综述：结直肠癌器官特异性转移前生态位与转移生态位：“肝转移与肺转移对免疫检查点抑制剂应答差异”

《Frontiers in Immunology》：Organ-specific pre-metastatic and metastatic niches in colorectal cancer: “discrepancy in response to immune checkpoint inhibitors in liver and lung metastasis”

　　

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）仍然是全球癌症相关死亡的主要原因之一，其根本驱动因素在很大程度上是转移性疾病。越来越多的证据表明，转移过程受肿瘤分泌因子的决定性影响；这些因子通过塑造靶器官微环境，促成转移前生态位（pre-metastatic niche，PMN）的形成，并进一步发展为转移生态位及肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）。肿瘤来源因子，包括细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）、细胞因子以及整合素，在肿瘤细胞到达之前即可在远处器官中协同诱导血管重塑、免疫抑制和基质重编程。尽管其中许多过程具有共性，但肝脏会形成一种高度免疫耐受且免疫抑制性的生态位，其特征为髓系细胞聚集、T细胞耗竭以及全身免疫抑制增强。相较之下，肺部表现出更强的炎症性与免疫反应性微环境，伴随增强的淋巴细胞活化，但同时存在由中性粒细胞驱动的免疫抑制。这些差异转化为具有临床意义的免疫治疗结局差别：肝转移持续与免疫检查点抑制剂（immune checkpoint inhibitors，ICIs）耐药相关，而肺转移则显示出相对更优的应答。本综述探讨了结直肠癌中PMN形成的机制，特别聚焦于肝脏与肺脏，并分析其不同免疫图谱如何影响对ICIs的应答；同时评估了目前旨在克服器官特异性耐药的治疗策略，包括联合免疫治疗、抗血管生成药物、靶向治疗以及TME调控策略。最后，文章强调了现有证据的关键局限性并提出未来研究方向，突出器官特异性治疗策略与临床试验设计的必要性。对PMN生物学及器官依赖性免疫调控的更深入理解，可能推动转移性CRC更有效且更具个体化的治疗方案的发展。

1 Introduction

本文首先指出，结直肠癌（CRC）是全球高发且高致死性的恶性肿瘤，转移是导致患者死亡的核心原因。文章以“种子与土壤”学说为理论基础，强调远处器官并非被动接受肿瘤细胞，而是在原发肿瘤分泌信号作用下预先被“教育”，形成适于肿瘤定植的转移前生态位（PMN）。作者进一步提出，转移进展不仅取决于肿瘤内在遗传改变，也深受转移器官免疫和基质组成的影响。不同解剖部位存在显著差异化的免疫微环境，这些器官特异性免疫生态位由不同的免疫细胞群、细胞因子通路和基质成分构成，从而决定播散肿瘤细胞是被清除、进入休眠，还是形成显性转移灶。对于免疫检查点抑制剂（ICIs）而言，除了MSI-H/dMMR、肿瘤浸润淋巴细胞增多、高Immunoscore、高肿瘤突变负荷和POLE突变等已知因素外，转移灶所在器官本身正逐渐成为影响疗效的重要决定因素。文章据此提出核心问题：为何CRC肺转移对ICIs常较肝转移更敏感，其机制是否源于不同器官PMN与肿瘤微环境（TME）的免疫结构差异。

2 Common pathway of PMN formation

在共同机制层面，文章系统概括了CRC形成PMN的一般过程。原发肿瘤可释放血管内皮生长因子A（VEGF-A）、转化生长因子-β（TGF-β）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素、S100家族蛋白以及细胞外囊泡（EVs）等多种介质，经循环到达远处器官后诱导血管重塑和内皮黏附分子上调，从而促进血管生成并建立早期易感微环境。EVs可被转移前器官内皮细胞摄取，增加血管通透性并促进肿瘤细胞外渗和定植。同时，赖氨酰氧化酶（LOX）等分子推动细胞外基质（ECM）重塑，形成胶原交联增强、纤维连接蛋白沉积和整合素信号活跃的高黏附性支架。文章强调，部分外泌体整合素具有器官趋向性，如α6β4和α6β1与肺趋向性相关，而αvβ5提示肝趋向性。另一个关键事件是骨髓来源细胞募集，包括VEGFR1⁺造血祖细胞、髓源性抑制细胞（MDSCs）、肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）、中性粒细胞和调节性T细胞（Tregs）等，这些细胞共同削弱适应性抗肿瘤免疫。中性粒细胞还能释放中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）及蛋白酶，进一步支持肿瘤细胞黏附和存活。除此之外，肿瘤来源外泌体微小RNA如miR-25-3p可通过抑制KLF2和KLF4，降低ZO-1、occludin和claudin-5表达，破坏内皮屏障并增强血管生成。作者由此指出，尽管这些步骤在不同器官中具有共性，但最终PMN的免疫组成与基质结构仍表现出显著器官特异性。

