综述:解密器官趋向性揭示转移中的治疗靶点

【字体: 时间:2025年10月10日 来源:Frontiers in Cell and Developmental Biology 4.3

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  本综述系统阐释了转移性器官趋向性的多维度调控机制,涵盖解剖学限制、分子互作(如EMT/MET)及免疫微环境(如PMN、TAMs)等核心要素,强调靶向器官特异性检查点(如整合素、PD-L1+ EVs)在干预转移 cascade 中的治疗潜力。

  
引言
转移是癌症相关死亡的主要原因,其器官分布并非随机,而是由肿瘤细胞的器官趋向性(organotropism)所主导。这一现象受到解剖结构、分子互作和微环境兼容性的共同调控,远超出血管床机械滞留的范畴,体现了肿瘤内在程序与器官特异性生态位(niche)的精密协调。
解剖学决定因素
转移的器官趋向性深受解剖结构定义的物理路径影响。循环肿瘤细胞(CTCs)通常滞留在原发性肿瘤下游的首个毛细血管床,例如结直肠癌通过门静脉转移至肝脏,乳腺癌通过肺循环转移至肺部。然而,血管解剖 alone 无法完全解释器官趋向性,因为具有相似血流速率的器官(如肝、肾、脑)显示出明显不同的转移倾向。
血管系统的结构和动力学在肿瘤细胞 intravascular transit 期间施加机械约束。毛细血管尺寸、剪切应力和血流速度 critical 决定 CTC 是否成功滞留和 extravasate。低剪切流区域促进 CTC 粘附和 transmigration,而高流量血管抑制稳定附着。此外,毛细血管的结构和刚性构成机械屏障,CTC 必须克服这一障碍,尤其在脑、骨和肺等狭窄毛细血管中,这选择出具有高变形能力或通过蛋白酶和物理力重塑内皮的细胞。
淋巴系统提供另一种解剖路径,其特征是低压和较少的结构屏障。许多肿瘤,尤其是上皮源性肿瘤(如乳腺癌和黑色素瘤),通过淋巴网络转移,其中 CTC 经历较 bloodstream 更低的剪切应力和免疫监视。解剖 proximity 同样 contribute to 位点特异性 colonization,例如前列腺癌通过无瓣椎静脉系统中的逆行静脉流绕过肺过滤,扩散到轴向骨骼。
组织特异性基质结构进一步决定 colonization 效率。密集的细胞外基质(ECM)成分(如胶原蛋白、层粘连蛋白和纤连蛋白)在某些器官中创造机械和生化屏障,而发炎或预处理的微环境更具 permissive。肿瘤相关成纤维细胞 contribute to 基质重塑并促进局部侵袭,尤其在乳腺肿瘤中,基质 stiffness 增强肿瘤细胞运动性和 intravasation。此外,器官特异性血管 permeability 影响转移 access。肿瘤可能优先 colonize 具有 fenestrated 或 leaky 毛细血管的器官,如肝或骨髓,其中内皮连接更松散、更容易突破。这种血管 leakiness 通常 precede 转移,并与转移前生态位形成相关,受原发性肿瘤分泌因子影响。最后,机械微环境,包括间质流体压力和组织 stiffness,指导转移细胞的 intravasation、运输和 colonization。
器官趋向性的分子机制
器官趋向性,即转移非随机分布到特定远处器官,是晚期恶性肿瘤的标志,反映了肿瘤内在程序与靶组织微环境线索的复杂 interplay。这一概念最初由 Stephen Paget 在 1889 年作为“种子和土壤”假说提出,已被当代分子研究 robustly 验证。它强调器官特异性转移不仅由肿瘤细胞的内在特性(“种子”)支配,还由靶器官微环境(“土壤”)的支持性和接受性 nature 支配。
转移细胞表现出高表型可塑性,主要由上皮-间质转化(EMT)介导,这一过程使肿瘤细胞能够迁移、侵袭、抵抗凋亡和 evade 免疫监视。EMT 由关键转录因子(如 SNAIL、SLUG、ZEB1 和 TWIST) orchestrate,这些因子抑制上皮标志物并激活间质基因表达。到达次级器官后,间质-上皮转化(MET)可能 facilitate colonization,表明表型切换对成功转移进展至关重要。肿瘤细胞还表达归巢受体和粘附分子,决定组织特异性趋向性,例如,CXCR4 通过与骨髓中的 CXCL12 相互作用促进骨转移,而整合素如 αvβ3 和 α6β4 分别 contribute to 脑和肺 colonization。
