻断趋化因子轴,或在增殖占主导地位的生态位中针对局部Tregs的适应性或存活——并阐明PMN Tregs的维持是否遵循共同的原则或特定于环境的规则。

5. 跨领域主题:Treg与巨噬细胞以外的相互作用
Tregs抑制效应免疫并在转移阶段协调免疫网络64, 65, 66。这里我们强调阶段依赖的功能效应(机制重叠在“转移前生态位(PMN)发展中巨噬细胞-Treg协调的分子和细胞机制”第3节和“驱动Treg-巨噬细胞相互作用的关键信号通路”第4节中讨论)。

5.1. 自然杀伤(NK)细胞
在肺部的PMNs中,较高的Treg水平与较低的NK细胞丰度和活性相关(例如,分化簇107 [CD107]较低),表明早期免疫抑制65, 66。在转移过程中的疾病进展中也观察到类似的趋势,强化了一致的Treg-NK抑制关系65, 66。

5.2. 常规T细胞
在肿瘤引流淋巴结(TDLNs)中,Tregs表现出增强的Foxp3相关程序,而CD4+/CD8+ T细胞表现出减弱的炎症和干扰素反应,表明早期耐受。在转移组织中,增殖的Tregs与分化的CD8+ T细胞一起扩张,但总体效应功能仍然受到抑制;IL-6/STAT3通路也促进了免疫排除和细胞毒性标记物的表达减少53, 54, 65, 66。

5.3. B细胞
在TDLNs中,Treg富集与边缘区B细胞减少和PI3K-AKT-mTOR及TNFα-NF-κB通路的抑制相关,表明早期重构期间B细胞的成熟和增殖受损70。更广泛地说,Foxp3+ Tregs可以在肿瘤微环境中促进CD8+ T细胞的功能障碍,并可能影响对免疫检查点抑制剂的反应,将Treg富集与抗肿瘤效应免疫的损害联系起来71。在转移性肺部,调节性B细胞(Bregs)在不同阶段扩张,可能有助于维持有利于肿瘤生长的环境65, 66。

5.4. 转移前生态位(PMN)形成中的器官特异性调节机制
巨噬细胞-Treg程序取决于环境,并因局部免疫组成、基质结构、血管生物学和代谢限制的不同而在不同器官中有所不同。在肺部,PMN的激活通常涉及早期血管通透性和免疫排除,这由成纤维细胞-免疫信号(如CCL1-CCR8轴)支持,该轴在缺氧和炎症条件下富集CCR8+ Tregs并增强巨噬细胞的检查点程序4, 13, 55, 56, 57, 58。在肝脏中,PMN的条件与免疫代谢密切相关:脂滴积累和巨噬细胞亚群中的FAO重编程(包括FABP7相关程序)可以产生趋化因子梯度(如CCL20依赖的信号),促进Treg招募和纤维化重构22, 23, 24, 25。在骨骼中,免疫抑制与骨骼转化重叠;RANKL/骨保护素(OPG)调控的破骨细胞活性和巨噬细胞介导的基质重构与Treg相关的抑制一起作用,支持DTCs的持续存在和从休眠到生长的转变16, 17。在大脑中,小胶质细胞驱动的免疫监视和有限的免疫通路促进了免疫调节状态;Treg衍生的介质(如IL-10)可以在代谢受限、缺氧的环境中进一步抑制细胞毒性程序4, 6。总体而言,这些器官特异性差异表明需要采取双重方法来管理PMNs:(i)针对共同通路(如STAT3/NF-κB/AHR)和(ii)实施针对免疫抑制和基质重构的主要局部驱动因素的器官特异性干预4, 6, 7。