3 Organ-specific metastatic niche formation and immune landscapes

3.1 Liver

在肝脏部分，文章强调肝脏不仅因门静脉回流而暴露于更多肿瘤细胞，更因其固有免疫耐受属性而成为CRC最常见的转移部位。肝脏长期接触来自肠道的抗原、微生物产物和代谢物，为避免过度炎症，其免疫系统倾向于免疫抑制而非完全效应激活。这种状态由Kupffer细胞、肝窦内皮细胞、肝星状细胞等维持，它们可促进活化T细胞删除、诱导调节通路并产生抑制性介质。在此基础上，原发肿瘤释放的EVs和可溶性因子进一步重塑肝脏免疫和基质环境。文中重点列举了多种肝转移促进信号：外泌体miR-934可经PTEN/PI3K-AKT通路驱动巨噬细胞向M2表型极化；富含热休克蛋白90B1（HSP90B1）的EVs可促使肝巨噬细胞由M1向M2转化并降低CD8⁺ T细胞活力；外泌体ADAM17通过裂解E-cadherin增强迁移并促进肝转移；EV相关miR-21可激活肝巨噬细胞Toll样受体7（TLR7）信号，诱导白细胞介素-6（IL-6）产生及MDSCs扩增；EV内TGF-β1还可抑制自然杀伤（NK）细胞毒性。与此同时，肿瘤来源VEGF-A可刺激TAMs产生CXCL1，从而招募CXCR2⁺ MDSCs；TIMP-1通过提升肝脏基质细胞衍生因子-1（SDF-1）促进中性粒细胞募集。基质层面，肝星状细胞（HSCs）可被富含TGF-β1和miR-188-3p的外泌体激活并向癌相关成纤维细胞（CAFs）表型转化，继而分泌纤维连接蛋白和CXCL12，形成促进肿瘤保留和定植的黏附性基质支架。综上，肝脏PMN的核心特征是免疫抑制性髓系细胞富集、CD8⁺ T细胞减少和显著的基质重塑，这为后续肝转移建立了高度容受性的“土壤”。

3.2 Lung

与肝脏不同，肺部PMN更突出炎症信号增强及中性粒细胞主导的免疫募集。原发肿瘤释放的因子和具有肺趋向性的外泌体分子可预先激活肺组织，促成利于肿瘤外渗和定植的炎症性环境。文中指出，CRC来源VEGF-A可通过TAMs诱导CXCL1释放，招募CXCR2⁺ MDSCs进入肺部；这些细胞随后通过TGF-β、活性氧和IL-10抑制抗肿瘤免疫，并促进Tregs分化。另一方面，外泌体RNA可激活肺泡上皮细胞TLR3信号，诱导CXCL5和CXCL12分泌，从而募集更多中性粒细胞。CRC来源EVs中的integrin β-like 1（ITGBL1）及miR-146、miR-155则可被肺成纤维细胞摄取，激活NF-κB和STAT3通路，使其向CAF样细胞转化，并分泌IL-6、TNF-α、TGF-β和CXCL12，放大肺部炎症性基质信号。肺部内皮完整性也可被破坏，VEGF-A驱动的炎症信号和前列腺素E2（PGE2）生成可促进内皮活化和免疫细胞浸润。作者特别强调中性粒细胞在肺转移生态位中的关键作用：在IL-6、IL-10和粒细胞集落刺激因子（G-CSF）影响下，中性粒细胞可向促肿瘤“N2”表型转化，释放基质金属蛋白酶（MMPs）及S100A8/A9等分子，完成ECM重塑并招募更多支持性细胞；其释放的中性粒细胞弹性蛋白酶还可破坏血管屏障。文中引述的前临床研究提示，SMAD4缺失可经CCL15-CCR1轴促进CCR1⁺肿瘤相关中性粒细胞（TANs）积累并推动肺转移；而肝转移灶射频消融不充分后，残留肿瘤可募集CD177^hi PAD4^hi中性粒细胞并形成NETs，加速肺转移。总体而言，肺PMN虽然同样存在免疫抑制成分，但其底色更偏炎症性和免疫反应性。

