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胃癌的免疫检查点抑制剂治疗：现状、治疗挑战与未来展望 引言 背景与意义 胃癌是全球消化系统最常见的恶性肿瘤之一。近年来，免疫检查点抑制剂(ICI)在胃癌治疗领域取得了显著进展。通过阻断PD-1/PD-L1和CTLA-4信号通路，ICI能够增强抗肿瘤免疫反应，为患者提供了新的治疗选择。然而，其临床应用仍面临重大挑战，包括治疗耐药性、免疫相关不良事件、缺乏可靠的生物标志物以及免疫抑制性的肿瘤微环境。这篇叙述性综述总结了基于ICI的胃癌治疗最新进展，深入分析了现存的临床挑战，并重点指出了未来的研究方向，包括生物标志物的发现、预测模型的开发、联合方案的优化、靶向耐药机制、调节肿瘤相关微生物群以及改进毒性管理。展望未来，工作重点应放在推动免疫疗法向个性化和精准化方向发展，以最大限度地提高疗效和安全性，从而实现胃癌免疫治疗的进一步优化和突破。 1. 引言 胃癌是全球消化系统最常见的恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率均排名第五，在东亚等地区疾病负担尤为沉重。由于早期临床症状通常隐匿且不具特异性，大多数患者在确诊时已处于晚期——局部进展或发生转移——导致总体预后不良。目前胃癌的治疗策略包括手术、化疗、放疗和靶向治疗；然而，对于晚期或复发转移性患者，治疗效果仍然有限，这凸显了迫切需要新的策略来改善生存结局。 近年来，肿瘤免疫学的进展使得免疫检查点抑制剂成为一种有前景的胃癌新型免疫治疗方法。ICI主要通过阻断程序性死亡受体1 (PD-1)、程序性死亡配体1 (PD-L1) 和细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4 (CTLA-4) 信号通路来发挥作用，从而解除免疫抑制并增强抗肿瘤免疫反应。临床研究表明，ICI可以显著延长晚期胃癌患者的生存期，尤其是在那些具有高PD-L1表达或高度微卫星不稳定性(MSI-H)的肿瘤患者中观察到了尤为显著的获益。然而，与肺癌或黑色素瘤等“免疫热性”肿瘤相比，胃癌通常表现出“免疫冷性”肿瘤的特征，包括T细胞浸润不足、肿瘤抗原性低以及显著的免疫抑制微环境。因此，ICI单药治疗的客观缓解率(ORR)仍然较低，临床获益仅限于相对较小的一部分患者。此外，耐药机制、免疫相关不良事件(irAEs)、缺乏可靠的生物标志物以及肿瘤微环境(TME)中持续的免疫抑制进一步限制了其临床应用。 为了克服这些局限，提高响应率并扩大受益患者群体，近期的策略聚焦于将ICI与化疗、放疗、靶向治疗、抗血管生成药物以及新型免疫调节剂相结合。与此同时，精准医学的兴起也推动了对新型预测性生物标志物的持续识别和验证工作。在这篇叙述性综述中，我们总结了ICI在胃癌应用中的最新进展，特别关注限制治疗效果的关键机制、联合治疗策略的临床潜力以及生物标志物研究的新兴方向。旨在为优化免疫治疗方法并促进其在胃癌中的临床转化提供理论基础。 2. ICI的作用机制 ICI通过解除免疫抑制、调节TME和激活免疫系统来增强T细胞介导的抗肿瘤免疫反应，从而增强机体识别和消除肿瘤细胞的能力。在众多免疫检查点通路中，PD-1/PD-L1和CTLA-4是胃癌免疫治疗中研究最深入、应用最广泛的。 PD-1是在T细胞表面表达的免疫检查点受体，其主要配体PD-L1在胃癌细胞以及抗原呈递细胞上高表达。PD-1与PD-L1的相互作用会导致T细胞功能障碍，减弱T细胞活化，促进细胞凋亡并减少细胞因子分泌，从而削弱抗肿瘤免疫反应。此外，该信号通路还能增强调节性T细胞(Treg)的免疫抑制功能，进一步促进免疫抑制性TME的形成。PD-1/PD-L1抑制剂通过阻断这一通路，能够恢复CD8+ T细胞的活性并增强其识别和消除肿瘤细胞的能力。目前，胃癌治疗中常用的PD-1抑制剂包括纳武利尤单抗、帕博利珠单抗、信迪利单抗和卡瑞利珠单抗，而PD-L1抑制剂阿替利珠单抗也得到了广泛应用。 CTLA-4是另一种表达于活化T细胞和Treg上的免疫检查点受体，主要在T细胞活化的早期阶段发挥负向调节作用。CTLA-4通过竞争性结合共刺激分子CD80/CD86，抑制B7-1/B7-2-CD28共刺激信号通路，从而减少T细胞增殖并限制抗肿瘤免疫反应。此外，CTLA-4的激活可以增强Treg的功能，进一步抑制效应T细胞的抗肿瘤活性。CTLA-4抑制剂，如伊匹木单抗，可以通过阻断这一通路解除T细胞抑制并恢复抗肿瘤活性，并已在多种实体瘤中显示出临床疗效。 除了PD-1/PD-L1和CTLA-4，胃癌免疫微环境中还存在其他一些免疫检查点分子，包括T细胞免疫球蛋白和黏蛋白结构域-3 (TIM-3) 和淋巴细胞活化基因3 (LAG-3)。TIM-3通过与配体如半乳糖凝集素-9结合，诱导T细胞耗竭并促进免疫细胞凋亡，从而抑制抗肿瘤免疫反应。LAG-3通过与MHC II类分子相互作用抑制T细胞增殖和效应功能，从而强化免疫抑制性TME。目前有多项临床研究正在研究靶向这些分子的新型ICI。双重免疫检查点阻断策略，如PD-1联合LAG-3或PD-1联合TIM-3抑制剂，已显示出增强抗肿瘤疗效的潜力。 总体而言，ICI通过多种分子靶点和信号通路解除T细胞的免疫抑制并激活抗肿瘤反应，构成了当前胃癌免疫治疗的基本机制基础。随着新靶点的不断发现和联合策略的发展，ICI在胃癌中的治疗潜力将持续扩大。 图 1：胃癌中免疫检查点抑制剂的作用机制与免疫抑制性肿瘤微环境。 主要机制包括：MHC-I表达减少以及免疫检查点信号通路(如CTLA-4、PD-1/PD-L1、TIM-3、LAG-3)的激活，限制了T细胞的活化并诱导其耗竭。肿瘤微环境由抑制性免疫细胞(如调节性T细胞、免疫抑制性肿瘤相关巨噬细胞、髓源性抑制细胞)和抑制性细胞因子(如IL-10、TGF-β、VEGF)共同塑造。联合治疗策略的目标是将免疫学上的"冷"肿瘤转化为具有免疫应答能力的"热"肿瘤。 3. ICI在胃癌治疗中应用的进展 以PD-1和PD-L1抑制剂为代表的ICI在胃癌治疗中取得了显著进展。随着临床研究的推进，ICI的应用已从晚期转移性胃癌扩展到围手术期。它们在与化疗、放疗、靶向治疗以及多ICI联合方案中展现出巨大潜力，成为胃癌综合治疗的关键组成部分。 3.1 晚期或转移性胃癌：一线治疗的突破 在晚期或转移性胃癌中，ICI单药或与其他疗法联合已成为重要的治疗选择。KEYNOTE-059研究首次证明了帕博利珠单抗在既往接受过治疗的PD-L1阳性胃癌患者中的疗效，报告ORR为15.5%。部分患者获得了持久缓解，这鼓励了在胃癌中对ICI进行进一步探索。然而，随后的ATTRACTION-2研究显示，纳武利尤单抗单药治疗在晚期胃癌中的ORR仅为11%，表明大多数患者对ICI单药治疗不敏感。同样，KEYNOTE-061研究证明，与化疗相比，帕博利珠单抗未能提供显著的生存优势，这进一步限制了ICI单药治疗的临床应用。基于这些发现，临床研究开始探索ICI联合化疗的策略。CheckMate-649研究纳入了既往未经治疗的晚期胃或胃食管交界处腺癌患者，结果表明，在PD-L1高表达(CPS ≥ 5)的患者中，纳武利尤单抗联合XELOX或FOLFOX方案显著延长了中位总生存期(OS)(14.4 vs. 11.1个月，HR = 0.71)和无进展生存期(PFS)(7.7 vs. 6.0个月，HR = 0.68)，并提高了ORR(60% vs. 45%)，从而确立了纳武利尤单抗联合化疗作为晚期胃癌新的一线治疗标准。ORIENT-16研究进一步在中国人群中验证了信迪利单抗联合CAPOX方案的疗效，显示在PD-L1 CPS ≥ 5的患者中OS显著改善(15.3 vs. 12.5个月，HR = 0.70)。在日本人群中进行的ATTRACTION-4研究也支持纳武利尤单抗联合化疗的临床价值，显示出PFS的显著延长(10.5 vs. 8.3个月，HR = 0.68)。目前，基于ICI的联合化疗已被纳入NCCN、ESMO、CSCO等主要肿瘤学会指南中对于PD-L1高表达患者的一线治疗推荐。 临床意义：对于既往未经治疗的晚期或转移性胃/胃食管交界处腺癌，最明确能从一线PD-1阻断联合治疗中获益的是PD-L1表达较高(如CPS ≥ 5)的患者，这支持在该亚组中将PD-1抑制剂联合铂类/氟尿嘧啶化疗作为优选方案。实际解读：鉴于ICI单药在大多数患者中活性有限，一线实践主要基于联合治疗策略而非单药治疗。尚不确定之处：包括跨检测方法的最佳PD-L1 cutoff值、CPS较低亚组的获益情况以及疗效与毒性的权衡。区域差异(OS vs PFS信号)也可能反映了进展后治疗以及人群/化疗基础方案的异质性。 3.2 二线及后线治疗：患者选择是关键 在二线(一线治疗进展后)及后线(三线或以上，通常在≥2种既往全身治疗方案失败后)治疗中，ICI单药治疗仍是一个重要的研究领域，但总体结果表现为低响应率和有限的临床获益人群。KEYNOTE-061研究比较了帕博利珠单抗与紫杉醇在二线治疗中的疗效，结果表明帕博利珠单抗仅在PD-L1 CPS ≥ 10的患者中显著延长了OS(中位OS：10.4 vs. 8.0个月，HR = 0.82)，而在总体人群中未观察到显著差异，这表明高PD-L1表达可能是免疫治疗获益的关键决定因素。ATTRACTION-2研究纳入了东亚人群中既往接受过治疗的晚期胃癌患者，结果显示纳武利尤单抗显著延长了OS(中位OS：5.3 vs. 4.1个月，HR = 0.63)。尽管ORR相对较低(11%)，但一部分患者实现了长期生存，2年生存率达到10.6%。这项研究是首个在未经PD-L1筛选的胃癌后线治疗中证明ICI生存获益的III期研究，从而促使纳武利尤单抗在亚洲获批作为三线治疗选项。然而，JAVELIN Gastric 300研究进一步强调了ICI单药治疗的局限性。该研究评估了avelumab(一种抗PD-L1抗体)作为三线治疗的疗效，但未能显示出优于化疗的生存优势，在OS、PFS或ORR方面均无统计学显著差异。这些发现强化了一个观点，即在未经选择的患者群体中，免疫治疗的临床获益有限。因此，ICI单药在胃癌二线及后线治疗中的疗效受到个体免疫特征的显著影响，特别是PD-L1表达、MSI-H和高肿瘤突变负荷(TMB-H)。临床证据表明，这些生物标志物可以预测更高的免疫原性和更好的治疗反应，并已逐渐成为精准患者选择的基础。 