综述:免疫衰老背景下老年个体肿瘤疫苗的见解

【字体: 时间:2025年10月09日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  本综述深入探讨了免疫衰老(Immunosenescence)对老年个体肿瘤疫苗(Cancer Vaccine)效力的影响,系统分析了衰老肿瘤微环境(TME)中免疫细胞(如DC、T细胞)的功能变化,并总结了提升疫苗效力的新兴策略(如抑制炎症信号、使用衰老肿瘤细胞衍生疫苗等),为开发针对老年人的个体化癌症疫苗提供了创新视角和理论依据。

  
免疫衰老背景下老年个体肿瘤疫苗的见解
全球癌症负担日益加重,尤其在60岁及以上老年人群中更为显著,已成为重大公共卫生问题。癌症疫苗能诱导具有高特异性和低毒性的免疫反应,识别并清除肿瘤细胞。然而,免疫衰老(Immunosenescence)不仅增加了老年人患癌风险和严重程度,还削弱了疫苗诱导的免疫力。此外,多数肿瘤学研究聚焦于成人群体,常忽视衰老个体对肿瘤进展的潜在影响。阐明免疫衰老微环境与肿瘤发生之间的相互作用,有助于开发更适合老年人特点的高效癌症疫苗,从而减轻全球癌症负担。
肿瘤微环境中的免疫细胞衰老
肿瘤疫苗旨在刺激肿瘤特异性T细胞免疫的产生,为癌症治疗带来新希望。其成功的基本原理包括:向抗原呈递细胞(APC)递送足量抗原、优化APC活化、产生强大的CD4+ T细胞和细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应、T细胞浸润至肿瘤微环境(TME)以及维持持久的抗肿瘤免疫力。然而,多种因素阻碍疫苗效力,包括抑制性免疫细胞(如调节性T细胞Treg)、抑制因子(如TGF-β、IL-10)、异常血管生成及免疫抑制微环境(低pH、低氧、高活性氧等)。免疫衰老进一步加剧TME的免疫抑制,促进肿瘤进展。
衰老相关分泌表型(SASP)在介导衰老细胞的促肿瘤效应中起关键作用。SASP分泌促炎细胞因子、趋化因子、生长因子等,加速炎症性衰老和肿瘤进展。以下将系统分析TME中细胞衰老相关的免疫学变化及其分子机制。
树突状细胞(DCs)
衰老导致DC功能受损,抗原交叉呈递和迁移能力下降,削弱抗肿瘤免疫。衰老DC还可通过分泌炎症性细胞外囊泡(EVs)诱导CD4+ T细胞功能障碍。然而,在某些条件下,DC可进入“超活化”状态,表现为抗原呈递、细胞因子分泌、迁移能力增强。使用佐剂(如1-棕榈酰-2-谷氨酰磷脂酰胆碱)可纠正老年DC的迁移缺陷,增强抗肿瘤免疫。抑制PD-L1和STAT3信号也能阻止DC衰老,恢复其效应功能。
巨噬细胞
巨噬细胞是具有强大吞噬能力的APC,随年龄增长功能发生改变:自噬受损、病原体吞噬能力下降、抗原呈递减少(MHC-II分子、共刺激因子和TLR表达降低)、迁移和招募能力减弱。在TME中,巨噬细胞分为M1样(抗肿瘤)和M2样(促肿瘤)亚型。衰老促使巨噬细胞向促炎表型转化,分泌SASP因子,重塑TME以支持肿瘤进展。例如,IL-4-STAT6信号缺失可激活cGAS-STING通路,促进巨噬细胞衰老;衰老肿瘤细胞分泌IL-6,促进巨噬细胞CD73表达,增加TME中腺苷水平,诱导免疫抑制。靶向抑制巨噬细胞CD73可触发抗肿瘤免疫反应。
T细胞
T细胞是抗肿瘤免疫的关键效应细胞,但易受衰老影响。衰老T细胞共刺激受体(如CD27、CD28、CCR7)下调,促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)上调,线粒体功能障碍导致cGAS-STING、PI3K-AKT-mTOR和MAPK通路激活。老年小鼠肿瘤中抗原特异性CD8+ T细胞缺失,加速肿瘤生长并导致免疫治疗抵抗。CD40激动剂可恢复cDC1抗原呈递功能,缓解CD8+ T细胞衰老相关功能障碍。
CD4+ T细胞在老年人中的缺陷也显著影响免疫力。细胞毒性CD4+ T细胞能通过MHC II分子直接杀伤肿瘤,但其衰竭亚群随年龄积累。γδT细胞在衰老过程中向促肿瘤的γδ17谱系倾斜,可能导致年龄相关肿瘤发病率上升。γδT细胞不受MHC限制,适合用于异体治疗。
B细胞
B细胞在实体瘤中含量丰富,可通过抗原呈递、分泌效应细胞因子和直接裂解肿瘤细胞发挥抗肿瘤作用。近期研究表明,B细胞可通过分泌IL-27增强CD8+ T细胞反应。衰老B细胞抗体分泌、类别转换和亲和力成熟功能下降,CD40表达下调导致活化减弱。年龄相关B细胞(ABCs)依赖TLR7/9和Th1细胞因子信号形成,其积累与淋巴瘤发展相关。
肿瘤细胞
