TLR9 x STING

摘要：大多数疫苗传统上通过肌肉注射给药，但皮肤因含有大量抗原呈递细胞，正逐渐成为更具免疫原性的疫苗接种部位。皮内接种可提高流感疫苗的效力，并在猴痘疫苗短缺时节省剂量 。然而，皮内接种比肌肉注射更容易引发局部反应，因此需要安全有效的佐剂来增强皮内接种效果 。本文将介绍目前已批准用于人类疫苗的佐剂及其皮内接种的反应原性，探讨正在研发的化学和物理佐剂，分析物理佐剂的研发原理、类型及优势，旨在为皮内接种疫苗的佐剂选择提供参考。一、皮肤结构皮肤是人体最大的器官，具有防止热量和水分流失、抵御病原体感染等重要生理功能 。它主要分为三层：角质层、表皮和真皮（插入原文 Fig. 1，展示皮肤结构和驻留的先天免疫细胞的示意图，帮助读者直观理解皮肤的结构组成）。角质层位于皮肤最外层，由角质细胞组成，具有很强的疏水性，是皮肤的主要屏障 。表皮层在角质层下方，主要由角质形成细胞构成，其中还散布着朗格汉斯细胞，这些细胞能作为免疫哨兵发挥作用 。真皮层则包含汗腺、毛囊、血管、淋巴管和神经纤维等多种结构，还有成纤维细胞和树突状细胞、巨噬细胞等先天免疫细胞 。此外，皮肤中还存在大量的 T 淋巴细胞，其中大部分是皮肤驻留记忆 T 细胞。这些驻留的先天免疫细胞不仅是抵御病原体感染的第一道防线，还能诱导针对病原体或疫苗的适应性免疫反应。二、皮内接种疫苗的优势过去，大多数疫苗选择肌肉注射，主要是因为操作方便，无需太多专业培训 。但近二三十年来的大量研究发现，将疫苗接种途径从肌肉注射改为皮内注射，能诱导更强的免疫反应 。这主要是因为皮肤中富含抗原呈递细胞，如表皮的朗格汉斯细胞和真皮的树突状细胞，而肌肉中这类细胞相对较少 。皮内疫苗的抗原会被抗原呈递细胞摄取，并呈现在主要组织相容性复合体（MHC） I 或 II 类分子上，随后这些细胞迁移到引流淋巴结，引发抗原特异性的 T 细胞和 B 细胞反应 。同时，皮内疫苗还能激活局部先天免疫细胞，分泌细胞因子和趋化因子，招募循环中的先天免疫细胞 。多项研究表明，皮内接种流感疫苗比肌肉或皮下接种在老年人中更具免疫原性，低剂量的皮内流感疫苗就能在年轻人中引发与全剂量肌肉注射相当的免疫反应 。此外，皮内接种对狂犬病疫苗、乙肝疫苗等也能增强免疫反应 。在猴痘疫情爆发期间，由于疫苗短缺，美国食品药品监督管理局（FDA）批准皮内注射猴痘疫苗，以扩大疫苗的使用范围，保护更多高危人群。三、皮内接种疫苗的局限性尽管皮内接种能提高疫苗的免疫原性，但提升程度相对有限 。例如，皮内接种流感疫苗仅能节省 40 - 60% 的剂量，在老年人中，其对不同流感毒株的血清转化率提升幅度也较小 。而且，皮内接种疫苗面临诱导显著局部反应的风险 。研究发现，无佐剂的皮内疫苗比肌肉注射疫苗更容易引发频繁且严重的局部不良反应 。这是因为皮肤中存在多种先天免疫细胞，它们在促进抗原摄取和增强适应性免疫的同时，也会通过合成和释放细胞因子、趋化因子，招募外周的中性粒细胞、单核细胞和嗜酸性粒细胞，从而导致局部不良反应 。因此，用于皮内接种的佐剂需要比肌肉注射用佐剂具有更好的局部安全性。本文主要聚焦于介绍用于增强针对传染病的皮内接种疫苗的佐剂，且重点关注增强皮内蛋白和亚单位疫苗诱导的免疫反应的佐剂，不涉及疫苗 / 佐剂配方（如聚合物纳米颗粒、脂质体）的相关内容 。四、已批准佐剂及其皮内反应原性疫苗佐剂在 21 世纪受到越来越多的关注，因为它们在新型和改进型疫苗的开发中起着关键作用 。美国国家过敏和传染病研究所（NIAID）在 2008 年启动了 “佐剂开发计划”，支持新型佐剂的筛选、鉴定和临床前 / 临床开发 。在过去的二十年里，有五种佐剂被批准用于人类疫苗，而在此之前的八十年里仅有两种 。但这些佐剂均是被批准用于肌肉注射，其皮内注射的局部不良反应风险可根据肌肉注射的局部反应原性进行预测（原文 Table 1，展示目前已批准的佐剂及其皮内反应原性的相关信息，包括佐剂名称、描述、批准年份、适用疫苗、Th1/Th2 偏向、粒径和皮内反应原性等级，直观呈现各类佐剂的特点和潜在风险）。铝佐剂：是全球使用最广泛的佐剂，主要基于氢氧化铝或磷酸铝，能增强 Th2 偏向的抗体反应，但诱导细胞介导免疫反应的能力较弱 。