临床意义：在二线及后线治疗中，ICI单药的获益在生物标志物筛选的患者中最为一致——特别是PD-L1 CPS ≥ 10(KEYNOTE-061)，以及可能的MSI-H/TMB-H亚组——支持生物标志物指导下的患者选择。实际解读：后线PD-1单药治疗可在少数患者中产生适度的ORR但持久的获益，如ATTRACTION-2所示(包括长期幸存者)，这支撑了其在某些地区(如亚洲)的后线应用。尚不确定之处：在未经选择的人群中结果不一致，最佳生物标志物cutoff值/检测方法仍未确定。区域批准和进展后治疗模式可能进一步影响生存信号。 3.3 围手术期治疗：探索新辅助和辅助策略 ICI在局部晚期胃癌的围手术期治疗中也展现出有前景的潜力。在辅助治疗方面，CheckMate-577研究纳入了接受过新辅助放化疗后行根治性切除术的局部晚期食管或胃食管交界处腺癌患者。结果表明，纳武利尤单抗作为术后辅助治疗显著延长了无病生存期(DFS)(22.4 vs. 11.0个月，HR = 0.69)，为胃癌术后辅助免疫治疗的应用提供了强有力的临床证据。在新辅助治疗领域，两项关键的III期研究——KEYNOTE-585和MATTERHORN——目前正在分别评估帕博利珠单抗联合化疗以及度伐利尤单抗联合FLOT方案在可切除胃或胃食管交界处癌患者中的安全性和疗效。此外，多项研究表明，将ICI与新辅助化疗相结合可以增强肿瘤免疫原性并诱导显著的肿瘤消退，使原本 borderline可切除或不可切除的患者获得手术机会。在某些情况下，这种方法甚至可以实现病理学完全缓解(pCR)，从而为晚期疾病患者扩大了治疗选择。目前关于ICI在围手术期的研究进展迅速，预计未来将在胃癌免疫治疗方面取得进一步突破。 临床意义：迄今为止最有力的围手术期证据来自CheckMate-577，其中新辅助放化疗和根治性切除术后使用纳武利尤单抗辅助治疗改善了食管/胃食管交界处腺癌的DFS；因此，将其外推至纯粹胃癌应谨慎解读。实际解读：对于可切除的胃/胃食管交界处癌，围手术期免疫治疗仍在实践发展中，关键的III期研究(如KEYNOTE-585, MATTERHORN)正在测试ICI联合化疗/FLOT方案；常规应用应等待成熟的III期结果和指南更新。尚不确定之处：关键空白包括最佳时机(新辅助 vs 辅助 vs 围手术期)、基于生物标志物的患者选择，以及尽管早期研究有增强消退/pCR的信号，但增量疗效与围手术期可行性/毒性之间的平衡尚不明确。 3.4 HER2阳性人群：免疫治疗与靶向治疗的协同效应 人表皮生长因子受体2(HER2)是胃癌中公认的治疗靶点之一，其表达率约为15%-20%，与肿瘤侵袭性和不良预后相关。曲妥珠单抗联合化疗是当前HER2阳性晚期胃癌患者的标准一线治疗。然而，这种联合治疗的响应率和获益持续时间仍然有限，这凸显了对新型治疗策略以增强疗效的迫切需求。随着免疫治疗的进展，ICI与抗HER2靶向治疗的联合应用已成为一种有前景的治疗策略。KEYNOTE-811研究评估了帕博利珠单抗联合曲妥珠单抗及标准化疗(FP或CAPOX)在HER2阳性晚期胃或胃食管交界处腺癌患者中的疗效。结果显示，帕博利珠单抗联合方案显著提高了ORR(74.4% vs. 51.9%，p < 0.01)，且缓解持续时间更长，安全性良好。该方案已被FDA批准作为HER2阳性和PD-L1阳性疾病患者的一线治疗选择。然而，对于HER2阳性但PD-L1阴性的患者，临床数据仍然不足，他们能否从基于ICI的联合治疗中获益需要进一步研究。目前的研究也尚未确定TMB或MSI等分子生物标志物是否能作为该患者群体免疫治疗反应的预测指标。ICI和HER2靶向治疗的协同效应为HER2阳性晚期胃癌患者提供了新的治疗机会；然而，确定最佳获益人群和阐明潜在机制仍是未来研究的重点领域。 临床意义：在HER2阳性晚期胃/胃食管交界处腺癌中，目前支持加入免疫治疗的最有力证据是在HER2阳性、PD-L1阳性疾病中，帕博利珠单抗联合曲妥珠单抗和化疗在KEYNOTE-811中提高了ORR，并已获得监管支持作为一线治疗选项。实际解读：对于符合条件的患者，在曲妥珠单抗-化疗基础方案上加用PD-1阻断联合HER2靶向治疗可以增强反应，当PD-L1阳性时，提供合理的一线强化策略。尚不确定之处：对于HER2阳性但PD-L1阴性的肿瘤，证据仍然有限，且MSI/TMB在该亚组中是否能有效细化患者选择尚不清楚；最佳患者选择和协同/耐药机制有待进一步研究。 3.5 联合靶向治疗：微环境调控的新突破 近年来，ICI与抗血管生成药物的联合治疗已成为胃癌免疫治疗领域的一个主要研究焦点。抗血管生成治疗不仅具有直接的抗肿瘤作用，还能重塑肿瘤免疫微环境，增强免疫细胞的浸润和活化，从而为ICI创造有利条件，展现出协同作用机制。LEAP-005研究评估了帕博利珠单抗联合乐伐替尼在各种晚期、难治性实体瘤中的疗效。在胃癌队列中，联合方案实现了10%的ORR和超过60%的疾病控制率(DCR)，部分患者实现了长期生存。这些结果显示了显著的协同活性和临床潜力，为ICI联合抗血管生成治疗在胃癌中的应用提供了初步证据。在既往治疗失败的HER2阴性胃癌患者中，该联合方案在部分患者中实现了疾病控制，且安全性可接受，为进一步的临床验证奠定了基础。此外，越来越多的研究正在探索ICI与其他靶向药物的联合策略，如FGFR抑制剂、Claudin 18.2靶向疗法和转化生长因子-β(TGF-β)抑制剂。这些方法，特别是ICI联合抗血管生成治疗，有潜力克服ICI单药治疗的局限性，并为高免疫抵抗性胃癌患者提供新的治疗选择。 临床意义：ICI联合抗血管生成治疗目前最有力的支持是在晚期、经过大量预治疗(治疗难治性)的胃癌中——特别是在既往多线治疗后的HER2阴性患者中——早期研究表明在部分患者中可实现疾病控制。实际解读：抗血管生成药物可以为ICI“启动”TME；临床上，ORR信号中等但DCR更高，因此这些组合主要正在临床研究和选定的后线环境中进行探索。尚不确定之处：缺乏针对胃癌的前瞻性验证和生物标志物指导下的选择；最佳 sequencing和合作伙伴目标仍有待确定。 3.6 联合放疗：激活局部和全身免疫的尝试 放疗不仅具有直接的细胞毒性作用，还能通过诱导肿瘤细胞坏死、释放肿瘤相关抗原、促进抗原呈递以及激活先天性和适应性免疫来增强免疫反应。放疗与ICI的联合应用已在多种实体瘤中显示出协同效应，并且在胃癌中的探索也日益活跃。胃癌传统上被认为是“免疫冷”肿瘤，其特征是T细胞浸润有限和抗原性低。放疗可以通过激活cGAS-STING通路和诱导I型干扰素释放来增强初始免疫反应的启动，从而增加T细胞浸润和效应功能，最终改善对ICI的治疗反应。目前，多项临床研究正在胃癌中积极探索这一策略。II期Neo-PLANET研究表明，卡瑞利珠单抗联合同步放化疗作为局部晚期胃腺癌的新辅助方案显著提高了病理反应率，且安全性可接受，为该患者群体的围手术期免疫治疗策略提供了重要的临床证据。放疗与免疫治疗的联合为胃癌治疗开辟了新途径，有潜力改善局部晚期患者的局部控制、减少远处转移并提高长期生存率。 临床意义：最合理的临床定位是局部晚期疾病，其中放疗/CRT已经是多模式治疗的一部分，加入ICI旨在将免疫学上的“冷”肿瘤转变为更具炎症特征的表型。实际解读：机制原理是放疗可以增强抗原释放/呈递并刺激cGAS-STING/I型IFN信号传导，以增加T细胞浸润和功能——支持放疗作为ICI的“免疫启动剂”。尚不确定之处：在胃癌中证据仍处于早期；需要验证性研究，最佳剂量/分割、顺序和患者选择尚未确定。 3.7 双ICI联合：探索双重免疫检查点阻断策略 为了进一步激活抗肿瘤免疫反应并克服T细胞耗竭和肿瘤免疫逃逸，双重免疫检查点阻断策略日益受到关注。其中，PD-1/PD-L1抑制剂与CTLA-4抑制剂的联合是研究最深入的方法之一。PD-1/PD-L1通路主要作用于T细胞活化的后期，通过外周免疫调节降低T细胞活性，而CTLA-4通路主要调控T细胞活化的早期阶段，通过限制初始T细胞扩增来发挥作用。因此，它们的联合使用可以在激活和效应阶段协同增强免疫反应，理论上提供更强的抗肿瘤活性。CheckMate-032和CheckMate-649研究评估了纳武利尤单抗联合伊匹木单抗在晚期胃癌中的疗效。结果显示，联合组的ORR显著高于单药组，并且部分患者获得了持久缓解。尽管如此，≥3级irAEs的发生率显著增加(约26%)，这限制了该方案在一线治疗中的广泛应用。除了CTLA-4，针对LAG-3、TIM-3和TIGIT等新型免疫检查点的联合阻断策略也正在进入临床评估。例如，RELATIVITY-047研究证明了PD-1联合LAG-3抑制剂(纳武利尤单抗+瑞拉利单抗)在黑色素瘤中的疗效，为将该方法扩展到胃癌提供了理论基础。尽管多ICI联合疗法在协同增强免疫反应方面具有理论优势并已显示出早期疗效迹象，但它仍然面临重大挑战，包括irAEs的高发生率和广泛的毒性谱，这凸显了对优化毒性管理策略的迫切需求。 临床意义：双检查点阻断(PD-1/PD-L1联合CTLA-4)在生物学上是合理的，因为它可以在免疫反应的互补阶段增强T细胞的启动和效应活性；在晚期胃癌中，早期临床经验表明，在选定的患者中，与单药治疗相比，反应信号更高。实际解读：尽管有令人鼓舞的活性，但基于纳武利尤单抗+伊匹木单抗的方案并未被广泛采用作为胃癌的常规一线选择，因为毒性是一个主要障碍——在引用的研究中，≥3级irAEs报告率约为26%——因此使用应严格限制在精心选择的患者和/或具有强效毒性监测和管理的临床研究中。尚不确定之处：治疗指数仍然是关键挑战——最佳组合、生物标志物选择和减少irAEs同时保持疗效的剂量策略仍未明确；较新的检查点(如LAG3/TIGIT)正在评估中。 目前，胃癌ICI治疗的策略正在不断发展，未来的研究应侧重于开发个体化免疫治疗方法，为患者提供更精准、更有效的治疗选择。 4. ICI治疗的挑战 尽管ICI在胃癌治疗中取得了显著进展，但其临床应用仍面临多重挑战，包括耐药机制、irAEs、生物标志物不足以及免疫抑制性TME。 4.1 耐药机制 ICI在胃癌中的抗肿瘤疗效受到原发性和获得性耐药的限制，这两种耐药机制相互作用，显著降低了治疗的持久性和有效性。 图2胃癌对ICI的耐药机制。耐药涉及两种主要机制：原发性耐药，其特征为低检查点表达、MSS/低TMB、免疫抑制性TME、抗原呈递缺陷和信号通路改变。获得性耐药，包括适应性检查点变化、肿瘤细胞异质性、T细胞功能障碍、免疫逃逸和治疗诱导的TME重塑。 