在传播过程中,循环肿瘤细胞(CTCs)作为器官趋向性传播的关键中间体。这些细胞表现出广泛的分子异质性,并 often 显示混合 EMT 状态和干细胞样特性。它们表面标志物(如 EpCAM、CD44 和各种整合素)的表达允许血管滞留和 extravasation 进入 favorable 微环境。重要的是,传播路径也塑造趋向性;淋巴传播,在癌症如乳腺癌 carcinoma 和黑色素瘤中 predominant,涉及 VEGF-C、LYVE-1 和 PROX1 以诱导 lymphangiogenesis 和淋巴结 colonization,作为后续系统传播的跳板。
在远处位点,肿瘤细胞存活和扩张取决于它们适应靶器官独特微环境的能力。转移前生态位形成,由肿瘤源性细胞外囊泡(如富含整合素和免疫调节分子如 PD-L1 的外泌体)驱动,通过促进炎症、免疫抑制、血管 leakiness 和细胞外基质重塑来 prime 特定器官。这些条件 foster 一个 conducive 环境,供 incoming 肿瘤细胞 colonization。此外,局部基质元素,如骨中的成骨细胞或脑中的星形胶质细胞,通过提供支持信号和促进表型适应,actively contribute to 转移性生长。
代谢可塑性在器官特异性 colonization 中 play 关键角色。肿瘤细胞根据靶组织的营养和氧气 landscape 重编程其能量代谢。例如,脑转移更 heavily 依赖氧化磷酸化,而骨转移采用糖酵解 profiles。抵抗氧化应激的能力 particularly critical,因为它允许转移细胞 withstand 敌对微环境。具有高癌症干细胞含量和氧化还原适应性的乳腺癌亚型,如三阴性乳腺癌(TNBCs),优先 colonize 肺和脑,而 luminal 肿瘤倾向于转移到肝和骨。在肺中,转移发生在高达 54% 的晚期疾病患者中,这一频率 facilitated by 器官的物理和免疫特性。最近的工作揭示,肺天冬氨酸作为细胞外信号分子,激活传播乳腺癌细胞中的 N-甲基-D-天冬氨酸受体,触发 CREB 依赖性程序,上调脱氧hypusine hydroxylase 并促进 eIF5A hypusination。这一翻译程序,以 TGF-β 信号为中枢枢纽,增强胶原合成并驱动肺转移的侵袭性。
最后,器官趋向性反映克隆选择和表观遗传重编程。单细胞转录组和空间分析研究显示,原发性肿瘤内的 distinct 亚克隆表现出器官特异性转移的可变能力。这些克隆在次级位点经历选择性压力,导致表观遗传 remodeling,如染色质改变和 DNA 甲基化变化,激活 tailored to 靶器官的基因表达程序。最近在结直肠癌中的细胞遗传学分析证明,器官偏向的拷贝数改变在肿瘤进化早期获得,肝和脑转移中富集 recurrent 事件,highlighting 器官趋向性潜力的基因组基础。最近的技术进步扩展了这些见解:500 个人类癌症细胞系的 MetMap 条形码图谱揭示了与脑 colonization 中 PI3K 信号和脂质代谢相关的可重现器官特异性转移模式;单细胞 RNA-seq 已识别肺趋向性克隆中的翻译重编程程序,表明转移适应性依赖于转录和转录后控制;高分辨率蛋白质组学和代谢组学已暴露组织特异性代谢依赖性,决定在氧化应激和营养稀缺下的存活。
总之,转移性癌症中的器官趋向性 not governed by 单一决定因素,而是 emerge from 肿瘤内在特性、免疫 evasion、代谢重编程和先进技术(如单细胞测序、空间转录组学、蛋白质组学和代谢组学)提供的机械见解的协调相互作用,最终 dictate 转移在全身的空间分布。
肿瘤源性细胞外囊泡及其在转移前生态位形成中的作用
肿瘤源性 EVs,包括外泌体和微泡,已成为转移前生态位(PMN)形成的 central 调节剂。这些纳米大小的囊泡,由原发性肿瘤分泌到循环中,携带蛋白质、脂质、核酸和代谢物的多样化 cargo,反映其肿瘤来源的分子 signature。一旦到达远处器官,EVs 重编程局部微环境,使其变得 permissive 于未来转移 colonization。机械上,基质 stiffness 调整 cargo 的肿瘤源性外泌体重编程远处葡萄糖代谢,在癌细胞到达前创建葡萄糖富集的肺转移前生态位。
EVs 塑造 PMNs 的一个关键机制是通过其整合素表达 profiles。来自高转移性肿瘤的外泌体 display 特定整合素,介导选择性器官趋向性。例如,外泌体整合素 α6β4 和 α6β1 促进肺趋向性,而 αvβ5 指导囊泡被肝中 Kupffer 细胞摄取。摄取后,这些常驻细胞分泌促炎细胞因子、细胞外基质重塑酶和血管生成因子,有效 pre-conditioning 器官供 incoming 肿瘤细胞。这种整合素介导的 EVs 靶向已在乳腺癌、胰腺癌和黑色素瘤转移的多个模型中功能验证。