肌肉注射铝佐剂会导致显著的组织应激和细胞死亡，引发细胞因子 / 趋化因子释放，招募大量免疫细胞 。皮内注射实验性铝佐剂 Imject 也会导致小鼠皮肤炎症细胞高密度浸润，且持续至少四天。因此，铝佐剂皮内注射有较高风险引发显著局部反应 。AS04 佐剂：是由 MPL 吸附在氢氧化铝佐剂上制成的组合佐剂 。MPL 作为 TLR4 激动剂，能激活相关信号通路，诱导促炎细胞因子基因表达 。AS04 被批准用于增强人乳头瘤病毒疫苗的效力，但研究发现，与无佐剂疫苗相比，AS04 佐剂疫苗会引发更频繁的局部反应，如疼痛、红肿和肿胀 。我们之前的研究也发现，皮内注射 MPL/Alum 佐剂会导致皮肤真皮组织出现红斑、肿胀和大量炎症细胞浸润 。这表明 AS04 佐剂皮内注射有较高风险引发显著局部反应 。AS01 佐剂：是一种脂质体制剂，包含 MPL 和从皂树皮中纯化的皂苷成分 QS21 ，被批准用于增强疟疾 RTS,S 疫苗的效力，能诱导 Th1 为主的免疫反应 。AS01 在肌肉注射后会迅速从注射部位清除，诱导细胞因子短暂表达，并快速招募免疫细胞 。考虑到其成分 MPL 的作用，以及 MPL 和 QS21 的协同效应和对局部炎症的强烈诱导，AS01 佐剂皮内注射后有较高风险引发显著局部反应 。MF59 和 AS03 佐剂：都是基于角鲨烯的水包油纳米乳液佐剂，分别由诺华和葛兰素史克开发 。MF59 用于增强季节性流感疫苗和大流行前 H5N1 疫苗的效力，AS03 则用于增强 2009 年 H1N1 流感大流行疫苗和大流行前 H5N1 疫苗的效力 。这两种佐剂主要诱导 Th2 偏向的免疫反应，且弱诱导 Th1 反应 。肌肉注射 MF59 会导致组织应激和细胞死亡，更强烈地招募免疫细胞，皮内注射类似 MF59 的 AddaVax 佐剂也会引发大量免疫细胞招募和细胞因子、趋化因子的长时间表达 。肌肉注射 AS03 会诱导持续的细胞因子表达，引发内质网应激 。这些都表明 MF59 和 AS03 佐剂皮内注射可能引发显著局部反应 。Matrix-M 佐剂：由两种源自皂苷提取物的 40 纳米颗粒配方组成，已被用于新冠疫苗（NVX-CoV2373） 。Matrix-M 佐剂能诱导 Th1 偏向的免疫反应，但接种该佐剂的新冠疫苗后，局部不良反应的发生率高于安慰剂组 。在猪模型中，肌肉注射 Matrix-M 佐剂会引发急性炎症、出血和坏死 。虽然目前尚无研究探讨其皮内接种的效力和安全性，但相关研究提示其有较高风险引发显著局部反应 。CpG 1018：是一种含未甲基化 CpG 基序的寡核苷酸，能激活 TLR9 和 MyD88 信号通路，刺激 Th1 偏向的抗体反应和细胞介导的免疫反应，已被用于乙肝疫苗 。研究发现，皮内注射小鼠特异性 CpG 会诱导轻微的局部反应和低水平的免疫细胞招募，因此预计 CpG 1018 皮内反应原性较低，有望安全地增强皮内接种效果 。总体而言，大多数已批准的佐剂皮内注射有较高风险引发显著局部反应，而具有高皮内反应原性的化学佐剂大多是颗粒状的，它们会强烈激活局部先天免疫系统 。不过，CpG 1018 可能是个例外，它诱导的炎症较轻，不会引发明显的局部反应。五、其他用于安全皮内接种的化学佐剂鉴于已批准佐剂的高局部反应原性，研究人员探索了其他化学佐剂用于安全皮内接种的可能性，部分佐剂已进入临床试验阶段（原文 Fig. 3，展示用于皮内接种的安全佐剂的化学结构，包括 CpG 1018、GLA-AF、咪喹莫特、Poly (I:C)、cGAMP 和 PCPP 聚合物，帮助读者了解这些佐剂的化学特性）。GLA-AF 佐剂：一些已批准的佐剂（如 AS01 和 AS04）含有 MPL 来增强疫苗效果 。虽然 MPL 未被批准作为单一佐剂，但研究发现皮内注射 MPL 在小鼠模型中仅诱导轻度炎症，无明显局部不良反应 。Carter 等人评估了合成的 TLR4 激动剂 GLA - 水基配方（GLA-AF）对雪貂和人类皮内 H5N1 疫苗接种的增强作用，发现 GLA-AF 对雪貂的单剂量疫苗保护和人类的血清保护至关重要，且在豚鼠和人体临床研究中未引起明显不良反应，这表明 GLA-AF 及其他 TLR4 激动剂在皮内接种方面具有潜力 。