4.1.1 原发性耐药 原发性耐药是指患者在首次接受ICI治疗时缺乏治疗反应，通常表现为肿瘤生物标志物无明显变化，影像学上无显著肿瘤缩小，PFS无改善。它与肿瘤细胞上低免疫检查点表达、TMB和微卫星状态、免疫抑制性TME、抗原呈递缺陷以及信号通路异常密切相关。 PD-L1是目前应用最广泛的预测性生物标志物，其表达水平直接影响PD-1/PD-L1阻断剂的疗效。在一些胃癌患者中，PD-L1表达低(CPS < 1 或 < 5)或完全缺失，限制了ICI破坏免疫抑制信号的能力，导致原发性耐药。PD-L1的表达受多种机制调控，包括内在基因改变、表观遗传修饰以及TME内促炎因子的诱导。JAK/STAT和NF-κB等信号通路的异常可破坏PD-L1的表达并降低对免疫治疗的敏感性。除了PD-L1，其他免疫检查点分子如PD-1和CTLA-4的低表达也会损害T细胞功能，降低ICI的总体疗效。MSI-H或TMB-H的患者对ICI治疗更敏感，因为它们含有丰富的新抗原，能增强T细胞的识别和活化，从而引发更强的抗肿瘤免疫反应。然而，大多数胃癌患者是微卫星稳定(MSS)或具有低TMB，导致抗原性不足、抗原呈递效率低下、T细胞活化受限，对ICI反应不佳。 胃癌的TME通常富含免疫抑制细胞，如Treg、髓源性抑制细胞(MDSC)和肿瘤相关巨噬细胞(TAM)，它们协同发挥免疫抑制作用。Treg分泌免疫抑制细胞因子，如IL-10和TGF-β，抑制CD8+效应T细胞的增殖和细胞毒性功能。MDSC通过释放活性氧(ROS)和活性氮(RNS)抑制T细胞扩增，并与Treg协同建立免疫耐受环境。胃癌中的TAM经常表现出免疫抑制和促肿瘤的功能程序，包括产生IL-10/TGF-β、促血管生成信号(如VEGF)和组织重塑活动——反映了异质性和动态谱，而非严格的M1/M2二分法。这些TAM程序通过抑制效应T细胞功能，同时促进血管生成、肿瘤生长、侵袭和转移扩散，从而强化免疫抑制。 肿瘤细胞中主要组织相容性复合体(MHC)I类分子的缺失或突变是影响ICI疗效的另一个关键因素。MHC-I在抗原呈递中起着至关重要的作用，其缺失使肿瘤细胞能够逃避监视，降低了ICI的抗肿瘤活性。研究表明，β2-微球蛋白(β2M)基因的突变可导致MHC-I表达缺失，损害CD8+ T细胞的活化和肿瘤抗原识别。此外，一些胃癌患者表现出肿瘤抗原表达减少或丢失，使得T细胞难以识别和靶向肿瘤细胞。 信号通路异常是肿瘤对ICI产生耐药性的另一个关键机制。JAK1/2的突变可使JAK/STAT信号通路失活，削弱IFN-γ介导的免疫反应，诱导对ICI的耐药性。Wnt/β-catenin通路的异常激活可抑制树突状细胞(DC)浸润并阻碍CD8+ T细胞的活化。此外，MAPK和PI3K/AKT信号通路的异常激活可促进免疫抑制因子的分泌，推动TME向免疫耐受状态发展。 4.1.2 获得性耐药 获得性耐药是指在最初对ICI治疗有反应的肿瘤，在持续的免疫压力下逐渐适应，导致疗效下降并最终出现疾病进展或复发的现象。它与免疫检查点表达的变化、肿瘤异质性、T细胞功能障碍以及免疫逃逸机制的激活有关。 在ICI治疗期间，免疫检查点信号会发生动态重塑。一些肿瘤细胞可能下调或失去PD-L1表达，从而削弱PD-1/PD-L1阻断中断免疫抑制信号的能力。与此同时，肿瘤细胞和免疫抑制性免疫亚群可以上调替代性检查点，包括LAG-3、TIM-3、TIGIT和VISTA，产生代偿性抑制通路，进一步抑制T细胞活性。例如，LAG-3与MHC-II结合抑制T细胞活化，TIM-3与半乳糖凝集素-9相互作用促进T细胞耗竭，TIGIT与CD226(DNAM-1)信号竞争损害T细胞和NK细胞的细胞毒性功能。这些通路的协同上调可以使肿瘤仅逃逸PD-1/PD-L1或CTLA-4阻断，最终导致治疗耐药。 同时，肿瘤可能通过克隆选择、基因组不稳定性和表观遗传重塑进化出耐药亚克隆。在免疫压力下，ICI优先清除免疫原性或免疫敏感克隆，而具有更强免疫逃逸能力的变异体存活并扩增。基因突变和表观遗传改变可进一步增加瘤内异质性并加速耐药性的发展。表观遗传重塑，如PD-L1启动子甲基化和染色质重组，可能动态调节免疫相关基因，促进治疗期间的持续适应。空间异质性也有贡献：不同的肿瘤区域可能在PD-L1表达、抗原呈递能力和免疫抑制介质分泌方面存在差异，在TME内创造“免疫豁免”的生态位，使其在治疗下维持逃逸。 T细胞功能障碍是获得性耐药的另一个核心特征，主要表现为耗竭和代谢重编程。耗竭的T细胞增殖能力降低，效应功能减弱，IFN-γ、TNF-α和IL-2分泌减少，并持续高表达共抑制受体如TIM-3、LAG-3、TIGIT和VISTA。在持续的抗原刺激下，细胞毒性活性逐渐下降，削弱了对肿瘤的控制。此外，TME内的营养竞争——特别是肿瘤细胞和T细胞之间的葡萄糖竞争——损害了T细胞的生物能量代谢，迫使T细胞进入低能状态。乳酸积累的增加进一步抑制了T细胞的活化并强化了免疫抑制环境。总之，这些代谢限制损害了持续的抗肿瘤免疫，并促进了在持续ICI暴露期间免疫逃逸程序的建立。 综上所述，获得性耐药反映了适应性检查点重塑、克隆进化和异质性以及在治疗压力下日益增强的免疫抑制性TME内进行性T细胞功能障碍的汇聚效应，最终导致免疫逃逸和ICI介导的肿瘤控制失效。 4.2 免疫相关不良事件 irAEs是ICI治疗过程中面临的主要挑战之一，显著影响治疗连续性和患者的生活质量。irAEs的潜在机制尚未完全阐明，但普遍认为它们源于宿主自身免疫反应的异常激活。虽然ICI解除免疫抑制并激活T细胞介导的免疫反应，但它们也可能触发过度的免疫激活，破坏免疫耐受，并引发异常的自身免疫反应，导致多器官免疫攻击和irAEs的发生。irAEs的发生也可能与自身抗体的产生、促炎细胞因子(如IFN-γ, IL-6, TNF-α)的过度释放、免疫细胞亚群的功能失衡以及肠道微生物群失调有关。遗传易感性、自身免疫性疾病史以及联合免疫治疗方案可能进一步增加irAEs的风险。 irAEs具有高度异质性，可影响多个器官系统，包括皮肤、胃肠道、肺、肝脏、内分泌、心血管和神经系统。常见表现包括皮疹、瘙痒、甲状腺功能障碍、结肠炎、肺炎、肝酶升高和心肌炎。也有关于免疫相关心脏毒性、肝毒性和其他不良反应的报道。在某些情况下，多个器官同时受累，导致治疗中断和危及生命的并发症。 临床数据表明，不同ICI和治疗方案的irAEs发生率和严重程度各不相同。ATTRACTION-2研究报告，在接受纳武利尤单抗治疗的胃癌患者中，总体irAE发生率约为10%，大多数为1-2级，3-4级irAEs发生率约为4%。在KEYNOTE-059研究中，帕博利珠单抗诱导的irAEs发生率约为17-20%，其中3-5级事件发生率约为3-4%。此外，CheckMate-649研究报告，纳武利尤单抗联合化疗的≥3级治疗相关不良事件(TRAEs)发生率较高(约60%)，irAEs发生率约为5-10%，提示联合方案可能增加免疫毒性风险。 尽管大多数irAEs可以通过免疫抑制治疗(如皮质类固醇)进行管理，但严重事件可能导致治疗中断或永久停药，最终损害长期生存获益。胃癌患者通常营养状况差、肿瘤负荷重、胃肠功能受损，所有这些都可能加剧irAEs并使其临床管理复杂化。irAEs的不可预测性和个体间差异构成了重大挑战，目前尚无广泛接受的、高度敏感和特异的预测性生物标志物。已努力通过分析遗传多态性、血清细胞因子水平、自身抗体谱、外周免疫细胞组成和肠道微生物群特征来预测irAEs风险，但尚未建立标准化的预测模型。一些研究也提示irAEs的发生与治疗效果之间可能存在关联，因为出现irAEs的患者通常表现出更高的ORR和更长的生存期。然而，这种相关性尚未得到大规模临床数据的充分验证。 图3ICI诱导的irAEs的机制和临床谱。PD-1/CTLA-4阻断后免疫耐受的丧失可导致自身免疫、细胞因子风暴、T细胞失调以及微生物群-遗传易感性，从而引发多器官irAEs，如皮疹、结肠炎、肺炎、肝炎、甲状腺炎和心肌炎。大多数事件是轻微且可控的，但严重病例可能需要中断治疗。 irAEs的标准化管理对于确保ICI治疗的安全性和连续性至关重要。临床指南建议在治疗前进行全面的基线评估，包括肝、肾、甲状腺和肺功能以及自身免疫病史，并在治疗期间持续监测。一旦发生irAEs，应根据严重程度采取适当的干预措施。轻度irAEs通常可以在不中断治疗的情况下对症处理，而严重病例需要立即停药并给予皮质类固醇或其他免疫抑制剂(如托珠单抗、英夫利西单抗、环孢素A)。对于未解决的irAEs，应考虑永久停用免疫治疗。未来的工作应侧重于阐明irAEs的免疫学基础，开发预测模型和个性化干预策略，建立预警系统，并优化综合管理，以提高ICI的安全性并改善患者的生活质量。 4.3 生物标志物不足 尽管ICI已在多种恶性肿瘤中显示出疗效，但准确识别响应亚群仍然是其在胃癌中更广泛应用的关键限制。近年来，包括PD-L1、CTLA-4、MSI-H、dMMR和TMB在内的几种生物标志物已被引入临床实践。然而，它们在胃癌中的预测价值有限，需要进一步验证才能常规应用。 PD-L1是目前应用最广泛的ICI疗效预测指标，通常通过联合阳性评分(CPS)进行评估。KEYNOTE-059和KEYNOTE-061研究表明，在CPS ≥ 1或 ≥ 10的患者中，帕博利珠单抗的获益更大。尽管如此，PD-L1表达存在空间和时间异质性，不同肿瘤部位、取样方法和检测平台的结果存在差异。此外，一些PD-L1阴性或低表达的患者仍然对ICI有反应。胃肿瘤中丰富的基质和黏液成分可能影响检测准确性，进一步限制了其临床实用性。 CTLA-4主要在活化T细胞上表达，通过竞争性结合CD80/CD86并阻断CD28介导的共刺激，抑制增殖和活性，从而促进免疫耐受。虽然CTLA-4抑制剂(如伊匹木单抗)在黑色素瘤和非小细胞肺癌(NSCLC)的联合免疫治疗中显示出前景，但其在胃癌中的价值仍不确定。尽管CTLA-4表达通常在胃肿瘤中升高，并与免疫抑制微环境相关，但尚缺乏确凿证据表明高CTLA-4表达可预测ICI获益。此外，CheckMate-032和CheckMate-649表明，在PD-1/PD-L1抑制中加入CTLA-4阻断可增强免疫反应，但显著增加irAEs，限制了其广泛应用。 MSI-H是由复制错误引起的广泛微卫星不稳定性，是胃癌中经过验证的敏感性标志物，与ICI治疗下更高的响应率和持久控制相关。然而，MSI-H仅占胃癌的约5%-10%，在西方人群中的发生率高于亚洲人群，并且富集于早期、黏膜或浅表浸润性肿瘤。