一、腫瘤微環(huán)境對(duì)T淋巴細(xì)胞的免疫抑制機(jī)制及治療策略研究綜述
腫瘤微環(huán)境是阻礙T淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)并削弱其抗腫瘤功能的關(guān)鍵屏障。該環(huán)境中存在的代謝異常及可溶性因子可顯著抑制T細(xì)胞活性。2022年8月，Navin Kumar Verma及其團(tuán)隊(duì)于《eBioMedicine》發(fā)表綜述《Obstacles for T-lymphocytes in the tumour microenvironment: Therapeutic challenges, advances and opportunities beyond immune checkpoint》，系統(tǒng)闡述了腫瘤微環(huán)境中多重協(xié)同作用導(dǎo)致T細(xì)胞功能受抑制的機(jī)制。文中指出，免疫抑制性代謝物及相關(guān)酶水平升高、營(yíng)養(yǎng)匱乏、缺氧、酸性增強(qiáng)、胞外ATP與腺苷蓄積、生物能量與嘌呤能信號(hào)紊亂，以及離子穩(wěn)態(tài)失衡等因素共同構(gòu)成抑制性網(wǎng)絡(luò)。該綜述進(jìn)一步探討了如何克服腫瘤浸潤(rùn)T淋巴細(xì)胞所面臨的復(fù)雜微環(huán)境障礙，并提出未來(lái)研究應(yīng)致力于利用免疫系統(tǒng)抗腫瘤潛力，拓展超越免疫檢查點(diǎn)的新型治療策略。

二、腫瘤免疫編輯失衡及微環(huán)境多重抑制機(jī)制
機(jī)體免疫系統(tǒng)通過(guò)免疫監(jiān)視功能對(duì)腫瘤細(xì)胞發(fā)揮重要的防御作用，其過(guò)程涉及先天性免疫和獲得性免疫的協(xié)同作用。然而，該防御機(jī)制常出現(xiàn)失效，致使腫瘤進(jìn)展至晚期甚至導(dǎo)致死亡。當(dāng)前，解釋腫瘤與免疫系統(tǒng)動(dòng)態(tài)交互的“3E”理論框架包括“消除”、“平衡”與“逃逸”三個(gè)階段。其中，“消除”階段通過(guò)免疫細(xì)胞及相關(guān)分子機(jī)制清除癌前或癌細(xì)胞；部分幸存細(xì)胞則通過(guò)基因組及表觀遺傳學(xué)改變進(jìn)入“平衡”階段，從而獲得抵抗免疫識(shí)別與攻擊的能力；最終腫瘤細(xì)胞實(shí)現(xiàn)“免疫逃逸”，進(jìn)入不受控的增殖狀態(tài)。這一進(jìn)程深刻體現(xiàn)了腫瘤細(xì)胞的適應(yīng)性可塑性，即它們能在動(dòng)態(tài)的腫瘤微環(huán)境中重新編程，將微環(huán)境改造為有利于自身生存與發(fā)展的狀態(tài)。

作為宿主抗腫瘤免疫的核心效應(yīng)細(xì)胞，T淋巴細(xì)胞的活化與功能受到精細(xì)調(diào)控。為維持免疫穩(wěn)態(tài)并防止自身免疫反應(yīng)，循環(huán)及組織駐留的T細(xì)胞表面表達(dá)一系列抑制性蛋白，如程序性死亡蛋白-1（PD-1）、淋巴細(xì)胞活化基因-3（LAG-3）等，這些分子通常被稱為“免疫檢查點(diǎn)”。同時(shí)，腫瘤微環(huán)境中存在的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Tregs）及其他抑制性免疫細(xì)胞也通過(guò)多種機(jī)制參與維持免疫抑制狀態(tài)。盡管這些調(diào)控機(jī)制在生理?xiàng)l件下對(duì)維持自身耐受至關(guān)重要，但在腫瘤微環(huán)境中，它們卻常常被腫瘤利用以抑制宿主的抗腫瘤免疫應(yīng)答。