局部咪喹莫特佐剂：外用咪喹莫特乳膏（5% Aldara）已被 FDA 批准用于治疗多种疾病，它是 TLR7 激动剂，能激活相关信号通路，诱导促炎细胞因子和 I 型干扰素基因表达 。在一项双盲、随机、对照临床试验中，皮内注射流感疫苗前外用咪喹莫特乳膏，可提高针对疫苗病毒株和非疫苗病毒株的血清转化率 。在炎症性肠病患者中，皮内注射乙肝疫苗前使用外用咪喹莫特乳膏，其血清保护率显著高于肌肉注射组 。虽然外用咪喹莫特组局部不良反应更频繁，但总体安全性良好，表明其可显著提高皮内疫苗效力 。Poly (I:C) 佐剂：Poly (I:C) 是双链 RNA 的合成类似物，根据其所在位置可激活不同的信号通路 。在皮内或透皮疫苗接种中，它被用于诱导针对多种传染病的有效免疫反应 。不同研究中，Poly (I:C) 佐剂的效果有所差异，较低剂量（1µg）时可能效果不明显，而 25µg 的 Poly (I:C) 可显著增强皮内 HIV-1 gp140 或 HSV-2 gD 糖蛋白诱导的全身和黏膜抗体反应 。近期，一项 1 期临床试验测试了与光化学内化技术联合使用的 Poly (I:C)，初步表明该方法安全性良好，这显示了 Poly (I:C) 作为皮内接种佐剂的安全性 。cGAMP 佐剂：2′3′ - 环鸟苷酸 - 腺苷酸（cGAMP）可激活细胞内干扰素基因刺激蛋白（STING）通路，诱导促炎细胞因子和 I 型干扰素基因表达 。在小鼠和猪模型中，皮内注射 cGAMP 与流感 H5N1 或 2009 年大流行 H1N1 疫苗联合使用，可显著增强疫苗诱导的免疫反应，且未引发明显局部不良反应 。研究还发现，cGAMP 在增强皮内 H5N1 免疫方面比 CpG 或 MPL 更有效，这表明 cGAMP 等 STING 激动剂可作为安全的皮内接种佐剂 。PCPP 佐剂：微针是一种有吸引力的皮内疫苗递送技术 。Andrianov 等人发现聚 [二（羧基苯氧基）磷腈]（PCPP）可作为安全的佐剂，用于增强猪的微针介导的皮内乙肝疫苗接种效果 。在该研究中，仅观察到轻微的皮肤发红，无严重不良反应 。此外，一种新的聚磷腈聚合物（PCEP）也被发现可安全地增强仔猪皮内流感 H1N1 疫苗接种的免疫反应 。这些研究表明某些 PRR 激动剂作为皮内佐剂是安全的，且化学性质为水溶性或水基配方的佐剂，通常具有较低的皮内反应原性 。六、用于安全皮内接种的物理佐剂除了化学佐剂，在皮内疫苗接种前对皮肤表面进行短暂的物理能量处理，也被探索用于增强皮内接种效果。研发原理：过去，佐剂的开发很大程度上依赖经验或试错法，尤其是对于非病原体相关分子模式（PAMP）的佐剂，如铝佐剂、MF59 和 QS21 等 。这些佐剂没有特定的细胞受体来介导其佐剂作用，而是通过刺激组织应激和细胞死亡，释放内源性危险信号或损伤相关分子模式（DAMPs）来发挥作用 。“危险理论” 认为，免疫系统会被应激或受损细胞释放的危险信号激活，这解释了在没有外来病原体入侵时，如移植排斥、某些化疗诱导的抗肿瘤免疫激活等情况下，适应性免疫的诱导机制 。近年来发现的多种 DAMPs，如尿酸、ATP、双链 DNA 等，在生理条件下不会被免疫系统识别，但在组织应激或细胞死亡时会释放出来，激活免疫系统 。例如，铝佐剂可刺激尿酸释放，激活 NLRP3 炎性小体和 Caspase 1，部分介导其促炎反应；MF59 佐剂能刺激 ATP 释放，增强免疫反应 。这些发现提示，可控的组织应激或细胞死亡可能诱导内源性危险信号释放，从而增强疫苗接种效果，为物理佐剂的开发提供了理论依据。物理佐剂类型：目前研究最多的用于疫苗佐剂的物理能量是激光和射频，其类型多样（原文 Fig. 4，展示不同类型的激光佐剂（全表面、非剥脱性分数、剥脱性分数）和射频佐剂的简要示意图，帮助读者直观理解不同物理佐剂的作用方式）。激光佐剂：激光发射的窄波长光可被特定组织发色团吸收，在美容和医学领域有广泛应用 。