MSI-H肿瘤还表现出特征性的临床病理特征——年龄较大、女性、远端位置和肠型组织学——这限制了其广泛适用性。随着疾病进展，MSI-H在晚期或转移性疾病中的发生率下降，降低了其在晚期患者中的预测价值。 图4预测胃癌对ICI反应的生物标志物。已确立的生物标志物，包括PD-L1、CTLA-4、MSI-H/dMMR和TMB-H，是经过临床验证的ICI疗效预测因子。新兴的生物标志物，如TIL密度、新型检查点、微生物群谱和多组学标志物，提供了额外的预测见解，但总体上仍处于探索阶段，需要进一步的临床验证。 dMMR是指关键MMR基因(MLH1, MSH2, MSH6, PMS2)的突变或表达缺失，导致复制错误无法有效纠正。dMMR与MSI-H高度相关，但并不完全一致。dMMR肿瘤对ICI更敏感，并能获得显著的响应和生存获益。然而，dMMR在胃癌中也并不常见；大多数肿瘤是pMMR，对ICI反应不佳，限制了临床获益。此外，dMMR的检测方法和标准仍不统一，引入了技术变异性和解释偏差。 TMB定义为每兆碱基基因组区域内非同义突变的数量，经常被用作肿瘤“异己性”的粗略替代指标，并可能与对ICI的反应相关。然而，并非所有突变都对免疫原性有同等贡献：只有一部分突变产生的新抗原能够被充分表达、正确加工并通过MHC I类分子有效呈递，从而被CD8+ T细胞识别。因此，突变相关新抗原的质量和可呈递性，以及肿瘤内在的抗原加工/呈递缺陷，可能使高TMB与临床获益脱钩。此外，突变克隆性似乎高度相关：克隆突变(以及由此产生的克隆新抗原)可能比亚克隆改变提供更稳定的免疫靶点，尤其是在免疫治疗施加的进化瓶颈下。近期的观点进一步表明，在免疫选择中持续存在的克隆改变——例如发生在单倍体基因组区域或以多拷贝状态存在的克隆改变——可能比整体TMB对ICI反应具有更强的预测价值。尽管如此，在胃癌中，总体TMB普遍较低，TMB-high病例并不常见；此外，跨平台、panel和阈值的检测方法缺乏标准化，损害了中心间的可比性。重要的是，MSI-相关超突变代表了可以升高TMB的几种突变过程之一，而非两者之间的简单重叠。其他贡献因素包括POLE/POLD1改变(超突变表型)、APOBEC驱动的突变发生、突变相关基因组特征以及其他内源性突变过程。因此，“高TMB”的生物学基础在患者间可能是异质性的，这使得TMB作为胃癌ICI获益的独立预测因子的解释复杂化。 除了这些标志物，新兴的预测因子——TME特征(免疫抑制介质)、新型检查点(LAG-3, TIM-3, VISTA)、肠道微生物群组成、肿瘤代谢物、多组学特征和循环生物标志物——正在积极研究中。然而，大多数证据仍处于探索阶段，大规模验证有限，且缺乏标准化的检测框架。目前，胃癌免疫治疗缺乏一个高效、稳定的预测系统。单一生物标志物无法捕捉免疫微环境的复杂性和动态性，其性能尚不能满足临床精准选择的要求。未来的研究应优先考虑临床可操作的标志物，并开发多维、多组学的复合预测模型，以实现胃癌的精准和个体化免疫治疗。 4.4 肿瘤微环境抑制 TME是决定ICI治疗效果的关键因素，由肿瘤细胞、免疫细胞、基质细胞和各种分子成分组成。 图5. TME中的免疫抑制机制。在胃癌中，多种因素抑制CD8+ T细胞的抗肿瘤反应。肿瘤内在机制包括MHC-I或β2M缺失、抗原呈递缺陷、检查点上调、细胞因子分泌和代谢抑制。抑制性免疫细胞(Treg、MDSC、免疫抑制性TAM)以及基质或血管因素(CAFs、CXCL12、IL-6、VEGF)进一步抑制T细胞，诱导其耗竭，并形成维持免疫抑制性TME的屏障。 4.4.1 肿瘤细胞 肿瘤细胞采用多种机制塑造免疫抑制微环境，损害T细胞的活化、增殖和效应功能，从而直接降低ICI的抗肿瘤功效。肿瘤细胞分泌的免疫抑制细胞因子，如TGF-β和IL-10，不仅阻碍效应T细胞的活化，还促进包括Treg、MDSC和TAM在内的免疫抑制细胞的募集和扩增，从而强化TME的免疫抑制特性。肿瘤细胞的代谢失调导致乳酸和腺苷等副产物的积累，进一步抑制T细胞功能并削弱抗肿瘤免疫反应。此外，肿瘤细胞可以通过特定的遗传或表观遗传机制破坏抗原呈递途径，从而逃避识别。例如，MHC-I表达的下调或缺失显著减少了T细胞对肿瘤抗原的识别，使肿瘤细胞能够逃避监视。β2M基因的突变，以及抗原加工和呈递分子的功能缺陷，会损害抗原呈递并促进肿瘤免疫逃逸。此外，某些肿瘤会上调额外的抑制性受体(如TIGIT, LAG-3, TIM-3)或其配体，进一步抑制T细胞活性。 4.4.2 免疫细胞 免疫细胞在肿瘤免疫逃逸中起着关键作用，其中效应T细胞功能的抑制和免疫抑制细胞的积累是限制ICI疗效的主要因素。CD8+ T细胞作为ICI治疗中的主要效应细胞，负责识别和消除肿瘤细胞。然而，在胃癌的TME中，CD8+ T细胞的活性受到多种免疫抑制因素的损害。Treg不仅分泌IL-10和TGF-β等免疫抑制细胞因子，直接抑制CD8+ T细胞的增殖和细胞毒性活性，还能抑制DC的抗原呈递能力。胃癌组织中高浸润的Treg与ICI疗效差和不良预后密切相关。MDSC通过分泌ROS和RNS等分子抑制效应T细胞的增殖，诱导其功能耗竭，并促进Treg的扩增，从而建立一个免疫抑制的正反馈循环，进一步强化TME的免疫抑制状态。免疫抑制性TAM构成了TME中主要的抑制性髓系群体，并展示出一系列促肿瘤的功能状态。通过分泌VEGF和IL-10等介质(通常与TGF-β、精氨酸酶-1相关通路和其他抑制信号一起)，这些TAM程序可以抑制CD8+ T细胞的活化和效应功能，限制抗原呈递，并强化免疫耐受。同时，TAM来源的促血管生成因子促进异常的新生血管形成和血管功能障碍，这进一步限制了免疫细胞向肿瘤核心的运输。此外，通过分泌基质重塑酶和生长因子，免疫抑制性TAM有助于基质重塑和细胞外基质重组，从而促进肿瘤的侵袭和转移性播散。总之，这些功能性TAM状态有助于维持一个免疫抑制、免疫排斥的微环境，从而削弱ICI在胃癌中的疗效。 4.4.3 基质细胞 TME内的基质细胞不仅为肿瘤生长提供结构支持，还分泌多种细胞因子调节免疫细胞活性，并影响肿瘤细胞对ICI治疗的敏感性。其中，成纤维细胞分泌大量的细胞外基质(ECM)成分，如胶原蛋白和纤连蛋白，重塑TME并建立一个致密的物理屏障，阻止效应T细胞浸润到肿瘤核心。成纤维细胞还分泌TGF-β、IL-6和CXCL12等免疫抑制因子，这些因子不仅抑制效应T细胞的活化和细胞毒性功能，还促进免疫抑制细胞的募集和扩增，从而加剧免疫抑制状态。趋化因子如CXCL12的持续过表达进一步阻碍T细胞浸润到肿瘤核心，导致“T细胞排斥”表型。血管内皮细胞分泌高水平的VEGF，诱导形成结构异常和功能缺陷的血管，限制T细胞进入肿瘤核心，并创造一个“免疫排除”的微环境。持续的VEGF过表达不仅抑制T细胞的活化和效应功能，还促进免疫检查点分子的上调，从而协同促进肿瘤免疫逃逸。 肿瘤细胞、免疫细胞和基质细胞通过细胞因子、代谢副产物和信号通路相互作用，建立一个复杂的免疫抑制网络，这极大地损害了ICI的疗效。更深入地阐明这些机制将为优化免疫治疗策略、开发联合干预措施和识别新的治疗靶点提供理论基础。 5. 未来研究方向 ICI为胃癌开辟了新的治疗途径，显著改善了一部分患者的生存结局。然而，其疗效表现出显著的个体间差异，并且其广泛的临床应用仍然受到耐药机制、预测性生物标志物不足和免疫相关毒性的制约。因此，未来的研究必须侧重于优化治疗策略、探索联合方案的协同潜力以及开发多维度的个体化干预措施，以加速精准免疫治疗的临床转化，最终提高疗效的持久性和患者的生活质量。 5.1 生物标志物的研究与应用 ICI的治疗效果在个体间差异很大，只有一部分患者能获得持久获益。因此，迫切需要建立可靠的生物标志物系统来预测疗效、指导患者选择并监测治疗反应。尽管传统的生物标志物如PD-L1、CTLA-4、MSI-H和TMB已显示出前景，但它们的预测价值不足以进行精确的临床分层。单一的传统的生物标志物不足以全面预测免疫治疗结果。未来的研究应优先发现和验证更准确、可靠的生物标志物，以提高患者的识别能力。 新型免疫检查点为克服当前局限性提供了新的机会。LAG-3、TIM-3和VISTA等分子，与T细胞耗竭和免疫逃逸有关，在多种实体瘤中发挥调节作用。在胃癌中，它们的表达与免疫抑制性TME、患者预后和对ICI的反应密切相关。例如，LAG-3常与PD-1共表达，提示协同免疫抑制活性和作为双重检查点阻断靶点的潜力。 肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)能够识别并消除表达肿瘤相关抗原的靶细胞。研究表明，高TIL丰度，特别是CD8+ T细胞浸润，通常与良好的预后和更强的免疫反应性相关。在胃癌中，TIL水平已被证明与ICI疗效密切相关，表现出高TIL表达的患者通常获得更明显的临床获益。尽管TILs代表了一个非常有前景的预测性生物标志物，但它们的作用机制尚未完全明了，并且缺乏标准化的检测和评估体系阻碍了其广泛的临床应用。 免疫调节因子的表达谱也正作为潜在的预测性生物标志物出现。最近的研究强调，MDSC和Treg的丰度、表型/功能以及空间分布可能反映了免疫抑制的程度，并有助于对患者进行ICI治疗分层。与此同时，在持续的抗原刺激下，CD8+ T细胞可能进入耗竭状态(Tex)，其特征在于高表达抑制性受体如PD-1、LAG-3和TIM-3，伴随效应活性受限和增殖潜力降低。重要的是，Tex程序的程度和质量——包括它们在TME内的功能状态和空间组织——已与ICI疗效相关联，支持其作为潜在预测性生物标志物的用途。 肿瘤细胞的代谢重编程进一步塑造了免疫微环境。乳酸是糖酵解的主要产物，能使TME酸化，抑制T细胞的活化和效应功能，并驱动巨噬细胞朝向免疫抑制性TAM程序发展——其特征是增加IL-10和TGF-β等介质的产生、促血管生成信号和组织重塑活性——从而强化免疫耐受并破坏ICI的疗效。在色氨酸代谢通路中，吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)消耗色氨酸并积累犬尿氨酸，抑制效应T细胞功能并诱导免疫耐受。这些代谢物的丰度与ICI反应呈负相关，表明它们作为治疗靶点的潜力。此外，促炎细胞因子如IL-6和IL-8不仅调节基质重塑和血管生成，还通过JAK/STAT和NF-κB信号通路激活免疫抑制细胞，从而损害T细胞的募集和活化。免疫抑制因子如TGF-β和VEGF也与ICI疗效密切相关，使它们成为生物标志物开发和联合靶向的有希望的候选者。 