此外，腫瘤微環(huán)境通過(guò)多種理化及生物因素進(jìn)一步削弱T細(xì)胞功能。腫瘤內(nèi)部常出現(xiàn)離子濃度紊亂（如細(xì)胞外鉀離子水平升高）、缺氧以及酸度增加等情況。死亡或壞死的腫瘤細(xì)胞釋放大量胞內(nèi)物質(zhì)，包括鉀離子、ATP及腺苷等，加劇了微環(huán)境的異常。同時(shí)，因營(yíng)養(yǎng)匱乏、缺氧及代謝重編程導(dǎo)致的乳酸堆積，進(jìn)一步降低了細(xì)胞外pH值。這種酸性、高鉀且缺氧的微環(huán)境不僅直接抑制腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（TIL）的活化與效應(yīng)功能，誘導(dǎo)其功能失能狀態(tài)，還促進(jìn)具有免疫抑制特性的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Tregs）及耐受性樹(shù)突狀細(xì)胞（DCs）的分化與聚集。這些耐受性DCs抗原提呈能力受損，嚴(yán)重影響腫瘤抗原向T細(xì)胞的遞呈，從而阻礙抗腫瘤T細(xì)胞應(yīng)答的啟動(dòng)。整體而言，腫瘤微環(huán)境通過(guò)多重機(jī)制協(xié)同作用，破壞免疫平衡，促進(jìn)腫瘤的免疫逃逸、生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移。

抑制T細(xì)胞抗腫瘤反應(yīng)的TME因子。

三、代謝異常在T細(xì)胞功能抑制中的核心作用
腫瘤微環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)匱乏、缺氧及酸堿失衡共同構(gòu)成獨(dú)特的代謝屏障，嚴(yán)重?fù)p害浸潤(rùn)性T淋巴細(xì)胞的功能。腫瘤細(xì)胞因其高速增殖特性，對(duì)葡萄糖、氨基酸及脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)存在異常旺盛的需求，并通過(guò)代謝重編程競(jìng)爭(zhēng)性地剝奪微環(huán)境中的資源，從而對(duì)免疫細(xì)胞產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

在能量代謝方面，ATP主要通過(guò)糖酵解與氧化磷酸化兩條途徑生成。正常情況下，T細(xì)胞在免疫監(jiān)視及活化階段主要依賴糖酵解供能。當(dāng)識(shí)別腫瘤抗原后，活化的CD4+輔助性T細(xì)胞與CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞發(fā)生克隆性增殖與分化，此時(shí)其代謝程序轉(zhuǎn)向以糖酵解和谷氨酰胺分解為主導(dǎo)的合成代謝，同時(shí)下調(diào)脂肪酸氧化相關(guān)通路。然而，在腫瘤微環(huán)境中，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的普遍匱乏會(huì)加劇此類代謝壓力，導(dǎo)致T細(xì)胞功能受損。

腫瘤細(xì)胞通常表現(xiàn)出顯著的“瓦博格效應(yīng)”，即優(yōu)先利用有氧糖酵解而非氧化磷酸化進(jìn)行能量代謝。盡管有氧糖酵解在ATP產(chǎn)出效率上遠(yuǎn)低于氧化磷酸化，但其反應(yīng)速率極快，使腫瘤細(xì)胞能夠迅速攝取并消耗微環(huán)境中的葡萄糖，從而在能量競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。這一代謝轉(zhuǎn)變?cè)谀[瘤細(xì)胞中因致癌突變累積而趨于不可逆，但在T細(xì)胞中仍具有一定可塑性。除糖代謝紊亂外，腫瘤微環(huán)境中氨基酸代謝異常及膽固醇水平升高，亦會(huì)逐步削弱腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞的效應(yīng)功能。