多种激光被探索用于增强皮内接种效果，如铜蒸气激光可通过诱导持续局部炎症增强疫苗免疫反应；非侵入性 Q - 开关 Nd:YAG 532nm 激光治疗可显著增强模型抗原和流感疫苗诱导的免疫反应，且不引起可见或组织学皮肤损伤，其作用机制可能是增强了 MHC II + 细胞的迁移 。近红外激光（NIR）在 1064nm 波长下，可诱导特定趋化因子表达，增加皮肤中 DC 浓度，促进 DC 迁移至引流淋巴结，增强疫苗免疫反应，且在人体试验中显示出良好的安全性 。非剥脱性分数激光（NAFL）通过发射高能微激光束在皮肤表面形成微热区，招募浆细胞样 DCs，与外用咪喹莫特联合使用，可显著增强皮内流感疫苗和疱疹肽疫苗的免疫反应 。此外，基于剥脱性分数激光（AFL）的粉末递送系统（LPD）可实现无针透皮疫苗递送和佐剂作用，AFL 治疗虽会诱导细胞因子和趋化因子释放及免疫细胞招募，但皮肤能在数天内完全恢复，且具有良好的免疫增强效果 。射频佐剂：射频（RF）是一种交变电磁波，在中高频（0.3 - 10MHz）时可产生组织加热，在肿瘤治疗和皮肤重塑等方面有应用 。研究发现，在皮内疫苗接种前进行双极 RF 处理，可诱导短暂、低水平的局部炎症，显著增强抗原摄取、DC 迁移和成熟，增强 OVA 和流感疫苗诱导的免疫反应，且在低剂量疫苗时表现出良好的剂量节省效果 。RF 还能增强重组核蛋白（NP）和基质蛋白 1（M1）为基础的通用 T 细胞疫苗诱导的 CD8 + T 细胞反应，对异源病毒产生交叉保护免疫 。比较组织蛋白质组学研究表明，RF 诱导的局部组织蛋白质组变化最小，这与其诱导的短暂、低水平局部炎症相符 。物理佐剂的优势：物理佐剂在皮内疫苗接种前，通过在皮肤表面短暂应用物理能量来增强免疫反应（原文 Fig. 5，展示化学佐剂和物理佐剂在皮内接种中的不同作用机制，清晰呈现二者的差异，帮助读者理解物理佐剂的独特优势）。与化学佐剂相比，物理佐剂主要由医疗设备递送，可在室温下保存，无需冷链储存；使用的设备可重复使用，且每次使用成本相对较低 。物理佐剂无需与疫苗混合，不会改变或影响疫苗的制造和给药过程 。其作用主要局限于治疗部位，不太可能诱导显著的全身或长期副作用，而化学佐剂可能会迁移至引流淋巴结甚至全身循环，广泛激活免疫系统 。物理佐剂诱导的组织应激可控，能使皮肤快速恢复，通常诱导短暂、低水平的局部炎症，而化学佐剂往往会引发持续且更强烈的局部炎症 。物理佐剂主要通过改变局部环境，增加 DC 的运动性、诱导内源性危险信号释放以增强抗原摄取和 DC 成熟，或促进 DC 迁移到引流淋巴结，从而增强疫苗诱导的免疫反应。在适当开发的情况下，物理佐剂的效果可以与化学佐剂相媲美。七、专家评论皮肤作为疫苗接种部位，具有高度免疫原性，皮内疫苗接种通常能诱导比肌肉注射更强的免疫反应，在提高疫苗效力和节省疫苗剂量方面具有很大潜力。事实上，已有多种疫苗获批用于皮内注射，如流感疫苗、狂犬病疫苗和猴痘疫苗等。然而，皮内接种存在诱导显著局部反应的风险，目前大多数已批准的佐剂因高局部反应原性不适合皮内注射，因此迫切需要开发新型佐剂以安全地增强皮内接种效果，同时避免明显的皮肤反应。近期研究发现了几种有潜力安全增强皮内接种的化学佐剂，包括 CpG 1018、GLA-AF、局部咪喹莫特、Poly (I:C)、cGAMP 和 PCPP 等。其中，CpG 1018 已被批准用于增强肌肉注射乙肝疫苗的效果，GLA-AF 和局部咪喹莫特已在临床试验中用于增强皮内流感疫苗的效果，这些佐剂因其在人体中已建立的安全性，可进一步测试其对皮内接种的增强作用。Poly (I:C) 在肿瘤内、肌肉或皮下注射的临床试验中已显示出良好的耐受性，也可考虑用于评估其对皮内接种的增强效果 。皮内接种佐剂的好处包括进一步提高疫苗效力、节省更多疫苗剂量以及可能诱导交叉保护性免疫 。流感疫苗是测试皮内接种佐剂的理想选择，可解决疫苗不匹配问题，降低每年流感疫苗生产的负担。但在批准佐剂用于皮内接种时，需要仔细评估其效益 / 风险比。除化学佐剂外，不同类型的物理佐剂（如激光、射频）也在探索用于安全增强皮内接种 。物理佐剂是一种相对较新的佐剂类型，利用物理能量诱导组织应激来增强皮内接种效果。