5.5. 转移前生态位(PMN)生物学中的当前争议
关于PMN相关的Tregs主要是通过组织驻留群体的局部增殖扩增还是通过全身招募扩增,一直存在长期争论。支持招募的证据来自机制学研究,表明肿瘤衍生的信号(包括外泌体教育的成纤维细胞趋化因子程序,如CCL1)可以诱导CCR8+ T regs在靶组织中的迁移和分化13, 55, 56, 57, 58。另一方面,纵向单细胞和空间分析表明,在生态位成熟过程中Tregs在原地扩张并逐渐变得更加具有抑制性65, 66。这些模型并不是相互排斥的:每种机制的相对重要性可能取决于肿瘤类型、器官环境、炎症条件和使用的实验方法(如流式细胞术、scRNA-seq或空间映射),这些方法突出了Tregs的身份、位置和细胞周期状态的不同方面7, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69。

6. 治疗意义和挑战
PMN干扰旨在破坏驱动免疫抑制、血管激活和基质重构的巨噬细胞-Treg回路。表3总结了关键靶点和候选生物标志物。主要挑战包括时机、器官特异性差异和通路冗余,支持合理组合而非单一疗法。

表3. 打破巨噬细胞-Treg程序和PMN相关检测/干预的核心治疗靶点和候选生物标志物
类型 / 生物标志物
机制关联 / 基础机制
方法 / 样本类型
阶段 / 效果 / 价值与限制
参考/试验ID

CCR8
耗尽肿瘤中富集的CCR8+抑制性Tregs;减少免疫排除
Fc优化的抗CCR8 mAb(例如,BAY 3375968, CHS-114)
I/II期
早期数据:显示肿瘤内Treg减少的证据;正在进行的安全性/有效性评估
NCT05537740; NCT05635643

CSF1R
抑制CSF1R信号并减少M2型巨噬细胞程序和髓系招募
CSF1R抑制剂/抗体(例如,axatilimab/SNDX-6352, pexidartinib)
I-III期(多种组合方案)
组合的可行性;报告有肝毒性/炎症
NCT04301778

CD47(magrolimab)
阻断“不要吃我”信号并增强巨噬细胞的吞噬作用
抗CD47 mAb + 化疗 / ICIs
I-III期(实体瘤;某些方案暂停于血液系统恶性肿瘤)
在某些实体瘤中有效;存在贫血风险
NCT02953782

AHR
GM-CSF/STAT5信号稳定AHR,促进巨噬细胞中的PD-L1表达并诱导Tregs
小分子AHR抑制剂(临床前阶段)
临床前
在模型中减少Treg扩张/转移;存在毒性担忧
10, 59, 60

CYP4A/20-HETE
脂质信号激活STAT3并促进M2型极化、ECM重构和血管变化
CYP4A抑制剂(例如,HET0016;临床前)
临床前
在模型中减少转移;毒性/转化尚不清楚
18, 19, 20, 88

外泌体货物(例如,HSP90B1, circRNAs)
EV货物驱动M2型极化和基质重构
EV生物发生抑制剂或RNA靶向
临床前
在CRC模型中阻断肝PMN;冗余限制效果
43, 44, 45, 46, 47, 48, 49

TGF-β(与PD-L1联合使用)
Treg抑制 + 纤维化程序
双功能陷阱(例如,bintrafusp alfa)
I-II期(某些方案已终止)
效果不一;存在皮肤毒性
89; NCT02517398

IL-6/STAT3
支持MDSCs和Tregs的炎症信号枢纽并抑制NK细胞活性
抗IL-6或JAK/STAT抑制剂
多种肿瘤学试验
潜在的ICB协同作用;感染风险
52, 53, 54

生物标志物
Exosomal miR-130b-3p / miR-21
外泌体驱动的巨噬细胞极化和ECM/血管重构
血浆外泌体
约75%敏感性,约80%特异性(针对CRC肝转移风险)
早期器官趋向性信号;需要验证
43, 44

生物标志物
Serum 20-HETE
CYP4A脂质信号激活TAMs中的STAT3
血清
约70%特异性(针对乳腺癌PMN激活)
反映代谢转换;生活方式混杂因素
18, 19, 20, 88

生物标志物
Exosomal HSP90B1
蛋白质货物促进巨噬细胞极化和肝PMN启动
血浆外泌体
预后关联(晚期疾病)
可能的肝趋向性标志物;可能存在冗余
47

