通过靶向TME正常化来改善实体瘤
一.实体瘤的肿瘤微环境(TME)存在以下核心问题:
1.异常血管生成
缺氧和营养缺乏驱动病理性血管生成,形成渗漏、迂曲的血管,导致组织灌注不足,加剧缺氧和代谢紊乱。
2.免疫抑制与促纤维化
缺氧和代谢废物(如乳酸、腺苷)抑制抗肿瘤免疫细胞(如CTL),同时激活癌症相关成纤维细胞(CAF),促进细胞外基质(ECM)沉积,进一步压迫血管、升高间质液压(TIFP)。
3.治疗抵抗
异常血管和基质阻碍药物及免疫细胞浸润,削弱化疗、放疗和免疫治疗的疗效。
二.现有疗法局限
抗血管生成药物(如贝伐单抗):需精准剂量控制(“血管正常化窗口”),但易因TGFβ、FGF等旁路信号激活产生耐药性,且无法逆转免疫抑制。
VEGF非依赖性病理血管生成:缺乏有效靶点,难以通过单一抑制剂实现TME正常化。
三.缺氧和代谢废物抑制抗肿瘤免疫细胞(如CTL)的机制
1. 缺氧的直接作用
代谢重编程:缺氧诱导因子(HIF-1α)在肿瘤细胞和免疫细胞中稳定表达,迫使细胞依赖无氧糖酵解(Warburg效应),产生大量乳酸。
T细胞功能抑制:
能量剥夺:乳酸通过单羧酸转运蛋白(MCT)进入T细胞,降低胞内pH值,抑制线粒体氧化磷酸化,导致T细胞能量衰竭。
信号通路失调:HIF-1α直接抑制T细胞受体(TCR)信号通路(如PI3K-AKT-mTOR),阻碍T细胞活化和增殖。
迁移受阻:缺氧下调趋化因子受体(如CXCR3、CCR5),抑制CTL向肿瘤核心的浸润。
2. 乳酸的免疫抑制作用
抑制细胞毒性:乳酸通过抑制核因子κB(NF-κB)信号,减少CTL的颗粒酶B(GzmB)和穿孔素(perforin)分泌,削弱其杀伤功能。
促进免疫抑制细胞:乳酸诱导单核细胞分化为M2型巨噬细胞和MDSCs(髓系抑制细胞),分泌IL-10、TGF-β等抑制性细胞因子,进一步抑制CTL活性。
3. 腺苷的免疫抑制机制
来源:缺氧条件下,肿瘤细胞和免疫细胞释放ATP,经CD39(将ATP→ADP)和CD73(将ADP→腺苷)酶解为腺苷。
A2A受体介导的抑制:
T细胞失活:腺苷结合T细胞表面的A2A受体,激活cAMP-PKA通路,抑制TCR信号和IL-2分泌,导致T细胞失能(anergy)。
促进Treg扩增:腺苷通过A2A受体增强调节性T细胞(Treg)的抑制功能,分泌TGF-β和IL-10,进一步抑制CTL活性。
四.CAF激活与ECM沉积压迫血管、升高TIFP的机制
1. CAF的激活途径
TGF-β信号驱动:肿瘤细胞分泌TGF-β,结合CAF表面受体(TGF-βR),激活SMAD2/3通路,诱导CAF转化为活化状态(α-SMA+)。
机械应力触发:肿瘤组织硬度增加(通过整合素-FAK通路)或缺氧(HIF-1α)直接激活CAF。
2. ECM沉积与基质硬化
胶原蛋白过度分泌:活化的CAF分泌I型、III型胶原蛋白,形成致密纤维网络。
交联增强:赖氨酰氧化酶(LOX)催化胶原交联,增加基质刚性,形成“纤维化屏障”。
3. 血管压迫与灌注不足
物理挤压:ECM沉积增加组织机械应力,压迫血管壁,导致血管狭窄或塌陷,阻碍血流。
血管渗漏加剧:ECM硬化破坏血管内皮细胞连接(如VE-cadherin),增加血管渗漏,进一步减少有效灌注。
4. 间质液压(TIFP)升高的机制
ECM阻碍液体流动:致密的胶原网络阻碍间质液通过淋巴系统回流,液体积聚导致TIFP升高。
CAF主动收缩:活化的CAF通过α-SMA-肌动蛋白纤维收缩,进一步压缩间质空间,升高液压。
血管渗漏贡献:渗漏的血液成分(如白蛋白)进入间质,增加胶体渗透压,加剧TIFP上升。
5. 恶性循环的形成
缺氧加剧:高TIFP阻碍药物和氧气输送,加重缺氧,进一步激活HIF-1α和CAF,形成“缺氧-TIFP-CAF活化”正反馈环路。
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