尽管其在提高人类疫苗效力方面的潜力仍有待探索，但近期对化学佐剂（如铝佐剂、MF59）中内源性危险信号关键作用的认识，为物理佐剂的开发提供了支持 。目前，物理佐剂在临床前动物模型中的研究显示出良好的安全性和增强皮内接种效果的潜力 。然而，物理佐剂的开发仍面临一些挑战 。首先，物理佐剂基于设备，目前缺乏指导其开发和批准的指南 。其次，物理佐剂的开发需要设备制造商、疫苗公司和监管机构的共同努力，多方参与可能会带来新的挑战 。此外，目前使用物理佐剂的皮内接种需要分两步进行，即物理佐剂处理和皮内疫苗注射，这比使用化学佐剂的接种过程更耗时，公众对这种新型接种方式的接受度也有待研究 。21 世纪以来，佐剂开发受到了极大关注，在新佐剂的批准和佐剂作用机制的阐释方面取得了显著进展 。这些努力有望促进安全的化学和物理佐剂的开发，以增强皮内接种效果，为疫苗接种领域带来新的突破。识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观不本站。

-01-引言肿瘤是一个复杂的生态系统，其中癌症细胞和多种宿主细胞之间的相互作用影响疾病的进展和治疗反应。在肿瘤进展过程中，癌症细胞采用多种途径来逃避免疫攻击，例如下调抗原提呈机制或诱导抑制性免疫检查点分子，而免疫压力在肿瘤的发展和转移扩散过程中促进克隆进化。同时，癌症细胞劫持免疫细胞，如中性粒细胞、巨噬细胞和调节性T细胞（Treg），以协调免疫抑制性肿瘤微环境（TME）。这反过来促进免疫逃逸，促进血管和细胞外基质的重塑，并支持癌症进展和治疗抵抗。异常免疫反应被广泛认为是癌症的标志，并为癌症治疗提供了有吸引力的靶点。因此，我们有必要深入了解癌症细胞的内在特征，包括遗传变异、信号通路调节和代谢改变，它们在协调免疫景观的组成和功能状态方面发挥关键作用，并影响免疫调节策略的治疗效益。-02-一、遗传改变癌基因、抑癌基因或DNA损伤修复基因中的特定癌症细胞固有遗传改变有助于调节癌症免疫状况。癌基因癌症细胞中不同的致癌基因通过不同的机制调节免疫行为，这些机制因癌症类型、癌症分期和癌症部位而异。例如，KRAS突变通过IL-8诱导的炎症、IL-6介导的巨噬细胞和Treg细胞浸润、GM-CSF诱导的Gr1+CD11b+髓系细胞的扩增、IL-10和TGF-β介导的CD4+CD25−T细胞向Treg细胞的转化、以及抑制干扰素调节因子2（IRF2）和随后产生的CXCL3，从而导致CD8+T细胞抑制，髓系衍生抑制细胞（MDSCs）的迁移增强。MYC通过增强CD47和PD-L1表达来抑制抗肿瘤免疫，从而削弱巨噬细胞和T细胞的募集。此外通过分泌IL-1β，阻断细胞毒性T细胞、NK细胞和树突状细胞的浸润，并增强支持肿瘤的巨噬细胞和中性粒细胞的浸润。KRAS突变和MYC还通过与MYC相互作用的锌指蛋白1（MIZ1）产生协同作用，介导IFN-β的抑制以及CCL9和IL-23的分泌，增强PD-L1+巨噬细胞浸润，抑制B细胞、T细胞和NK淋巴细胞驱动免疫逃避。此外，突变的表皮生长因子受体（EGFR）通过降低PD-L1表达来驱动免疫逃逸，通过IRF1介导的CXCL10下调阻碍CD8+T细胞募集，并通过CD73依赖性腺苷生成或JNK–JUN介导的CCL2上调促进Treg细胞浸润。人表皮生长因子受体2（HER2）扩增导致主要组织相容性复合物I类（MHC-I）的下调和TANK结合激酶1（TBK1）的磷酸化，其抑制下游cGAS–STING信号传导和IFNβ产生，导致免疫逃避。抑癌基因抑癌基因通过不同的环境依赖机制调节免疫。例如，研究发现Trp53的缺失通过WNT配体介导的巨噬细胞极化和IL-1β的产生驱动免疫抑制，导致中性粒细胞的全身聚集，从而CD8+T细胞的抑制和CXCL17、CCL3、CCL11、CXCL5和M-CSF介导的巨噬细胞和Treg细胞的募集。TP53的突变与PD-L1表达相关，并通过CXCL2分泌调节免疫抑制中性粒细胞的募集，通过NF-κB介导的IL-8调节慢性炎症，并且结合TBK1抑制下游cGAS–STING–IRF3信号传导和IFN-β1的产生，其减少T细胞和NK细胞浸润并增强巨噬细胞极化。