肿瘤源性 EVs 也介导 profound 免疫调节效应。通过传递免疫抑制分子(如 TGF-β、IL-10 或 PD-L1),它们诱导巨噬细胞极化为肿瘤相关(M2 样)表型,骨髓源性抑制细胞(MDSCs)扩张,并抑制细胞毒性 T 细胞和 NK 细胞响应。这些免疫改变帮助生成耐受性微环境,不仅支持转移细胞存活,而且 facilitate 免疫逃逸在 colonization 早期阶段。
在血管系统中,EVs 促进血管 leakiness 和血管生成,创建 favorable 于 DTC extravasation 的物理和生化条件。这通过上调基质金属蛋白酶(MMP2/9)、血管内皮生长因子(VEGF)和炎症细胞因子在内皮细胞 upon EV 摄取发生。值得注意的是,增加 permeability 和新血管生成是 EV 诱导生态位重塑在器官如肺、肝和脑中的标志,其中 fenestrated 或 sinusoidal 毛细血管提供转移的肥沃 ground。
靶器官的代谢 landscape 也被肿瘤 EVs 修改。某些囊泡携带代谢物、线粒体成分或 miRNAs,调节 stromal 或内皮细胞中的氧化还原平衡和葡萄糖代谢,从而通过代谢重编程 facilitate colonization。例如,乳腺癌细胞的 EVs 已显示增强 recipient 肺成纤维细胞中的氧化应激耐受,创建更 hospitable 于后续肿瘤细胞到达的生态位。
此外,EVs play 一个角色在唤醒休眠生态位。骨髓、肝或脑中的休眠 DTCs 可能保持静止多年,而来自 EVs 的信号可以 disrupt 这种状态。具体地,携带促炎 miRNAs 或 ECM 重塑酶(如 LOX 或 TIMP3)的囊泡改变基质信号,并可以触发 previously 休眠细胞的 reactivation。
从转化 perspective,肿瘤源性 EVs 是早期检测转移和监测疾病进展的 promising 生物标志物。它们在循环中的稳定性和 cargo 的组织特异性 enable 通过液体活检进行非侵入性分析。EVs 可以从血浆、尿液或脑脊液中分离,其蛋白质组或 miRNA 内容 often 与转移风险、位点偏好和治疗抵抗相关。
总之,肿瘤源性细胞外囊泡 not 肿瘤生物学的被动副产品,而是转移进展的主动架构师。通过器官靶向递送信号分子、代谢调节剂和免疫调节因子,EVs orchestrate 转移前生态位的形成。理解它们在生态位教育和器官趋向性中的角色提供机械见解和 novel 治疗靶点在预防和管理转移性癌症中。
转移进展中的器官特异性免疫生态位
转移的形成和生长深受远处器官的免疫微环境影响,这些微环境在细胞组成、免疫 tone 和对肿瘤源性信号的响应性方面 vary。这些器官特异性免疫生态位 play 关键角色在决定传播肿瘤细胞(DTCs)是否被消除、进入休眠或进展为明显转移。
这一过程的关键步骤是转移前生态位(PMNs)的建立,这些生态位由来自原发性肿瘤的因子分泌 prime,甚至在 CTCs 到达之前。这些因子包括 EVs、细胞因子和外泌体,通过增强血管 permeability、抑制局部免疫和促进免疫抑制细胞(如调节性 T 细胞(Tregs)、骨髓源性抑制细胞(MDSCs)和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs))的招募来调节未来转移位点的免疫 landscape。在器官如肺、肝和骨中,这种免疫调节 facilitate CTC extravasation 并支持初始存活。最近体内研究揭示,肺巨噬细胞中芳烃受体(AHR)的瞬时激活 precede 转移 seeding 并诱导 PD-L1 依赖性 Treg 扩张,建立免疫抑制转移前生态位。
每个器官拥有独特免疫架构,影响转移进展。例如,肺富含肺泡巨噬细胞和中性粒细胞,这些细胞可以 paradoxically 促进转移通过形成中性粒细胞 extracellular traps(NETs)或屏蔽肿瘤细胞免受细胞毒性 T 细胞。在肝中,Kupffer 细胞和肝星状细胞建立耐受性免疫环境,损害抗肿瘤 T 细胞响应,允许转移 seeding 和生长。相反,骨髓生态位富含免疫抑制间充质基质细胞和常驻巨噬细胞,支持 DTCs 的休眠或激活取决于局部线索。