生物标志物
IL-6 / GM-CSF谱型
支持抑制性髓系/Tregs的炎症枢纽
血清
中等特异性(取决于环境)
非特异性炎症;混杂因素
52, 53, 54

生物标志物
脂质负载单核细胞(LD/FABP7特征)
循环髓系脂质负荷反映免疫代谢激活
血流细胞术
探索性(临床前相关性)
早期预警潜力;需要技术标准化
22, 23, 24, 25

大多数列出的临床试验并不是专门针对PMNs设计的;它们主要调节已建立肿瘤中的巨噬细胞/Treg通路和/或全身免疫,因此在这里作为PMN相关通路干预措施包括。针对PMNs的试验可能需要经过验证的生态位生物标志物、风险增强的招募和无转移/无复发生存终点(例如,围手术期或MRD设置)。重要的是,目前几乎没有专门针对中性粒细胞(PMN)作为明确治疗目标的临床试验;相反,大多数临床研究都针对已建立肿瘤中的髓系细胞/调节性T细胞(Treg)通路或系统免疫力,这些可能间接影响PMN的生物学特性。由于PMN的生物学特性既具有时间敏感性,又涉及多个冗余通路,因此最可行的临床方法是采用组合策略——通过靶向肿瘤细胞来立即控制病情,同时破坏与PMN相关的通路以降低复发和转移风险。这还可以通过减轻抑制性条件作用来提高免疫疗法的效果。因此,应该使用现实的试验设计(例如围手术期或微小残留病灶设置)来评估“PMN拦截”效果,以无转移/无复发生存率和基于生物标志物的微环境调节作为终点,而不是假设当前试验能够直接选择性地靶向PMN。

在转移前微环境(PMN)检测方面的临床试验、可行性和生物标志物方面,目前专门的针对PMN的干预性试验非常罕见,而且几乎没有明确将PMN作为独立治疗靶点的试验。因此,本节中引用的临床证据应被解释为“与PMN相关”的(即,靶向可能间接影响PMN状态的巨噬细胞/Treg或炎症通路),而不是针对PMN的特异性干预。尽管针对PMN的特定试验仍然有限,但有多项正在进行的研究关注对PMN生物学至关重要的通路,包括髓系细胞重编程、Treg富集以及在转移前微环境(PMN)发展中描述的炎症枢纽、驱动Treg-巨噬细胞相互作用的关键信号通路等。这些研究主要是为了调节原发部位的肿瘤微环境(和/或系统免疫力),其对PMN的影响是推断出来的,而不是直接测试的。

对于髓系细胞的调节,针对集落刺激因子1受体(CSF-1R)的策略已经发展到了与检查点阻断相结合的临床试验中;然而,各个项目中报告的炎症毒性和肝毒性突显了谨慎用药、患者选择和合理组合的重要性。值得注意的是,这些CSF-1R研究并不是为了确认PMN的抑制作用;相反,它们是用传统的临床终点来评估肿瘤部位的髓系细胞调节。除了巨噬细胞导向的方法外,中性粒细胞的可塑性和中性粒细胞胞外陷阱形成(NETosis)也是与PMN相关的髓系机制,这些机制可能促进肿瘤演进、转移进展和治疗抵抗,这表明针对髓系细胞的干预可能需要同时考虑巨噬细胞和中性粒细胞的作用。

对于以Treg为重点的策略,CCR8是一个有吸引力的靶点,因为Treg在肿瘤驻留的抑制性Treg中表达较高;早期的临床和转化研究支持通过CCR8进行耗竭或拮抗的可行性,尽管由于不完全耗竭和通过其他趋化因子的补偿性迁移,其持久性可能受到限制。然而,这些试验同样没有将PMN作为可测量的目标;因此,它们应被视为与PMN生物学相关的通路导向试验,而不是针对PMN的特异性干预。