肠道微生物群也显著调节免疫治疗的结果。有益的菌株，包括阿克曼氏菌、双歧杆菌和粪杆菌属，可增强抗原呈递并促进CD8+ T细胞活化。相反，菌群失调可能助长免疫抑制环境，降低治疗敏感性。机会性病原体的过度生长，如大肠杆菌和艰难梭菌，与Treg频率升高和免疫反应减弱有关，最终损害对免疫治疗的反应性。来自黑色素瘤和NSCLC的证据表明，调节肠道微生物群可以显著改善免疫治疗的结果。尽管在胃癌中的数据仍然有限，但早期证据表明肠道微生物群可以作为预测ICI疗效的新兴生物标志物。 循环生物标志物作为一种非侵入性检测方式，在预测癌症免疫治疗疗效和动态监测反应方面具有重要前景。与组织活检相比，它们具有采样方便、可重复性高和纵向追踪的优点，使其特别适用于胃癌等组织获取困难且瘤内异质性显著的恶性肿瘤。循环肿瘤DNA(ctDNA)在肿瘤细胞凋亡或坏死时释放到外周血中，携带反映肿瘤分子特征的突变谱，而其定量变化提供了肿瘤负荷和治疗反应的指标。ctDNA水平的显著下降通常表明治疗有效，而持续升高可能提示疾病进展或耐药性的出现，这突显了其在疗效监测中的临床价值。外泌体携带蛋白质、脂质、DNA和多种RNA(如miRNA和lncRNA)，是肿瘤与免疫系统之间通讯的关键介质。肿瘤来源的外泌体不仅有助于免疫逃逸，而且通过其携带的免疫调节因子反映TME的免疫状态。外泌体中的免疫调节miRNA或蛋白质标记物代表了预测免疫治疗反应的潜在工具。 新兴技术的快速发展，如单细胞RNA测序(scRNA-seq)、空间转录组学和多组学整合，为发现与免疫治疗相关的新型生物标志物提供了强大的工具。scRNA-seq能够描绘肿瘤及其微环境内的细胞异质性，识别关键的免疫细胞亚群和功能状态。对TILs和TAM的单细胞分析揭示了与免疫反应强度和免疫抑制状态相关的新生物标志物，包括特定的T细胞耗竭标志物和趋化因子-受体表达谱。空间转录组学将基因表达与组织结构相结合，捕捉相邻细胞间的免疫相互作用，克服了单细胞数据的空间局限性。多组学整合，包括基因组学、转录组学、表观基因组学、蛋白质组学和代谢组学数据，可以系统和动态地绘制TME中的调控网络，促进复合生物标志物的发现。随着人工智能(AI)和机器学习(ML)应用的扩展，生物标志物发现的精确性和效率有望进一步提高。 影像生物标志物作为非侵入性且高度可重复的工具，无需组织取样即可动态监测肿瘤形态、代谢和TME，从而提供卓越的临床可及性和实时适用性。影像组学将高通量分析应用于CT、MRI和PET图像，提取多维特征，如肿瘤纹理、形态、边缘清晰度和密度分布。当与AI和ML相结合时，这些特征可以预测免疫状态、免疫细胞浸润和PD-L1表达。与传统的RECIST标准相比，影像生物标志物可以更早地捕捉免疫反应，区分假性进展或混合反应，并指导及时的临床治疗调整。 胃癌免疫治疗相关生物标志物的研究仍处于探索阶段，单一生物标志物的预测敏感性和特异性有限。未来的研究应优先考虑以下方向：(1)识别和验证新型免疫检查点，开发预测性模型和多靶点抑制策略；(2)在大规模患者队列中评估TILs及其亚群的预测价值；(3)利用单细胞和空间转录组学技术绘制TME内的免疫、代谢和炎症网络，以识别新的生物标志物；(4)阐明肠道微生物群与治疗效果之间的关系，包括识别关键的预测性分类群；(5)标准化ctDNA、外泌体和其他循环生物标志物的临床应用；(6)整合多组学和基于AI的方法，建立用于动态监测和个体化评分的复合预测系统；(7)构建结合临床和分子数据进行多维整合的影像组学预测模型并加以验证。通过将多维数据与AI和ML相结合，可以建立一个跨越免疫、分子、代谢和影像维度的综合预测框架。这种方法将提高免疫治疗的准确性和稳定性。 5.2 免疫治疗预测模型的构建与优化 随着生物标志物研究的不断推进，开发科学稳健、稳定且临床适用的预测模型已成为免疫治疗领域的一个关键焦点。研究人员采用多变量分析和ML方法来探索联合生物标志物检测策略，旨在构建具有更高灵敏度和更好可重复性的预测模型，以支持胃癌免疫治疗中的个体化决策。 几项研究尝试将PD-L1表达与其他生物标志物结合，构建更精准的免疫治疗预测模型。例如，Chen等人提出了一个整合PD-L1表达和肿瘤浸润免疫细胞特征的联合预测模型，该模型在预测胃癌患者对ICI的反应方面显示出高准确性。此外，The Cancer Immunome Atlas(TCIA)开发的免疫表型评分(IPS)整合了MSI、TMB和免疫细胞浸润等关键参数，以定量评估胃癌患者的免疫反应性，为精确识别潜在获益者提供了一种新策略。同时，影像组学的进展为预测ICI疗效提供了重要的补充工具。近期的研究从CT图像中提取影像组学特征，并与临床生物标志物相结合，开发出能够预测PD-L1表达水平和肿瘤免疫状态的模型。未来，整合多模态影像特征与免疫相关参数，有望促进构建更广泛适用的胃癌免疫反应预测模型。 AI、ML和深度学习(DL)已越来越多地应用于肿瘤学免疫治疗的预测。基于AI的模型可以整合临床数据、生物标志物、基因组信息和影像组学数据，揭示传统统计方法难以识别的潜在特征，从而提高疗效预测的准确性和稳健性。DL在处理高维影像组学和基因组学数据方面显示出显著优势，因为它可以自动提取关键特征并构建高效的非线性预测模型。例如，Xu等人开发了一种基于卷积神经网络(CNN)的模型，结合PET/CT特征与临床信息，成功预测了NSCLC患者对PD-1抑制剂的反应，AUC达到0.83，显示出强大的临床潜力。同样，Zhang等人开发了一种整合PD-L1、TMB和外周血炎症标志物的ML模型，有效预测了ICI治疗后的ORR和PFS。这些研究表明，AI在整合多模态数据和构建个体化预测模型方面具有独特优势。 未来的免疫治疗预测模型预计将沿着几个方向发展。首先，传统模型大多基于静态的治疗前信息，无法捕捉治疗期间实时的免疫动态。未来的模型将越来越多地依赖于纵向数据和动态监测，利用治疗期间不断演变的临床数据，实现对治疗反应的早期检测和评估，提高预测的及时性和敏感性。其次，多生物标志物的整合分析将成为主流。纳入多组学数据，包括基因组学、转录组学和蛋白质组学，将增强模型的生物学可解释性和预测精度。此外，未来的模型必须强调可视化，通过呈现特征贡献、风险评分和个体化反应图谱，增强其临床决策支持价值。最后，未来的工作应侧重于大规模、多中心和跨人群的模型训练和验证，以及数据收集和生物标志物检测方案的标准化，以提高模型的可重复性和临床适用性。这种多模态预测模型不仅为个性化免疫治疗提供了理论基础，也强调了联合生物标志物评估在精准治疗决策中的潜力。 5.3 联合策略的优化与创新 尽管ICI在一部分胃癌患者中显示出有前景的疗效，但其总体响应率仍不理想。未来的研究应侧重于优化联合治疗策略，以协同增强免疫激活，并扩大从免疫治疗中受益的人群。目前，ICI与化疗、放疗、靶向治疗及其他新兴方法的联合已显示出相当大的潜力，但其潜在机制、疗效差异和患者特定的适用性需要进一步研究。 5.3.1 ICI联合化疗 化疗除了直接诱导肿瘤细胞凋亡外，还可以通过多种机制增强抗肿瘤免疫反应。某些化疗药物可以诱导免疫原性细胞死亡，释放肿瘤相关抗原和“危险信号”，随后促进DC活化和抗原呈递，从而改善肿瘤免疫微环境。此外，一些化疗药物可以上调PD-L1表达，为靶向ICI创造更有利的条件。ICI联合化疗的方法仍处于探索阶段，且患者间存在显著差异，有些个体未能获得明确获益。此外，长期疗效、最佳患者选择和潜在机制尚不完全清楚，需要进一步完善联合策略。 未来的研究应侧重于：(1)阐明协同机制，明确化疗对免疫通路的影响；(2)探索合理的用药时机和剂量方案，明确“同步”或“序贯”给药方式对治疗效果的影响；(3)评估ICI与不同类型化疗药物联合的差异，优化治疗安全性，并寻找更合适的免疫治疗组合。 5.3.2 ICI联合放疗 放疗不仅通过直接杀伤肿瘤细胞来控制局部病灶，还能诱导细胞凋亡，从而促进肿瘤抗原的释放和免疫原性成分的暴露。此外，放疗可以通过降低免疫抑制细胞的活性来改善肿瘤免疫微环境，增强免疫系统识别和攻击肿瘤细胞的能力。作为解除免疫抑制的核心策略，ICI可以在局部和全身水平上与放疗协同作用，从而扩大可能受益的患者人群。然而，目前临床实践对放疗参数及其免疫调节效应仍缺乏系统性认识。用于免疫激活的最佳剂量、分次方案和照射野尚不清楚，ICI的给药时机和患者特异性反应也需要进一步研究。 未来的研究应侧重于：(1)明确不同放疗方案(如剂量、分次和照射区域)对免疫激活程度的影响，探索更具免疫协同效应的放疗参数；(2)评估潜在的不良反应及其管理策略，确保安全性和可行性；(3)评估ICI联合放疗在转化治疗、围手术期和高复发风险亚型中的潜力，扩大适应症和适用人群。 5.3.3 ICI联合靶向治疗 免疫抑制性TME是限制ICI疗效的主要因素。VEGF信号通路的异常激活不仅促进肿瘤血管生成，还抑制DC成熟并募集Treg和MDSC，从而强化免疫抑制状态。抗VEGF/VEGFR治疗可能使肿瘤血管“正常化”，减少免疫抑制细胞的浸润，并增强效应T细胞的浸润和活性，从而重塑TME以利于免疫激活。目前，多项在晚期胃癌中评估ICI联合靶向治疗的临床研究已显示出有希望的安全性和临床获益。靶向治疗的范围不断扩大，越来越多的新靶点——如Claudin 18.2、FGFR和CSF1R以及调节免疫通路的小分子抑制剂——正在进入联合治疗的研究中。 未来的研究应侧重于：(1)筛选合适的靶点和联合方案，明确针对不同分子亚型的最佳靶向策略；(2)探索合理的治疗顺序、剂量和药物组合，以实现最大的协同效应并减少不良反应；(3)分析ICI联合靶向治疗的分子机制，探索靶向药物对TME和免疫通路的调节作用，为靶点开发和联合优化提供理论支持。 5.3.4 多ICI联合 同时阻断多个免疫检查点已成为胃癌免疫治疗的一个有前景的前沿领域。PD-1/PD-L1和CTLA-4抑制剂的联合治疗可以同时阻断不同阶段的免疫抑制信号，协同激活T细胞并增强肿瘤识别和清除能力，从而诱导更强效和持久的抗肿瘤免疫反应。在多种实体瘤中的临床研究表明，与单药治疗相比，联合治疗具有更优的ORR和增强的免疫记忆反应，其在胃癌中的治疗潜力日益明显。然而，过度的免疫激活也增加了irAEs的风险，使得疗效与毒性之间的平衡成为核心临床挑战。 未来的研究应侧重于：(1)整合TMB、MSI和PD-L1等生物标志物，精确识别最可能获益的人群；(2)优化剂量、启动时机和联合策略——包括分阶段、低剂量或交替使用——以在保持疗效的同时降低irAEs；(3)基于多ICI联合治疗的前瞻性生物标志物分层研究。 