4 Mechanisms of response to immune checkpoint inhibition within the TME

4.1 Isolated liver metastasis

文章在免疫治疗应答机制部分指出，肝转移是CRC中ICI疗效不佳的重要负向修饰因素，即便在MSI-H/dMMR等基因组学上相对有利的人群中亦然。其根本原因在于肝脏局部与全身双重免疫抑制。局部层面，SPP1^high TAMs与FAP⁺ CAFs在浸润边缘形成髓系-基质复合生态位，排斥T细胞进入、降低抗原呈递并上调检查点配体；肿瘤EVs中miR-21-5p和miR-181a-5p可激活巨噬细胞TLR7，驱动IL-6/STAT3介导的髓系偏移，使PD-L1、ARG1和IL-10上调。基质及血管重塑进一步限制CD8⁺ T细胞浸润，TGF-β1和miR-188-3p可促使HSCs转化为CAFs并形成富胶原ECM屏障；miR-25-3p和ADAM17则破坏内皮稳态，但更有利于抑制性髓系细胞迁移而非有效抗肿瘤淋巴细胞浸润。更重要的是，肝转移与全身性CD8⁺ T细胞耗竭相关：FasL⁺ CD11b⁺ F4/80⁺肝巨噬细胞可通过Fas-FasL相互作用诱导Fas⁺ CD8⁺ T细胞凋亡，导致对ICI疗效至关重要的T细胞库被“抽离”；树突状细胞缺乏也会进一步削弱免疫检查点阻断效果。除局部影响外，肝转移还可通过CTLA-4^Hi Tregs依赖性免疫抑制、中性粒细胞许可化及特异性MDSCs表型扩增，抑制肝外病灶的免疫反应。文章还提到，ICI应答可能存在时间窗：肝转移形成早期仍可观察到T细胞聚集，而晚期则出现全身性T细胞减少，因此PD-1阻断的较佳时机可能在肝转移建立之前。

4.2 Isolated lung metastasis

相较于肝转移，孤立性肺转移通常不表现出同等程度的免疫治疗抵抗，尤其缺乏明显的全身性抑制效应。肺转移微环境中可见更丰富的T细胞浸润，且这些T细胞表达更高水平的活化标志物，如CD27、CD44、ICOS、4-1BB和CD45RO；同时伴有更高密度的抗原呈递细胞和更发达的淋巴样聚集结构。文章指出，肺部TME中cGAS-STING通路活性更高，能够促进树突状细胞激活、I型干扰素产生、三级淋巴结构形成以及T细胞和NK细胞的细胞毒性增强。三级淋巴结构的存在通常提示更“炎症化”的肿瘤微环境，并与细胞毒性T细胞及B细胞浸润增加相关。尽管如此，肺部并非完全免疫有利环境，其免疫抑制主要由中性粒细胞驱动：促转移N2中性粒细胞可通过CD80/CD86-CTLA-4信号及PD-L1上调抑制T细胞功能。作者据此认为，肺转移灶中实际上保留了较为完整的免疫反应组成要素，即抗原呈递、干扰素信号及功能尚存但受抑制的T细胞，这可能解释了肺单发或肺主导转移在ICI联合方案中的相对较高敏感性。

4.3 Concurrent liver and lung metastasis

当肝肺转移并存时，文章认为肝脏通常是决定ICI疗效的主导部位。流行病学数据显示，该模式虽不常见，但具有明确临床意义。多项研究提示，无论在MSS/pMMR还是dMMR/MSI-H人群中，只要存在肝转移，客观缓解率和无进展生存均较差；相反，单纯肺转移的结局更优。因此，在肝肺并存患者中，肝脏相关的全身T细胞耗竭和Treg依赖性免疫抑制很可能削弱包括肺转移灶在内的整体ICI反应，提示治疗决策不能将所有转移部位视为生物学等价实体，而应把肝脏视为系统性免疫耐药的重要驱动因素。