相反，TP53的功能增益突变与新抗原表达，以及IFN-γ和CXCL9表达相关，这支持抗肿瘤免疫。在KRAS突变肿瘤中，丝氨酸/苏氨酸激酶11（STK11）的失活通过粒细胞集落刺激因子（G-CSF）、IL-6和CXCL7的表达刺激免疫抑制中性粒细胞的积聚。此外，KRAS和STK11突变肿瘤中PD-L1的表达会导致对免疫检查点阻断（ICB）的抵抗。最后，PTEN丢失通过CCL2和VEGF的分泌减少CD8+T细胞浸润，并激活PI3K信号增强PD-L1的表达，以及NF-κB介导的CCL20、CXCL1、IL-6和IL-23分泌增强Treg细胞和髓系细胞浸润，并通过IL-1β和M-CSF驱动局部MDSC扩增。DNA损伤修复机制的遗传改变癌症细胞中的错配修复（MMR）缺陷会导致突变、新抗原和细胞中DNA的积累，从而触发cGAS–STING依赖性的T细胞浸润，免疫检查点分子如PD-1、PDL1、CTLA-4和LAG-3在浸润免疫细胞上的表达增强。在BRCA1突变的肿瘤中，双链DNA积聚在细胞中，并引发与CD8+T细胞浸润相关的cGAS–STING介导的炎症反应。cGAS–STING还促进免疫抑制性髓系细胞、巨噬细胞、Treg细胞和耗竭的PD1+T细胞的募集，以及VEGF的上调。DNA传感基因和下游介质（如IFN-β或CCL5）的遗传缺失或表观遗传沉默可介导BRCA1突变肿瘤的免疫逃逸，以及PD-L1的表达增强。相反，BRCA2突变肿瘤显示cGAS–STING介导的各种T细胞群的富集。-03- 二、表观遗传修饰除了遗传改变外，表观遗传改变也是癌症细胞的一个共同特征，在核结构和基因转录中起着至关重要的作用。癌症表观基因组会发生各种变化，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA的失调。越来越多的证据表明，癌症细胞中发生的表观遗传变化也会影响与免疫系统的串扰。DNA甲基化由于超级增强子（SE）的形成，炎症基因的DNA去甲基化导致CXC趋化因子配体（CXCL）介导的中性粒细胞募集，而总体低甲基化与PD-L1、IL-6和VEGF的表达增强相关。而DNA（超）甲基化可降低编码PD-L1的基因CD274和编码MHC-I的HLA基因的表达，而编码cGAS–STING的基因通过启动子甲基化的转录抑制增强MHC-I表达和T细胞识别。异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）或IDH2的突变通过将α-酮戊二酸转化为（R）-2-羟基戊二酸（2HG）来诱导全局超甲基化。而编码PD-L1、CXCL9和CXCL10免疫相关基因的转录抑制会损害IDH突变肿瘤中CD8+T细胞的浸润，G-CSF的转录激活会增强非抑制性中性粒细胞和前中性粒细胞的浸润。组蛋白甲基化组蛋白H3在Lys27发生三甲基化（H3K27me3），在DNA低甲基化的背景下，抑制编码MHC-I、CXCL9和CXCL10的基因，并减少CD8+T细胞浸润。癌症细胞中的多梳抑制复合物2（PRC2）活性介导H3K27me3，抑制G-CSF和IL-6的表达并诱导性一氧化氮合成酶阳性（iNOS+）巨噬细胞、中性粒细胞和T细胞的招募。ARID1A是SWI/SNF复合物的DNA结合亚基, ARID1A的遗传突变会抑制IFN-γ诱导基因转录和CXCL9、CXCL10和CXCL11的表达，从而抑制T细胞浸润。组蛋白乙酰化组蛋白乙酰化通过组蛋白乙酰转移酶1（HAT1）调节免疫应答，HAT1介导CD274和组蛋白去乙酰化酶（HDACs）的表达，HDACs抑制编码PD-L1和PD-L2的基因的表达，以及CCL5、CXCL9和CXCL10的表达，从而损害T细胞浸润。-04-三、细胞内信号通路癌症细胞的一个关键特征是异常信号传导，这是由编码或非编码DNA区域的遗传或表观遗传改变以及生长因子和代谢等外部信号驱动的。WNT–β-catenin通路激活的癌症细胞内固有WNT–β-catenin信号与免疫排斥相关，但其潜在机制仍不明确。