5.3.5 ICI与其他疗法联合 ICI与其他新兴治疗策略的联合已成为胃癌免疫治疗的研究热点。这些方法旨在多层次地增强抗肿瘤免疫反应，并扩大适用患者群体。ICI与抗体药物偶联物(ADCs)的联合能够精确靶向肿瘤特异性抗原，同时诱导免疫原性细胞死亡，增强抗原呈递并激活适应性免疫反应。ICI与肿瘤疫苗或过继性细胞免疫治疗——如细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK)和嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)——的联合可以进一步增强肿瘤特异性T细胞反应，从根本上改善免疫识别和细胞毒性。此外，ICI与靶向肿瘤免疫微环境的药物——如Treg抑制剂、MDSC抑制剂或免疫代谢调节剂——的联合有可能减轻免疫抑制，并改善T细胞浸润和功能。未来的研究应阐明这些新型联合策略的免疫学机制和作用途径，确定协同治疗组合，并推动机制研究和早期临床研究以验证其疗效和安全性。 涉及ICI的联合策略代表了胃癌免疫治疗的一个突破方向。未来的工作应包括以下几个方面：(1)进行大样本量、长期随访的临床研究，验证治疗效果的稳定性和安全性；(2)筛选敏感性生物标志物，识别可能从联合治疗中获益的患者；(3)探索不同联合策略中ICI的剂量和给药方式，基于患者的免疫状态制定个性化用药策略；(4)建立预测模型，指导联合治疗的个体化应用。我们应持续推进联合治疗的精准化和标准化，扩大免疫治疗的目标人群和临床获益。 5.4 靶向耐药机制与免疫重编程 对ICI的耐药已成为限制其疗效和长期临床获益的主要挑战。为克服这一瓶颈，未来的研究应侧重于精确识别和靶向调控耐药机制，重塑抗肿瘤免疫微环境以重新激活免疫敏感性，并开发多维度的、机制驱动的耐药逆转策略。 为对抗肿瘤免疫逃逸，研究探索了上调MHC-I表达和恢复抗原呈递的方法，以增强肿瘤对T细胞的可见性。例如，通过RNA干扰或小分子激动剂激活STAT1/IRF1通路已被证明可以增加MHC-I和TAP1的表达，逆转β2M缺失诱导的“免疫失明”，并重新启动T细胞的识别和细胞毒性。表观遗传调节剂，如DNA甲基转移酶抑制剂(DNMTIs)和组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACis)，可以重塑染色质可及性，增强免疫相关基因的表达，并改善抗原呈递，从而增强与ICI的协同作用。同时阻断多个免疫检查点也成为解决耐药的有前景的策略。几项临床研究正在评估PD-1抑制剂联合LAG-3、TIM-3或TIGIT抗体的安全性和疗效。例如，瑞拉利单抗(抗LAG-3)联合纳武利尤单抗在黑色素瘤中显示出优于单药治疗的响应率，值得在胃癌中进行研究。此外，针对T细胞耗竭和代谢适应的干预措施——例如促进前体耗竭T细胞(Tpex)分化为效应T细胞并恢复其增殖和细胞因子分泌能力——可以维持ICI诱导的免疫反应。 重塑TME是克服耐药的另一个关键策略。清除免疫抑制细胞群如MDSC和Treg，或抑制关键的抑制因子如TGF-β和VEGF，可以显著增强CD8+ T细胞的浸润和功能。目前正在临床评估的策略包括IDO抑制剂(如艾卡哚司他)、TGF-β通路抑制剂(如galunisertib)和VEGF通路抑制剂(如贝伐珠单抗)，它们共同解除免疫抑制并加强T细胞反应。将ICI与此类抑制剂结合，建立一种双重的“免疫激活+免疫去抑制”方法，已在多种实体瘤中显示出前景，并可能在胃癌中发展成为一种机制明确的治疗策略。 靶向免疫代谢也成为前沿策略。肿瘤来源的乳酸通过酸化TME抑制T细胞活性。抑制乳酸脱氢酶A(LDHA)或单羧酸转运蛋白1(MCT1)已被证明可以恢复T细胞的细胞毒性。阻断CD39/CD73-腺苷-A2A受体轴可能减轻腺苷介导的T细胞抑制，而靶向色氨酸代谢的IDO和TDO抑制剂已显示出增强免疫反应的潜力。未来的工作整合代谢组学可能有助于识别患者特异性的代谢-免疫谱，并开发联合靶向策略。新兴技术正在提供额外的工具来对抗耐药。纳米医学平台可以高度特异性地递送小分子、siRNA和蛋白质，在提高局部药物浓度的同时减少全身毒性。合成生物学方法可以改造T细胞或微生物，使其具有微环境响应性激活功能，为局部免疫调节提供新途径。 未来的研究应推进以下优先事项：(1)构建分子耐药亚型图谱，界定胃癌人群中的耐药模式；(2)开发整合ctDNA、免疫细胞谱和TCR克隆性的纵向监测系统，用于早期检测和动态预测耐药；(3)进行大规模、多中心临床验证，以确定获益亚组并将耐药逆转策略转化为临床实践；(4)探索结合免疫调节剂、代谢靶向、检查点阻断和工程化递送系统的综合干预措施，以实现全身性免疫再敏化；(5)利用单细胞测序、空间组学和纵向免疫组学，以高分辨率捕获免疫演化，识别关键的耐药转变点，并开发实时预测模型。 5.5 微生物群干预与个性化微生物组调节 近年来，肠道微生物群在调节宿主免疫系统中的作用日益受到关注，针对微生物群的干预措施正成为增强癌症免疫治疗效果的一种有前景的策略。微生物群不仅仅是作为预测性生物标志物，主动重塑肠道微生物组以恢复支持免疫的微生物状态具有更大的治疗潜力。目前，多种微生物群调节方法——包括补充益生菌、粪菌移植(FMT)、饮食调整、合生元、抗生素和合成微生物生态系统——正在各种癌症类型中进行研究。其中，FMT已成为一种微生物群重建的“快速通道”方法，在黑色素瘤中取得了突破性结果。Baruch等人证明，将来自PD-1应答者的粪便微生物群移植到无应答者体内，显著增强了后者对ICI的反应，实现了30%的ORR。同样，Davar等人报告称，FMT联合免疫治疗改善了黑色素瘤患者的治疗结局。这些发现为胃癌提供了潜在的转化策略。在胃癌临床前模型中，特定的细菌菌株，如短双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌GG，已被证明可以激活DC-NK-T细胞轴，增强瘤内CD8+ T细胞浸润，并提高抗PD-1疗效。此外，具有代谢活性的益生菌，分泌短链脂肪酸(如丁酸盐)或调节色氨酸-犬尿氨酸通路，可以减轻TME内的免疫抑制，从而维持ICI的疗效。 然而，由于肠道微生物群的组成和功能具有高度个体化特征，标准化干预措施是不够的，这凸显了对精确、个性化调节策略的需求。基于微生物群组成或功能特征的患者分层——识别“免疫支持型”和“免疫抑制型”微生物群亚型——可以指导干预措施的选择。同时，功能通路靶向性干预措施也在开发中，例如通过膳食补充、补充益生元或酶抑制来调节乳酸代谢、短链脂肪酸释放或IDO活性。此外，合成生物学的进步为定向微生物工程提供了新的可能性，使得能够创建多物种联合体或工程化细菌，以提供增强的稳定性和特异性的局部免疫调节。 尽管前景广阔，基于微生物群的干预措施面临重大的临床挑战：(1)缺乏标准化的微生物群分析和干预评估体系，导致临床验证有限；(2)干预后定植动态和稳定性不可预测，导致治疗结果变异性高；(3)监管、伦理和生物安全问题，包括供体选择标准、潜在病原体传播和质量控制问题。未来的研究应侧重于：(1)建立标准化的微生物群分析平台，识别与ICI疗效相关的微生物特征；(2)进行多中心前瞻性临床研究，评估疗效、安全性以及与ICI的协同作用；(3)基于“响应性微生物群”的选择，开发个体化的益生菌制剂或合成微生物疗法，以实现可控、安全和标准化的干预；(4)构建整合微生物群-免疫-ICI反应的预测模型，为基于微生物群的联合治疗的患者选择提供信息。 通过靶向微生物群的干预和个体化调节策略，有可能克服当前胃癌免疫治疗的“无反应瓶颈”，将被动识别响应人群转变为主动诱导免疫响应性。此外，通过整合系统生物学、AI和空间多组学技术，微生物群干预可能与TME重塑和免疫代谢调节协同作用，为真正个性化的多模式免疫治疗策略铺平道路。 5.6 免疫相关毒性的预测与个体化管理 随着ICI在胃癌中的临床应用不断扩大，irAEs已成为限制其长期应用的主要因素。由于胃癌患者通常基线身体状况较差且合并症较多，irAEs更容易累及多个器官，从而增加治疗中断甚至死亡的风险。irAEs的临床表现高度异质，其潜在机制复杂，且目前缺乏有效的预测方法。未来的研究必须迫切侧重于开发科学稳健的毒性风险预测系统和个体化干预策略，以实现疗效与安全性之间的动态平衡。 在机制层面，需要进一步阐明ICI相关毒性的免疫病理学基础，包括自身抗原的交叉识别、自身耐受的破坏、细胞因子风暴和组织特异性T细胞激活。识别与易感性相关的免疫特征也至关重要。在毒性预测方面，近期的研究尝试整合基因组学、免疫组学和临床数据来开发irAEs风险评估模型。某些自身免疫基因，如特定的HLA等位基因和多态性SNP位点，已与器官特异性毒性(如免疫性心肌炎)相关联，并可能作为易感性的遗传标志物。此外，外周血细胞因子水平(如IL-6, TNF-α)、免疫细胞亚群比例(如Th17/Treg)、TCR克隆扩增趋势以及基线自身抗体谱与irAEs的发展密切相关。未来整合这些指标的多模态预测模型可能实现对高风险患者的早期识别，并为剂量调整或保护性联合策略提供参考。 个体化管理策略应侧重于针对毒性类型和机制的靶向干预。例如，ICI诱导的结肠炎可以通过调节肠道微生物群或给予IL-1/IL-6抑制剂来控制；肝炎型毒性可能受益于抗TNF-α或JAK通路抑制剂；而内分泌毒性如甲状腺功能障碍可以通过激素替代疗法处理，同时监测自身抗体水平以指导是否继续免疫治疗。随着Treg稳定剂、代谢通路抑制剂(如IDO1抑制剂)和细胞因子中和抗体的出现，未来的治疗可能实现对免疫反应强度和方向的精确调控，在维持抗肿瘤疗效的同时最大限度地减少毒性。动态监测和响应性干预对于个性化的毒性管理也至关重要。未来的方法应利用可穿戴设备、AI辅助平台和生物标志物驱动的预警系统，实现irAEs的早期检测和分层管理。临床上，收集胃癌患者特异的irAEs谱的纵向数据，并建立专门的毒性数据库，将支持毒性-疗效共同建模，并实现个体化的“风险-获益”决策工具。 未来的研究应在几个关键方向推进：(1)系统地表征irAEs的发生率、时间演变和机制特征，并识别器官特异性的预测因素；(2)整合基因组学、外周免疫和临床参数，开发多模态预测模型；(3)设计基于机制的干预措施，针对代谢调节、炎症通路和免疫微环境；(4)构建以动态监测、精确预警和分层干预为核心的智能管理系统；(5)探索毒性与疗效之间的机制联系，以区分“有益”和“有害”的毒性，从而支持个体化临床决策。