5 TME targeting to overcome resistance to immunotherapy: clinical evidence

临床证据部分总结了多类针对TME以克服器官特异性耐药的策略。总体上，多个MSS/pMMR转移性CRC队列显示，接受PD-1/PD-L1为基础联合治疗时，缓解和持久疾病控制更多见于肺单发或肺主导转移患者，而肝转移患者明显获益较少。双免疫检查点抑制方面，durvalumab联合tremelimumab、botensilimab联合balstilimab等研究均提示无肝转移患者疾病控制率或客观缓解率更高；在MSI-H/dMMR人群中，含双免方案较单药改善更明显，但这一优势在存在肝转移时减弱。ICI联合抗VEGF策略中，部分研究显示抗血管生成治疗可能通过血管正常化改善CD8⁺ T细胞浸润，从而部分减轻肝转移的不利影响；尤其在CAPABILITY-01研究中，sintilimab、chidamide与bevacizumab三联在肝转移患者中较双联方案显著改善PFS、ORR和DCR。ICI联合酪氨酸激酶抑制剂（TKI）方面，regorafenib联合nivolumab，或再加ipilimumab，在肺转移患者中显示较高应答，而肝转移患者应答极低甚至为零；不过cabozantinib联合durvalumab及zanzalintinib联合atezolizumab等方案在部分肝转移患者中仍观察到一定活性。局部治疗联合免疫治疗方面，针对肝脏的射频消融或立体定向放疗联合双免目前总体疗效有限，未能在未处理病灶中诱导明显客观缓解。其他TME靶向策略，如CSF1R抑制、氧化型巨噬细胞迁移抑制因子靶向、CCR2/CCR5拮抗、CXCL12抑制、CD73/腺苷通路阻断及TGF-β受体靶向，在晚期CRC中整体活性有限，提示单一TME成分干预往往不足以逆转复杂的器官特异性免疫抑制。

6 Strategies to prevent metastasis formation in high-risk localized CRC

在高危局部CRC防止转移形成方面，文章提出若干具有前景的PMN干预策略。其一是外泌体-整合素阻断：由于不同整合素模式决定肝或肺器官趋向性，阻断αvβ5或相关整合素-ECM相互作用理论上可抑制外泌体摄取和生态位预置，前临床中cilengitide已表现出抑制肝转移和延长生存的作用。其二是NET抑制：PAD4抑制剂或DNase I可破坏NET形成，动物模型显示其既可减少肝转移，也可能逆转抗PD-1耐药并增强CD8⁺ T细胞浸润。其三是先天免疫激动剂，如STING或TLR配体，可增强抗原呈递、募集T细胞并与抗PD-1治疗协同。其四是TGF-β和TAM抑制，理论上可缓解免疫抑制、减少SPP1⁺巨噬细胞和促进CD8⁺ T细胞浸润。其五是炎症及COX-2通路抑制，尤其阿司匹林在辅助治疗研究中对无病生存具有一定改善作用，并在PIK3CA突变亚群中显示更明显的复发风险降低。

7 Limitations and potential confounding factors

作者最后强调现有证据仍存在明显局限。多数器官特异性结论来自探索性亚组分析、回顾性研究或早期单臂试验，而非按转移器官前瞻性充分赋能的比较研究；患者样本量有限、治疗异质性和既往治疗差异均可能造成混杂。其次，转移性CRC本身具有高度生物学异质性，肿瘤突变负荷、新抗原负荷、干扰素信号及抗原呈递能力等内在因素也会独立影响ICI应答。再次，多器官并存转移使得难以单独解析某一器官生态位的系统性影响。最后，PMN机制的大量认识来源于实验模型，其向人类疾病外推仍需谨慎。

8 Future directions

未来方向上，文章主张将器官特异性PMN生物学纳入治疗设计与临床试验框架。研究人员建议结合EV谱、细胞因子/趋化因子特征、影像病理组学模型及多组学分析，预测患者更可能形成肝主导还是肺主导转移；并据此发展分器官适配治疗策略，如针对肝主导疾病采用巨噬细胞/CAF/TGF-β/VEGF导向方案，针对肺主导疾病采用中性粒细胞、CXCR2、NET或干扰素/STING调节方案。同时，未来ICI研究应按特定转移部位进行分层，并在器官层面而不仅是总体层面报告疗效，以更精确揭示不同转移生态位的治疗敏感性和耐药机制。

9 Conclusion

总体而言，本文围绕CRC肝转移与肺转移在PMN形成、免疫微环境构成及ICI疗效上的显著差异，建立了较为清晰的器官特异性转移生态位框架。肝脏偏向免疫耐受、髓系细胞富集和系统性免疫抑制，肺部则更具炎症性和免疫反应性但仍受中性粒细胞限制。正是这种器官依赖性免疫结构差异，构成了CRC转移灶对ICIs异质性应答的重要基础，也提示未来需从“按器官分层”的角度重新理解和优化转移性CRC的免疫治疗。