WNT–β-catenin通过诱导ATF3表达阻断CD103+树突状细胞的募集和T细胞启动，并抑制CCL4或CCL5分泌。TGF-β通路淋巴细胞抗原LY6K和LY6E在癌症细胞中的过表达激活TGF-β信号转导和SMAD2/3磷酸化，导致NK细胞活性降低和Treg细胞浸润增强。αVβ6整合素的上调通过激活TGF-β和SMAD2/3磷酸化来调节SOX4的表达，SOX4抑制多种I型干扰素诱导基因和编码MHC-I的基因，同时增强PD-L1表达，这会损害细胞毒性T细胞介导的免疫。此外，癌症细胞衍生的TGF-β介导CD4+T细胞向Treg细胞的转化。而SMAD4的敲除会导致肿瘤细胞中TGF-β信号的失活，这增强了CCL9的表达和未成熟髓系细胞的募集。NF-κB信号通路PD-L1的表达受癌症细胞内NF-κB信号转导的转录调控，其途径是通过MUC1-c与CD274启动子上的NF-κB亚基p65的直接结合，或通过TGF-β介导的MRTFA的表达。MUC1-C和p65还驱动ZEB1转录，这导致编码CCL2、IFN-γ、GM-CSF和TLR9的基因受到抑制，CD8+T细胞浸润受损。相反，免疫疗法和化疗诱导的NF-κB和p300–CBP的活化增强了MHC-I抗原呈递和CD8+T细胞识别。HIF信号通路缺氧诱导的缺氧诱导因子1α（HIF1α）信号通路通过增强CD274的表达和抑制编码CCL2和CCL5的基因来驱动免疫逃避，这会损害NK细胞和CD8+T细胞的浸润，而HIF2α诱导CXCL1的表达并促进肿瘤的中性粒细胞募集。-05-四、代谢改变在肿瘤的发生和进展过程中，癌症细胞及其TME不断暴露在恶劣的条件和压力下。为了生存和维持生长，需要细胞适应和代谢重编程。癌症代谢重编程与免疫抑制和逃避有关。肿瘤细胞消耗大量葡萄糖，这与T细胞浸润不良有关。高葡萄糖消耗导致乳酸的产生并分泌到肿瘤微环境中，乳酸在肿瘤微环境中以免疫抑制的方式起作用，降低NK细胞的细胞溶解活性，并增强PD-1表达和Treg细胞的免疫抑制能力。此外，乳酸增加了肿瘤和脾脏中MDSC的频率，并在肿瘤相关巨噬细胞中诱导“M2样”极化。此外，癌症细胞中谷氨酰胺的消耗降低CD8+T细胞的活化和浸润，并通过增加G-CSF的分泌增强MDSC的募集。-06-结语近年来，关于癌症细胞-免疫细胞串扰的研究大幅增长。跨越式发展的技术进步，包括单细胞多组学技术，基于人工智能的系统生物学方法以及体内体细胞基因编辑策略，有望加速这些研究的深入，并最终形成针对个体患者的新型免疫干预策略。展望未来，个性化免疫干预策略将需要综合多组学肿瘤表征、免疫分析、液体活检样本的动态监测以评估基于血液的生物标志物、计算数据分析和转化，以及临床相关体外和体内模型的机制研究。有关癌症细胞内在和癌症细胞外部特征的知识体系将共同决定局部和系统免疫状况，以指导临床决策，并为针对患者个性化新型治疗方法开辟道路。参考资料：1.Mechanisms driving the immunoregulatory function of cancer cells. Nat Rev Cancer.2023 Jan 30.公众号内回复“ADC”或扫描下方图片中的二维码免费下载《抗体偶联药物：从基础到临床》的PDF格式电子书！公众号已建立“小药说药专业交流群”微信行业交流群以及读者交流群，扫描下方小编二维码加入，入行业群请主动告知姓名、工作单位和职务。

*仅供医学专业人士阅读参考“老而不死是为贼”，大伙都听过吧？那有多少朋友知道，这句攻击性拉满的话，出自孔子他老人家之口呢？当然攻击性高也没毛病，有些人有些事就该猛猛抨击，比如人体内一些不好好接受衰老命运，反而要转变成衰老相关分泌表型（SASPs），通过分泌各种东西促进衰老和癌症等疾病发展的细胞。而进入衰老状态的癌细胞，现在也模仿这一招来搞鬼了。近日，瑞士肿瘤研究所（IOR）团队在Immunity期刊发表的研究成果[1]就显示，被抗癌治疗诱导衰老的癌细胞，可将自身的线粒体DNA（mtDNA）装进囊泡释放到细胞外，随后这些囊泡会被肿瘤微环境中的多形核髓系来源免疫抑制细胞（PMN-MDSCs）摄取，使mtDNA激活cGAS-STING-NF-κB信号，增强PMN-MDSCs的免疫抑制性。