 TME中的乳酸積累影響免疫途徑，導(dǎo)致T細(xì)胞抗腫瘤反應(yīng)受損。

缺氧是腫瘤核心區(qū)的典型特征，主要由血管異常及血流灌注不足所致。缺氧環(huán)境不僅可招募調(diào)節(jié)性T細(xì)胞聚集，抑制效應(yīng)T細(xì)胞功能，還會(huì)增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取與糖酵解，進(jìn)一步加劇葡萄糖缺乏。為應(yīng)對(duì)能量危機(jī)，腫瘤細(xì)胞上調(diào)乳酸脫氫酶表達(dá)，并通過(guò)過(guò)表達(dá)的乳酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白向胞外大量排出乳酸，防止糖酵解途徑受反饋抑制，同時(shí)顯著降低細(xì)胞外pH值。酸度的增加又可正向調(diào)控乳酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性，形成促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的惡性循環(huán)。

高乳酸與酸性環(huán)境對(duì)細(xì)胞毒性T細(xì)胞具有多重抑制效應(yīng)：阻礙其增殖、削弱細(xì)胞因子分泌及殺傷功能、抑制細(xì)胞運(yùn)動(dòng)并引起生物能量靜息。乳酸在T細(xì)胞內(nèi)積累可直接抑制磷酸果糖激酶及己糖激酶-1活性，從而負(fù)調(diào)控糖酵解過(guò)程。類似地，高膽固醇及高糖酵解微環(huán)境可上調(diào)腫瘤細(xì)胞程序性死亡配體-1/2以及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞程序性死亡蛋白-1的表達(dá)，共同助推T細(xì)胞功能失能。此外，乳酸還能通過(guò)表觀遺傳機(jī)制調(diào)控腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞，促使其向M2型極化。M2型巨噬細(xì)胞可分泌多種免疫抑制性細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子及酶類，進(jìn)一步加劇腫瘤免疫逃逸。

長(zhǎng)期處于代謝應(yīng)激、持續(xù)抗原刺激及缺氧條件下的腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞，其線粒體生物合成與功能均受到顯著抑制，表現(xiàn)為氧化磷酸化障礙、線粒體膜電位下降、質(zhì)量減少及活性降低。這些改變共同導(dǎo)致T細(xì)胞代謝效能低下，并最終走向功能耗竭。

TME因子干擾TILs的線粒體功能

四、嘌呤能信號(hào)傳導(dǎo)在免疫抑制中的關(guān)鍵角色
細(xì)胞外ATP是腫瘤微環(huán)境中濃度顯著升高的關(guān)鍵癌代謝物之一。在生理?xiàng)l件下，細(xì)胞外ATP濃度通常維持在納摩爾水平；然而，在腫瘤微環(huán)境中，由于死亡或壞死腫瘤細(xì)胞釋放大量?jī)?nèi)容物，其濃度可升高至數(shù)百微摩爾，從而轉(zhuǎn)化為具有毒性的代謝物，構(gòu)成所謂的“能量檢查點(diǎn)”。ATP在胞外酶作用下依次代謝為ADP、AMP及腺苷，這些嘌呤代謝產(chǎn)物在抗腫瘤免疫中通過(guò)不同機(jī)制抑制T細(xì)胞功能。

高濃度細(xì)胞外ATP通過(guò)激活P2Y受體家族，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、遷移及侵襲能力。同時(shí)，其對(duì)P2X7受體的持續(xù)性刺激可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度升高，進(jìn)而增強(qiáng)線粒體氧化磷酸化及有氧糖酵解速率，進(jìn)一步加劇腫瘤微環(huán)境中乳酸的積累。研究表明，在小鼠模型中阻斷P2X7受體可降低腫瘤微環(huán)境中細(xì)胞外ATP水平，增加CD4⁺效應(yīng)T細(xì)胞的腫瘤浸潤(rùn)，并下調(diào)其表面CD39與CD73的表達(dá)。