肿瘤细胞也可发生衰老,并表达SASP。衰老肿瘤细胞高免疫原性,能激活APC和增强DC、CD8+ T细胞介导的抗肿瘤 immunity,因此具有肿瘤免疫治疗应用潜力。然而,SASP因子也可能抑制免疫、促进肿瘤恶性进展。利用衰老肿瘤细胞与免疫系统的相互作用,有助于改进肿瘤疫苗的合理设计。
针对老年人的癌症疫苗设计策略
老年人疫苗效力显著下降,需采取多种策略增强免疫反应。基于衰老TME的启示,提升肿瘤疫苗效力的策略包括:抑制炎症信号、促进抗原呈递、减轻T细胞免疫衰老、清除衰老细胞、使用免疫调节佐剂和应用衰老肿瘤细胞衍生疫苗。
抑制炎症信号
炎症是衰老和癌症的共同特征。抗炎治疗(如IL-1β抗体Canakinumab)可延缓衰老和肿瘤进展。IL-33是慢性炎症的关键启动因子,他汀类药物可通过阻断IL-33表达抑制癌症发展。靶向促炎细胞因子的疫苗接种可能缓解衰老和癌症进程,但需注意过度抑制炎症可能影响疫苗免疫反应,应权衡利弊并关注个体差异。
促进APC抗原呈递
细胞毒性T细胞活化需APC的抗原交叉呈递。增强内体溶酶体逃逸可改善抗原呈递,但效率有限。泛素-蛋白酶体途径(UPP)介导的抗原降解是关键步骤。一种靶向抗原降解的疫苗利用E3连接酶配体预偶联肿瘤抗原,通过UPP增强交叉呈递。自呈递纳米疫苗使用工程化DC膜作为载体,直接向T细胞递送表位, bypass内源性APC,显著提高免疫活化效率。人工APC(aAPC)模拟天然APC功能,直接活化T细胞,可诱导CD8+ T记忆干细胞(TMSC),在老年小鼠中产生持久的体液免疫。
减轻T细胞免疫衰老
T细胞衰老是老年人疾病的主要原因。疫苗可逆转衰老T细胞表型,如唾液酸修饰脂质体光化疗增加TDLN中CD8+ T细胞和中性粒细胞浸润,抑制肿瘤转移和复发。聚集诱导发光光敏剂纳米粒可激活T细胞、缓解衰老。端粒从APC通过EVs转移至T细胞可能延缓T细胞衰老、增强长期免疫记忆,是潜在突破点。
清除衰老细胞
细胞衰老导致免疫治疗抵抗。清除衰老细胞可恢复TME免疫稳态。靶向衰老细胞高表达分子(如CD153、GPNMB)的疫苗可减少衰老T细胞。CAR-T细胞靶向uPAR阳性衰老细胞,延长衰老小鼠生存,并可能抑制肿瘤血管生成。但衰老细胞清除可能改变疫苗免疫反应,需深入研究以确定适用性。
使用免疫调节佐剂
佐剂是提升老年人免疫力的最有前景策略。理想佐剂应激发先天和适应性免疫反应,产生持久保护记忆。常用佐剂包括铝佐剂、TLR激动剂、STING激动剂和细胞因子。TLR9激动剂CpG-ODN增强老年小鼠细胞和体液免疫反应,促进Th1反应。STING激活提升DC和巨噬细胞抗原呈递能力,扩大肿瘤反应性CD8+ T细胞浸润。佐剂组合(如AS01B中的MPL和QS-21)可协同调控免疫微环境,在老年人中显示良好安全性和效力。选择佐剂时需避免过度炎症反应。
应用衰老肿瘤细胞衍生疫苗
衰老肿瘤全细胞、裂解细胞和EVs均可作为肿瘤抗原来源。衰老癌细胞衍生纳米囊泡提供特异性肿瘤抗原,增强免疫原性而无须添加佐剂。基于衰老癌细胞膜的仿生纳米疫苗促进DC吞噬、淋巴结靶向和免疫激活,联合αPD-1产生显著抗肿瘤免疫反应,提高疗效并减少副作用。肿瘤细胞膜和肿瘤源EVs是有趣的疫苗抗原来源和载体,其免疫效果可通过基因工程、表面修饰、细胞膜杂交和佐剂添加进一步增强。但临床应用面临挑战:细胞培养条件要求高、批次间抗原谱差异、产量低、表面分子表达不稳定,需解决生产标准化和伦理问题。
结论与展望
随着人口老龄化,癌症发病率和死亡率将持续上升。本综述分析了衰老对TME免疫细胞的影响及其对肿瘤疫苗免疫效力的作用,总结了提升老年癌症疫苗效力的新兴策略。癌症疫苗接种有望用于肿瘤治疗和转移预防,但年龄对免疫治疗效果的影响在临床试验中常被忽视。未来需进一步整合临床与科研,建立良性循环。预处理策略(如接种前使用GM-CSF)可能改善疫苗反应。缩短审批流程、寻找有效免疫反应指标(如CD8+CD28+ T细胞)有助于加速疫苗应用。长期随访对监测不良反应和评估疫苗持久效力至关重要。
需进一步研究识别不同肿瘤类型的免疫衰老生物标志物。循环SASP可作为衰老生物标志物,增强对免疫衰老的理解。新型衰老识别工具整合细胞周期阻滞和衰老通路相关基因特征,可检测体内衰老细胞异质性。多生物标志物联合评估有望提高患者分层的准确性。
肿瘤异质性和免疫衰老共同促进肿瘤进展,为疫苗设计带来挑战。多表位疫苗策略可能更有效,但需更多研究验证。抗原递送效率低和缺乏有效佐剂是肿瘤疫苗发展的主要障碍。优化抗原递送系统、疫苗理化性质,探索新型佐剂组合可能引发更全面的免疫反应。利用人工智能工具分析调控规律、优化干预策略,结合多学科方法(如大数据分层肿瘤异质性、基因编辑调控免疫细胞活性),将推动老年人个体化癌症治疗的进展。
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