只能说，老而不死的癌细胞也太阴险了，针对性阻断mtDNA释放的关键通道，才有望逆转免疫抑制。一图总结论文主要发现其实从分类来说，mtDNA此前更多是被划分到细胞释放的损伤相关分子模式（DAMPs）之中，全身各处的免疫细胞可通过cGAS等感受器感知到游离mtDNA，进而激活与创伤、炎症性疾病乃至癌症对应的免疫应答[2]；2023年登上《自然》的一项研究[3]还显示，凋亡应激可促使衰老细胞将mtDNA释放到细胞外驱动SASP进程，算是“机制共享”了。而化疗、靶向治疗等常用抗癌治疗手段，也经常会诱导癌细胞进入衰老状态，这些衰老癌细胞会不会也通过释放mtDNA造成负面影响呢？本次瑞士研究者们的探索就基于上述猜想展开，研究者们首先在多个不同细胞衰老模型中证实，衰老细胞释放mtDNA是普遍现象，且被多西他赛化疗或CDK4/6抑制剂治疗诱导衰老的癌细胞（前列腺癌细胞）也是如此。在相应的前列腺癌肿瘤模型中，示踪实验也表明主要负责摄取mtDNA的正是PMN-MDSCs，且mtDNA是被装在胞外囊泡（EVs）内被衰老癌细胞释放出去，再被PMN-MDSCs吞噬进胞内的；随后，PMN-MDSCs的多个免疫抑制功能相关基因（如编码PD-L1的Cd274）表达就开始显著上调，NF-κB、IL-6-STAT3等促癌信号通路也被激活，直接用mtDNA处理PMN-MDSCs也有相同效果，实锤了mtDNA可诱导免疫抑制。衰老癌细胞可将mtDNA包在EVs内释放，诱导PMN-MDSCs增强免疫抑制作用而细胞内能够感知mtDNA等核酸的，就是cGAS及Toll样受体9（TLR9）等经典感受器，实验显示敲除PMN-MDSCs的cGAS，才能使mtDNA无法诱导免疫抑制增强；而cGAS感受到mtDNA后，主要会激活STING而非I型干扰素信号（IRF3-IFN轴），再由STING介导PKR样内质网激酶（PERK）来放大NF-κB通路信号（PERK-eIF2α通路可抑制NF-κB p65抑制蛋白IκBα的翻译），完成对免疫抑制性增强的调控。回过头来说上游mtDNA的来路，导致它们被释放出来的直接原因，是癌细胞进入衰老状态时线粒体功能异常，生成了更多线粒体活性氧（mtROS），它们一方面会使mtDNA被释放到胞浆，再经由电压依赖性阴离子通道（VDACs）排到细胞以外，另一方面还会使核酸内切酶G（EndoG）发生核转位，避免它们去降解mtDNA；而要逆转mtDNA诱导的免疫抑制，最好的干预目标就是现阶段恰好有药物可用的VDAC（在研抑制剂VBIT-4），实验也证实抑制VDAC可通过增强抗肿瘤免疫应答，改善CDK4/6抑制剂的疗效。衰老癌细胞经由VDAC将线粒体释放到细胞外参考文献：[1]Lai P, Liu L, Bancaro N, et al. Mitochondrial DNA released by senescent tumor cells enhances PMN-MDSC-driven immunosuppression through the cGAS-STING pathway[J]. Immunity, 2025, 58(4): 811-25.e7.[2]Lin M, Liu N, Qin Z, et al. Mitochondrial-derived damage-associated molecular patterns amplify neuroinflammation in neurodegenerative diseases[J]. Acta Pharmacologica Sinica, 2022, 43(10): 2439-2447.[3]Victorelli S, Salmonowicz H, Chapman J, et al. Apoptotic stress causes mtDNA release during senescence and drives the SASP[J]. Nature, 2023, 622(7983): 627-636.本文作者丨谭硕