腺苷作為ATP代謝的終產(chǎn)物，除直接抑制T細(xì)胞活化與功能外，還可作用于樹(shù)突狀細(xì)胞、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞及基質(zhì)細(xì)胞等多種免疫與基質(zhì)細(xì)胞，間接削弱T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫應(yīng)答�？傮w而言，由“能量檢查點(diǎn)”激活所引發(fā)的系列變化，共同塑造了一種低反應(yīng)性的免疫微環(huán)境，為腫瘤細(xì)胞的存活與進(jìn)展提供了適宜條件。

從機(jī)制上看，腫瘤微環(huán)境中可溶性及細(xì)胞膜結(jié)合的外核苷酸酶（如CD39和CD73）活性升高，顯著提升了局部腺苷水平。腺苷可誘導(dǎo)免疫抑制性細(xì)胞因子（如IL-10、IL-6、VEGF等）的產(chǎn)生，同時(shí)抑制腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞與樹(shù)突狀細(xì)胞的功能。這些變化不僅促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，也損害腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞的增殖能力、運(yùn)動(dòng)性及細(xì)胞毒性，從而全面抑制抗腫瘤免疫應(yīng)答。

TME嘌呤能信號(hào)通路，損害浸潤(rùn)性T淋巴細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)

五、研究總結(jié)與未來(lái)發(fā)展方向
免疫檢查點(diǎn)抑制劑的成功應(yīng)用，極大地激發(fā)了學(xué)界對(duì)腫瘤免疫監(jiān)視機(jī)制的深入研究興趣，并顯著改變了當(dāng)前癌癥治療的格局。盡管已有多種免疫檢查點(diǎn)阻斷藥物獲批應(yīng)用于臨床，但耐藥性的出現(xiàn)制約了其療效的進(jìn)一步提升，使得該治療策略的長(zhǎng)期臨床獲益面臨挑戰(zhàn)。

因此，當(dāng)前的核心科學(xué)問(wèn)題在于如何解除腫瘤微環(huán)境對(duì)T細(xì)胞的多重免疫抑制，從而充分釋放抗腫瘤免疫應(yīng)答的全部潛力。這亟待進(jìn)一步探索能夠增強(qiáng)T細(xì)胞功能、并克服微環(huán)境障礙的新型治療策略。我們主張，未來(lái)應(yīng)著力于采用聯(lián)合干預(yù)手段，在腫瘤微環(huán)境中系統(tǒng)性調(diào)控T細(xì)胞的功能狀態(tài)，以期激發(fā)強(qiáng)大且持久的抗腫瘤免疫反應(yīng)。

實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，亟需更深入地理解不同免疫檢查點(diǎn)之間、及其與微環(huán)境因素之間復(fù)雜的相互作用與潛在的交聯(lián)對(duì)話。加深對(duì)腫瘤微環(huán)境多維度、動(dòng)態(tài)特性的認(rèn)識(shí)，將有助于推動(dòng)個(gè)體化癌癥免疫治療的發(fā)展，并為開(kāi)發(fā)下一代高效腫瘤治療方法提供關(guān)鍵的理論依據(jù)與實(shí)踐方向。

樂(lè)備實(shí)（上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司旗下全資子公司），是國(guó)內(nèi)專注于提供高質(zhì)量蛋白檢測(cè)以及組學(xué)分析服務(wù)的實(shí)驗(yàn)服務(wù)專家，自2018年成立以來(lái)，樂(lè)備實(shí)不斷尋求突破，公司的服務(wù)技術(shù)平臺(tái)已擴(kuò)展到單細(xì)胞測(cè)序、空間多組學(xué)、流式檢測(cè)、超敏電化學(xué)發(fā)光、Luminex多因子檢測(cè)、抗體芯片、PCR Array、ELISA、Elispot、PLA蛋白互作、多色免疫組化、DSP空間多組學(xué)等30多個(gè)，建立起了一套涵蓋基因、蛋白、細(xì)胞以及組織水平實(shí)驗(yàn)的完整檢測(cè)體系。

原文點(diǎn)擊：腫瘤微環(huán)境代謝及信號(hào)調(diào)控介導(dǎo)的T淋巴細(xì)胞功能抑制：機(jī)制與治療展望