工程化的髓系细胞疗法已经展示了靶向免疫重编程的概念验证:早期关于IL-12-GEMys和CAR-巨噬细胞平台的研究显示了在实体瘤中的生物学活性。然而,仍然存在诸如生产变异性、炎症毒性、可扩展性和确定最佳组合等挑战。目前,这些方法主要是用于评估肿瘤部位的微环境重塑,而不是直接拦截PMN。

生物标志物对于检测活跃的微环境调控、分层高风险患者以及跟踪靶点通路的破坏至关重要。潜在的液体活检信号包括与巨噬细胞极化和器官趋向性相关的外泌体miRNA(例如miR-130b-3p/miR-21)、与TAM(肿瘤相关巨噬细胞)重编程相关的脂质代谢调节因子(例如20-HETE),以及参与PMN启动的外泌体蛋白 cargo(例如HSP90B1)。炎症细胞因子谱(例如IL-6/GM-CSF)可以指示抑制性条件作用,但缺乏额外的背景信息时可能缺乏特异性。细胞代谢指标(如富含脂质的循环单核细胞(LD/FABP7特征)很有前景,但仍在研究中,需要进一步的验证。

总体而言,实现实际的临床转化将取决于:(i)能够定义患者“PMN激活”的经过验证的生物标志物;(ii)根据风险因素(如高风险或微小残留病灶情况)招募患者;(iii)有生物标志物证据支持微环境调节的无转移或无复发生存率作为终点。在这些工具和方法完全开发之前,当前的试验应被视为在机制上与PMN相关,而不是专门针对PMN。

未来的发展方向需要针对器官特异性的PMN分布图谱、经过验证的早期生物标志物,以及针对相互连接的免疫-基质电路的疗法。结合单细胞和多路成像的空间图谱可以促进器官特异性的干预,而纵向液体活检(如EV ncRNA、脂质代谢物和细胞因子)可能有助于分层风险和跟踪靶点效应。未来的研究应致力于开发合理的组合疗法,同时针对共享的枢纽和器官特异性驱动因素,并在不同的患者群体中(如围手术期、高风险、微小残留病灶)进行测试。

中性粒细胞是一个活跃的肿瘤工程生态系统,它通过免疫抑制、血管调控和基质重塑促进转移。TAM和Treg创建了关键的、自我强化的电路,这些电路抑制NK/CD8+免疫,驱动ECM(细胞外基质)和血管的变化,并影响肿瘤的命运。针对常见的枢纽(如STAT3、NF-κB和AHR),以及EV介导的编程、脂质代谢重编程(例如CYP4A/20-HETE;FABP7/脂质滴程序)和Treg招募/功能(例如CCR8轴),为预防转移提供了机会。像葡萄糖限制下的外泌体TRAIL这样的代谢应激通路进一步揭示了肿瘤代谢与远端部位免疫重塑之间的联系。适当设计的组合疗法,在生物标志物和器官特定因素的指导下,可能提高治疗效果的持久性并降低转移风险。

作者贡献:
Qamar Abuhassan:概念化、手稿设计、写作 - 原稿准备和图表概念化/可视化;
Ghaleb Oriquat:写作 - 审阅和编辑、文献调研和关键智力贡献;
Waleed K. Abdulsahib:概念化、监督、写作、审阅和编辑以及手稿的最终批准;
R. Roopashree:文献搜索、数据管理以及写作 - 审阅和编辑;
Priya Priyadarshini Nayak:临床视角整合、文献验证以及写作 - 审阅和编辑;
J. Bethanney Janney:写作 - 审阅和编辑、技术改进和验证;
Vipasha Sharma:数据解释、图表完善以及写作 - 审阅和编辑;
Xushvakt Umedov:写作 - 审阅和编辑、验证以及各部分的一致性检查。所有作者都已阅读并批准了最终手稿。

伦理声明:
无。

数据可用性声明:
本研究中使用的数据集可根据相应作者的要求提供。

关于写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明:
在准备这项工作时,作者使用了Grok和ChatGPT来改进写作过程,提高手稿的可读性和语言表达。使用这些工具后,作者根据需要审查和编辑了内容,并对已发表文章的内容承担全部责任。

资金支持:
无。
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