建立一个机制驱动的毒性预测和干预框架，可以将胃癌免疫治疗从经验性安全管理转向精准风险管理，确保ICI的安全和可持续使用。 随着免疫治疗在胃癌治疗中的不断推进，实现个体化和精准化干预已成为未来研究的核心方向。先前涉及生物标志物、预测模型、联合策略、耐药调节、微生物群调节和免疫毒性管理方面的努力，共同为综合性的精准免疫治疗框架奠定了理论和技术基础。未来的研究应优先建立一个以“精准预测、动态监测、协同干预”为中心的综合框架，推动胃癌免疫治疗走向更精准、更有效、更可持续的模式。 6. 结论 ICI重塑了胃癌的治疗格局，并为一组患者，特别是在生物标志物富集的人群中，带来了有意义的生存获益。尽管如此，持久获益仍然受到以下因素的限制：单药治疗在未经选择的队列中活性有限、频繁的原发性和获得性耐药、缺乏稳健且标准化的预测性生物标志物、肿瘤微环境的复杂性和可塑性、显著的个体间异质性以及irAEs。在这篇叙述性综述中，我们总结了ICI在胃癌不同治疗环境中的当前进展，讨论了制约疗效的关键生物学和临床障碍，并重点介绍了旨在改善患者选择、加深反应和维持安全性的新兴策略。 从临床角度来看，ICI现已成为晚期/转移性胃癌全身治疗不可或缺的一部分，主要由联合方案驱动，而围手术期的应用仍在实践发展中，应结合成熟的III期证据进行解读。最一致的获益见于免疫学上“炎性”亚组——最显著的是MSI-H/dMMR肿瘤以及在许多环境中具有较高PD-L1 CPS的患者——这支持生物标志物指导下的治疗选择。同时，ICI单药治疗在未经选择的人群中疗效有限，这突显了肿瘤内在的免疫逃逸、异质性抗原性和免疫抑制性肿瘤微环境的重要性。因此，合理的联合方案(如化疗-免疫、抗血管生成-免疫、免疫-靶向、放疗-免疫以及选定的双检查点方法)旨在增强免疫原性、改善免疫浸润并对抗适应性耐药，但需要仔细关注毒性和可行性。重要的是，单一生物标志物可能不够；临床上有用的分层可能需要结合肿瘤基因组学、免疫背景以及纵向循环和影像读数的综合框架。 展望未来，几个近期的优先事项在临床上是可检验的，并可能加速转化，包括生物标志物检测方法和截断值的协调和前瞻性验证、生物标志物指导的研究以优化联合方案的选择和顺序(具有预设的亚组分析)、标准化的纵向监测(如ctDNA动力学)以检测早期反应和新出现的耐药，以及irAEs的风险分层预防和管理策略。同时，长期探索性方向应侧重于单细胞和空间分析，以绘制免疫-代谢-基质耐药网络并识别可干预的节点；胃癌特异性的基于微生物群的预测因子和干预措施；可解释的多组学整合与AI/ML构建可推广的预测模型；以及与分子和免疫特征整合的影像组学/影像生物标志物。总的来说，这些努力可以优化患者选择，合理化联合策略，并推进胃癌的精准免疫治疗。 参考文献：Liu P, Li N, Guo J, Zhao GT, Wang J, Mou Z, Mao J. Immune checkpoint inhibitor therapy for gastric cancer: current status, therapeutic challenges, and future prospects. Front Immunol. 2026 Feb 26;17:1716934. doi: 10.3389/fimmu.2026.1716934. PMID: 41836401; PMCID: PMC12979166. - 本微信公众号内容仅供医疗专业人士参考 不代表对任何药物或者治疗的推荐 由于时间和水平有限，如有错漏敬请谅解，不吝赐教 (以上内容借助KIMI+/DeepSeek翻译整理所成) 加入毕凯今选粉丝群获取更多更新文献资讯~

点击蓝字 关注我们  肿瘤的遗传异质性是癌症治疗面临的核心挑战，也是导致靶向药物临床失败或耐药的主要原因。传统的药物研发依赖于有限的细胞系或异种移植模型，难以在临床前阶段就模拟和捕捉患者群体中广泛存在的多样性。2026年2月，顶级期刊 《Nature Cancer》 在线发表了一项重磅研究，题为 “The GENEVA platform models tumor mosaicism to reveal variations of responses to KRAS inhibitors and identify improved drug combinations” 。来自加州大学旧金山分校和Arc研究所的研究团队开发了一种名为 GENEVA（基因多样性与内源性控制表型变异分析） 的创新平台，通过将多种癌细胞系和患者来源的异种移植模型（PDX）混合构建“嵌合肿瘤”，并结合高通量单细胞RNA测序（scRNA-seq）和CRISPR筛选技术，系统性地解析了KRAS-G12C抑制剂在不同遗传背景下的作用机制和耐药原理。该研究不仅首次揭示线粒体呼吸链的异常激活是KRAS-G12C抑制剂诱导癌细胞死亡的关键驱动力，还发现了mTOR通路和上皮-间质转化（EMT）是肿瘤产生耐受的主要机制。基于这些发现，研究团队成功筛选并验证了多种有效的联合治疗策略。这项研究的意义在于，它提供了一种可扩展的、高分辨率的临床前药物评估范式，能够更准确地预测药物的临床效果，并指导更优的组合疗法开发，有望弥合基础研究与临床转化之间的鸿沟。 01 基本信息 文章标题：The GENEVA platform models tumor mosaicism to reveal variations of responses to KRAS inhibitors and identify improved drug combinations 发表期刊：Nature Cancer 发表时间：2026年 影响因子：28.5/Q1 研究对象：H2030 (KRAS-G12C，高度敏感)；H2122 (KRAS-G12C，高度敏感)；H23 (KRAS-G12C，中度耐受)；H441 (KRAS-G12V，作为非G12C突变对照) 文库类型：定制化双sgRNA文库 02 论文详情 第一部分：GENEVA平台的诞生——应对药物研发的“规模化”困境 癌症靶向治疗的成功，如针对BRAF V600E突变的维莫非尼和针对KRAS G12C突变的索托拉西布，标志着癌症治疗进入精准医疗时代。然而，肿瘤的异质性使得药物在患者群体中的反应千差万别。一个在临床试验中表现出色的药物，最终获批后可能只对一小部分患者有效，或者迅速出现耐药。 这种困境的根本原因之一，在于临床前药物筛选模型的局限性。传统的异种移植模型虽然被认为是“金标准”，但其成本高昂、周期长，且通量极低。这使得研究人员在进入临床试验前，只能在有限数量的模型上测试药物，无法充分模拟患者群体中存在的遗传多样性。此外，这种低通量也限制了对最新单细胞基因组学技术的应用，导致我们无法在早期药物发现阶段就获得高分辨率的分子表型数据。 为了突破这一瓶颈，研究者们开发了GENEVA平台。这一技术的核心思想是 “池化”，即将携带不同遗传背景的多种癌细胞系或患者来源的肿瘤模型（PDX）混合在一起，形成一个“嵌合肿瘤”模型。 GENEVA的操作流程如下： 构建嵌合池：将数十种携带不同关键基因突变（如KRAS G12C, BRAF V600E等）的细胞系按比例混合，形成一个细胞池。 体内外培养：将这个细胞池在3D培养体系中或直接异种移植到免疫缺陷小鼠体内，形成嵌合肿瘤。 药物处理：对嵌合肿瘤进行药物（或组合药物）处理，与对照组进行比较。 单细胞分析：收集处理后和对照组的肿瘤细胞，利用单细胞RNA测序技术对每个细胞的转录组进行测序。 身份解码：通过MULTI-seq（多重单细胞测序样品标记技术）和基于单核苷酸多态性（SNP）的解卷积算法，可以同时明确每个细胞的身份（来自哪个细胞系）及其所处的处理条件（药物处理或对照）。 通过这种方式，研究人员可以在一个实验内，同时评估药物对几十种遗传背景的细胞系的作用效果，极大地提高了通量。更重要的是，单细胞RNA测序提供的不仅仅是细胞数量（即生存/死亡）的信息，更能揭示每个细胞在处理后的精细转录组状态，从而深入理解药物作用的分子机制和细胞异质性反应。 GENEVA平台的首次验证：研究人员将11种不同驱动基因突变的细胞系（包括BRAF V600E、KRAS G12C等）混合成池，分别用DMSO（对照）、维莫非尼和ARS-1620（一种早期的KRAS-G12C抑制剂）处理。结果完美复现了预期的药物敏感性模式：BRAF V600E突变的A375细胞被维莫非尼高效清除，而KRAS G12C突变的MIA PaCa-2细胞则对ARS-1620敏感。Lasso回归分析也正确地识别出了BRAF V600E和KRAS G12C突变分别是维莫非尼和ARS-1620敏感性的主要驱动因素。这些结果证实了GENEVA平台的可靠性和强大能力。 Fig. 1 | GENEVA allows for rich phenotypic profiling of cells in genetically diverse populations 第二部分：CRISPR筛选的设计——从发现到验证的闭环 GENEVA平台不仅是一个表型筛选工具，它生成的海量数据还为新靶点的发现提供了宝贵的线索。当GENEVA通过差异表达分析和通路富集分析，提出了“线粒体活性”、“mTOR通路”和“EMT”可能是KRAS-G12C抑制剂的关键作用或耐药机制后，下一步就是通过功能实验来验证这些机制，并寻找可成药的靶点。这时，CRISPR筛选登场了，形成了一个完美的“发现-验证-机制-应用”闭环。 为了验证这些机制，研究者们精心设计了一套体内外结合的双向导RNA CRISPR干扰（dual-sgRNA CRISPRi）筛选。其设计思路如下： 文库构建： 靶点选择：文库中的基因并非随机选取，而是精准地来源于GENEVA平台发现的“苗头”通路和候选基因。例如，为了验证线粒体的作用，文库包含了多个编码线粒体核糖体蛋白（MRPLs, MRPSs）的基因；为了验证mTOR通路，包含了mTOR及其上游调控因子；为了验证EMT，包含了TGF-β受体（TGFBR1/2）等关键基因。此外，还包括了GPX4（铁死亡关键调节因子）、SHP2和SOS1（已知与KRAS抑制剂耐药相关的基因）作为参照。 载体系统：使用双sgRNA载体，可以更有效地对靶基因进行高效抑制。整个文库通过高通量合成和克隆构建完成，并通过二代测序验证了其sgRNA的代表性。 