肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)在实体瘤PD-1/PD-L1单抗免疫治疗中的作用
——摘 要——
近年来,肿瘤免疫治疗取得了突破。然而,肿瘤免疫治疗,尤其是抗PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂,仅对小部分实体癌症患者有效。如何提高癌症免疫治疗的效率是一个亟待解决的问题。众所周知,肿瘤微环境(TME)的状态是影响肿瘤免疫治疗效果的重要因素,近年来,TME中的肿瘤相关成纤维细胞(CAF)备受关注。CAF作为TME的主要成分之一,通过分泌细胞因子和囊泡与癌症细胞和免疫细胞相互作用,参与ECM重塑,最终影响免疫反应过程。随着对CAF异质性的深入研究,为寻找联合免疫治疗的靶点和预测免疫效果提供了新的策略。在这篇综述中,研究者重点关注CAF在固体癌症免疫微环境中的作用,然后进一步阐述CAF影响抗PD-1/PD-L1免疫治疗的潜在机制和途径。此外,研究者总结了CAFs相关靶点和标记物在实体瘤中的潜在临床应用价值。

图1. CAF调节TME影响PD-1/PD-L1抑制剂免疫治疗的机制
CAF分泌VEGF、TGF-β、CXCL12等,促进Treg募集、迁移和FOXP3+Treg分化。后者通过分泌IL-35和IL-10促进CD8+T细胞功能障碍。
CAF分泌WnT2等,从而抑制DC细胞介导的CD8+T细胞的抗肿瘤反应。
CAF分泌TGF-β、MMP-1、HA等,重塑ECM,增加刚性,防止免疫细胞浸润。
TGF-β和CLCF1将TAN分化为促肿瘤类型;IL-6通过TAN促进PD-L1的表达,导致免疫耐受的形成;SDF-1α和CXCR2促进TAN向肿瘤组织的迁移。
CAF产生MCP-1、IL-8、SDF-1等,以促进单核细胞募集,诱导TAM向M2表型分化,损害效应T细胞功能,并增加TAM表面PD-L1的表达水平,损害其吞噬功能。

图2. CAF影响PD-1/PD-L1抑制剂免疫治疗相关的调节途径
WNT2上调DC前体上的SOCS3,从而抑制JAK2/STAT3通路并阻断DC分化和成熟。
TGF-β1通过JNK/AP1信号转导诱导癌症细胞中LN-γ2的表达,从而阻止T细胞侵袭癌巢。
CAF分泌CXCL5与癌症细胞上的CXCR2结合,然后激活PI3K/AKT通路,促进PD-L1在癌症细胞表面的表达。
当miR-92被癌症细胞摄取后,它作用于LATS2/YAP1信号传导并增加PD-L1转录活性。缺氧诱导CAFS分泌circeIF3K,其作用于miR-214/PD-L1轴,最终导致免疫逃避。

图3. 肿瘤细胞通过不同的机制驱动CAF以影响免疫效果
通过直接分泌细胞因子或间接刺激原始淋巴细胞,肿瘤细胞作用于NF-κB信号通路,激活成纤维细胞,将其分化为促炎表型,然后CAF作用于JNK-IL-1-CXCL9/10-CXCR3轴以促进肿瘤转移。
Pin1促进CAF增殖,促进纤维结缔组织增殖和免疫抑制TME的形成,这反过来又有助于癌症的进展。

表1. CAFs衍生的外泌体影响免疫治疗中的信号通路

图4. CAF影响不同实体癌中PD-1/PD-L1抑制剂免疫治疗
在非小细胞肺癌(NSCLC)或食管鳞癌(ESCC)中,CAF通过促进癌症细胞分泌Ln-γ2来防止T细胞渗入癌巢。
CAFs衍生的WNT2抑制DC细胞的分化,并最终损害ESCC中T细胞的杀伤。
缺氧诱导CAFS分泌CirceIF3K,通过miR-214/PD-L1轴诱导结直肠癌(CRC)细胞PD-L1表达,导致免疫逃逸。
外显子miR-92作用于LATS2-YAP1轴,增加乳腺癌症细胞PD-L1的转录水平。最终,诱导T细胞凋亡和增殖障碍。
表2. CAFs相关标记物在临床实体瘤免疫中的应用


——结 论——
在TME中,基质细胞与免疫细胞和ECM相互作用,以促进免疫抑制微环境的形成和稳定性。作为TME的重要组成部分,CAF通过分泌多种细胞因子和传导不同的信号通路,刺激微环境中免疫细胞和ECM的分化和功能。基于CAF在抵抗PD-1/PD-L1免疫治疗中的免疫抑制作用和相关机制,研究人员发现了几个关键分子,如TGF-β、Ln-γ2、Wnt2和外泌体分子。目前,已经在临床实验中开发了靶向CAF生物标志物、机制中的“星形”分子和限制ECM重塑的治疗策略,从而提高了肿瘤免疫效力。引人注目的是,联合靶向阻断方法已经取得了很好的结果,即提高了患者生存率,增强了对PD-1/PD-L1的免疫效果。然而,实体瘤的适应性抵抗仍然是一个未解决的问题。CAF亚群和功能异质性的存在为我们阐明其机制提供了障碍。同时,这也暗示在不同的肿瘤中可能存在更复杂和令人惊讶的机制。因此,为了提高联合靶向治疗的准确性,在不同实体瘤中找到更可靠和特异的抗肿瘤CAFs标记物,癌症中纤维间质的丰富对实体瘤的预后也具有重要的参考价值。在不久的将来,实体瘤中促进或激活抗肿瘤免疫应答的深层机制仍有待探索。
参考文献
Pei L, Liu Y, Liu L, Gao S, Gao X, Feng Y, Sun Z, Zhang Y, Wang C. Roles of cancer-associated fibroblasts (CAFs) in anti- PD-1/PD-L1 immunotherapy for solid cancers. Mol Cancer. 2023 Feb 10;22(1):29. doi: 10.1186/s12943-023-01731-z. PMID: 36759842; PMCID: PMC9912573.