细胞模型选择： H2030 (KRAS-G12C，对索托拉西布高度敏感) H2122 (KRAS-G12C，对索托拉西布高度敏感) H23 (KRAS-G12C，对索托拉西布中度耐受) H441 (KRAS-G12V，对索托拉西布天然耐药，作为非G12C突变对照) 筛选在四种具有不同KRAS突变状态和药物敏感性的细胞系中进行： 筛选流程： 体外筛选：将带有CRISPRi文库的上述细胞系在体外培养，分别用索托拉西布或DMSO处理12天。通过检测不同处理条件下sgRNA的丰度变化，可以判断敲低某个基因是“保护”（在药物处理下富集）还是“增敏”（在药物处理下耗竭）癌细胞。 体内筛选：将携带CRISPRi文库的细胞（混合池）移植到小鼠体内形成异种移植瘤，然后对小鼠进行索托拉西布或对照处理13天。最后，从肿瘤中提取基因组DNA，测序分析sgRNA的丰度，以评估在体内生理环境中，这些基因敲低对药物反应的影响。 通过这种精心设计，CRISPR筛选不仅验证了GENEVA的发现，还提供了基因水平的直接功能证据，并揭示了这些机制在体内外的异同。 Fig. 2 | In vivo GENEVA applied to KRASG12* CDX and PDX models Fig. 3 | KRAS-G12C inhibition leads to cell death via mitochondrial respiratory activity 第三部分：验证与机制发现——线粒体“自杀式”激活 CRISPR筛选的结果如同一把钥匙，打开了通往机制核心的大门，并强有力地验证了GENEVA平台的发现。 1. 线粒体：KRAS-G12C抑制剂诱导细胞死亡的“直接凶手” GENEVA的数据显示，在ARS-1620处理后，存活的KRAS-G12C细胞中，线粒体基因的表达显著下调。这一现象提示，线粒体功能可能与KRAS-G12C抑制剂的杀伤作用直接相关。 CRISPR筛选结果对此给出了决定性的验证：在高度敏感的G12C细胞（H2030和H2122）中，敲低线粒体核糖体蛋白基因（mitoribosomal genes）会导致细胞在索托拉西布处理下显著富集，即产生保护作用。这意味着，当线粒体蛋白质翻译被抑制、线粒体功能受损时，KRAS-G12C抑制剂就杀不死这些癌细胞了。相反，在耐药的G12V细胞（H441）中，敲低这些基因则没有保护作用，表明这种线粒体依赖性是G12C突变细胞所特有的。 基于此，研究团队进一步深挖了线粒体被“激活”的机制。他们发现，在给予索托拉西布后仅2小时，癌细胞（如H2030）的耗氧率（OCR）就迅速升高，表现为基础呼吸和备用呼吸能力的显著增强。备用呼吸能力反映了线粒体应对应激压力的潜能，其增强意味着线粒体电子传递链（ETC）被“逼”到了极限。更关键的是，当使用线粒体复合物III抑制剂抗霉素A1（Antimycin A1）阻断电子传递链时，能够完全逆转索托拉西布的杀伤效果，证实了线粒体ETC的过度活跃是KRAS-G12C抑制剂诱导细胞死亡的必要条件。 进一步的机制研究表明，这种线粒体过度活跃早于细胞凋亡标志物Caspase-3/7的活化。在药物处理的第1个小时，线粒体膜电位（TMRE）即显著升高，而线粒体活性氧（ROS）则短暂下降，提示这并非氧化应激诱导的细胞死亡，而更像是一种由于代谢重编程导致的“自杀式”呼吸爆发。 2. mTOR与EMT：两大核心耐药机制 除了线粒体，GENEVA的数据还揭示了其他在KRAS-G12C抑制后显著上调的通路，其中mTORC1信号通路和上皮-间质转化（EMT） 尤为突出。 CRISPR筛选的结果再次提供了强有力的功能验证。在体内和体外筛选中，敲低mTOR通路中的关键效应基因（如mTOR本身）能够显著增强KRAS-G12C抑制剂对G12C细胞的杀伤效果。这证明mTOR通路是癌细胞逃避KRAS-G12C抑制剂攻击的重要“逃生通道”。当这条“逃生通道”被CRISPRi关闭后，癌细胞就对药物变得更加敏感。 EMT通路在体内筛选中的表现尤其引人注目。虽然在GENEVA的体外数据中也能观察到EMT信号的微弱上调，但在体内异种移植瘤模型中，EMT信号的激活变得异常显著。这与临床上的观察高度一致：许多使用KRAS-G12C抑制剂后复发的患者，其肿瘤组织并未出现新的遗传突变，但病理学上却表现出明显的细胞形态转变（上皮特征减少，间质特征增多），这正是EMT的典型特征。 GENEVA对PDX模型的分析也证实了这一点：在长期药物处理后，两个KRAS-G12C PDX模型（JAX877和JAX233）中，EMT相关基因表达显著富集。CRISPR筛选则进一步指出，敲低EMT通路的核心基因（如TGF-β受体）同样能使癌细胞对KRAS-G12C抑制剂更敏感。这表明，EMT不仅仅是肿瘤细胞在体内应激状态下产生的一种“副作用”，更是其逃避药物攻击的核心机制之一。 Fig. 4 | Targeting pathways associated with increased tolerance to KRAS-G12C inhibition leads to more efficacious combination therapies 第四部分：从机制到应用——指导精准的联合用药 通过对GENEVA数据和CRISPR筛选结果的整合分析，研究人员获得了清晰的“作战地图”，明确了哪些通路是癌细胞的“护身符”。接下来，他们利用GENEVA平台本身的高通量优势，直接进行组合药物筛选，以寻找最有效的“破敌之策”。 1. 验证线粒体“刹车”策略：抗霉素A1 既然线粒体ETC的过度活跃是KRAS-G12C抑制剂的杀伤机制，那么是否可以通过抑制ETC来“刹车”，从而让癌细胞对药物更不敏感？这听起来似乎与治疗目标背道而驰，但它却是验证机制最直接的方式。事实上，实验结果显示，当联合使用ARS-1620和抗霉素A1时，G12C细胞系的存活率显著回升，这恰好验证了线粒体ETC的关键作用。虽然抗霉素A1本身不是理想的联合药物，但这一结果有力地支持了“线粒体是药物作用靶点”的结论。 2. 实现1+1>2的效果：mTOR抑制剂与EMT抑制剂 针对mTOR和EMT这两条被证实是耐药关键的通路，研究人员则尝试了联合抑制策略。 mTOR抑制剂（INK128）与ARS-1620的联合：在H2030细胞中，联合用药在体外显示出显著的Bliss协同作用。更关键的是，在体内异种移植瘤模型中，与单一用药相比，联合用药显著抑制了肿瘤的生长，且效果优于简单的加和。 EMT抑制剂（galunisertib，一种TGF-β受体抑制剂）与ARS-1620的联合：针对EMT这一主要体内现象，联合用药在体内模型中也表现出强大的协同抗肿瘤效果，有效克服了肿瘤的适应性耐药。 3. CRISPR筛选的再次应用：验证联合治疗的分子基础 为了理解这些联合治疗背后的分子机制，研究人员再次利用GENEVA平台对单药和联合药处理后的细胞进行单细胞RNA测序。通过建立线性模型，他们发现，在联合用药（如ARS-1620+galunisertib或ARS-1620+INK128）的条件下，与单药相比，细胞中的线粒体基因表达呈现出更大的下调幅度。这表明，联合治疗可能通过更彻底地关闭线粒体功能，或者迫使癌细胞放弃对线粒体活性的依赖，从而实现了更强的协同杀伤效果。这完美地解释了为什么联合治疗比单药治疗更有效。 Fig. 5 | GENEVA enables multiplexed combination therapy screening in vivo 总结与展望：重塑药物发现范式的“GENEVA”力量 这项发表在《Nature Cancer》上的研究，不仅仅是对KRAS-G12C抑制剂作用机制的一次深入剖析，更重要的贡献在于它推出了一种全新的、可扩展的药物研发范式——GENEVA平台。 该研究的核心价值体现在以下几个方面： 解决规模化瓶颈：通过“嵌合肿瘤”和单细胞测序的结合，GENEVA第一次使得在体内外对数十种遗传背景的肿瘤模型进行高通量、高内涵药物筛选成为可能，极大地提升了临床前研究的效率和预测能力。 揭示新颖机制：研究首次发现并证实，KRAS-G12C抑制剂并非简单地通过关闭促癌信号来抑制肿瘤，而是通过引发癌细胞线粒体的“自杀式”呼吸爆发来诱导细胞死亡。这一颠覆性的发现为理解KRAS抑制剂的作用提供了全新的视角。 精准识别耐药机制：GENEVA平台结合CRISPR筛选，成功识别并验证了mTOR和EMT作为KRAS-G12C抑制剂的核心耐药通路，特别是揭示了EMT在体内环境中的主导作用，与临床观察高度吻合。 指导精准联合治疗：基于对耐药机制的深刻理解，研究团队高效地筛选出了与mTOR抑制剂和TGF-β抑制剂等联合使用的有效方案，为克服KRAS-G12C抑制剂临床耐药提供了直接的治疗策略。 实现“发现-验证-应用”闭环：研究完美地展示了从GENEVA的发现（提出线粒体、mTOR、EMT假说），到CRISPR筛选的验证（证实基因敲低影响药物敏感性），再到GENEVA组合治疗的应用（筛选出有效联合方案）的全流程闭环，证明了这一技术路线的高度可行性。 尽管当前GENEVA平台主要在免疫缺陷小鼠中进行，无法模拟适应性免疫系统的参与，但这仍然是目前大多数靶向治疗临床前研究的标准范式。未来，GENEVA有望进一步整合免疫系统，并将其应用范围拓展至更广泛的癌症类型和药物类别。 总而言之，GENEVA平台的诞生，标志着药物发现正从“在少数模型上深度测试”的旧模式，转向“在众多模型上规模化、高内涵分析”的新时代。它为药物开发者提供了一面更清晰的“水晶球”，让我们在药物进入临床试验前，就能更精准地预判其在复杂患者群体中的表现，从而显著提高新药研发的成功率，最终让更多患者受益                           研美生物立志成为CRISPR筛选专家，专注于CRISPR系列载体的构建和病毒包装；尤其专注于各种类型CRISPR全库和亚库筛选的个性化服务，目前已有部分如转录因子、代谢、表观、RNA修饰基因、去泛素化酶、甲基转移酶等CRISPR亚库现货，欢迎添加研美生物微信咨询和定制相关载体及文库！ 扫码关注我们 微信号｜18171126273 （欢迎添加微信咨询！） 公众号｜研美医学 （关注更多精彩信息！） END 原创声明：本文由研美生物学术团队报道，本文的著作权归文章作者所有。欢迎个人转发及，未经作者的允许禁止转载。 期待您的 点赞 在看