免疫介导的休眠代表转移进展中的 pivotal 检查点。Following extravasation,许多 DTCs 进入 prolonged 静止状态,由涉及 CD8+ T 细胞、NK 细胞和缺乏促炎信号的免疫监视维持。然而,系统炎症、衰老或 therapy 诱导的免疫抑制可以 disrupt 这种平衡,触发 DTC reactivation 和明显转移。数学和实验模型证明,微转移种群可以在免疫约束下 persist 多年,然后由于免疫压力的随机波动而逃脱。
重要的是,转移位点的免疫组成 highly 动态和可塑性。化疗、放疗和手术压力可以 inadvertently 改变免疫细胞招募和功能 within 转移生态位,要么增强免疫清除要么促进免疫逃逸。例如,肺和肝中手术诱导的炎症增加中性粒细胞招募和免疫抑制细胞因子释放,创建 favorable 环境供 DTC reactivation。此外,肿瘤细胞和免疫细胞之间的 interplay 是双向的。肿瘤源性外泌体携带 PD-L1、炎症介质和免疫抑制 microRNAs,这些 actively 抑制未来转移位点中的 T 细胞功能。此外,外泌体整合素 dictate 这些囊泡的器官趋向性和特定组织(如脑、肺和肝)的免疫调节。
总之,器官特异性免疫生态位作为转移进展的关键调节剂,通过 orchestrate 免疫消除、休眠和逃脱之间的平衡。这些生态位被肿瘤源性信号、宿主免疫和治疗干预动态塑造,代表干预的挑战和机会。靶向这些生态位内的免疫抑制成分可能 offer novel 策略预防转移或维持 DTCs 在休眠、非增殖状态。
器官特异性微环境及其在选择性 colonization 中的作用
远处器官被传播肿瘤细胞(DTCs)的 colonization not 仅仅是解剖可及性或被动滞留于毛细血管床的功能。相反,它是一个选择性和动态过程,由每个器官微环境的独特分子、细胞和结构特征支配。转移“种子”和器官特异性“土壤”之间的相互作用最终决定传播细胞是否 persist、进入休眠或 initiate 大转移生长。
第一个决定因素是靶器官的血管解剖和血流动力学。器官如肝、肺和骨髓,转移的常见位点,拥有 fenestrated 或 sinusoidal 毛细血管,允许更容易的肿瘤细胞 extravasation。然而,血管暴露 alone 不保证成功 colonization。肾和脑接收可比血流但较少 commonly colonized 由于限制性基质和免疫特征。这些差异 underscore 肿瘤细胞需要适应局部环境约束 beyond 物理可及性。
一旦 DTCs extravasate 进入组织 parenchyma,它们必须应对敌对环境,特征为氧化应激、免疫监视和营养稀缺。大多数 DTCs 经历凋亡或被常驻免疫细胞消除。Colonization thus 被认为是转移中的速率限制步骤。只有罕见细胞具有上下文特定适应存活和增殖。器官特异性基质细胞,包括成纤维细胞、内皮细胞和 perivascular 生态位,可以 either 抑制或促进转移生长取决于微环境上下文。最近证据显示,原发性乳腺肿瘤 actively 重塑肺的细胞外基质 before 转移,增加纤维状胶原沉积、基底膜 disruption 和血管 leakiness,从而 priming 肺生态位供 colonization。
例如,在骨髓中,间充质干细胞和成骨细胞分泌 CXCL12、TGF-β 和 IL-6,这些通过整合素信号和代谢适应支持 DTCs 的休眠和 eventual 生长。在肝中,肝星状细胞和 Kupffer 细胞释放促炎细胞因子和 ECM 重塑酶,这些可以 facilitate colonization 通过促进上皮可塑性和免疫逃逸。相反,肺展示肺泡巨噬细胞密集网络和高氧张力,这些 often 损害 colonization 除非肿瘤细胞抑制免疫激活或 co-opt 常驻基质信号。
休眠是器官如骨、脑和肝中的关键特征,其中 DTCs 可能保持静止多年 before reactivation。因子如 BMP-7、血小板反应蛋白-1 和 GAS6/TAM 信号维持 DTCs 在非增殖状态。这 not 简单被动过程;而是,微环境 actively 施加静止,局部信号的变化可以触发 reactivation。例如,免疫或炎症环境的转变,如中性粒细胞流入或 ECM stiffening,可以唤醒休眠细胞并促进微转移生长。
此外,转移生态位的物理特征,包括细胞外基质(ECM)的组成和 stiffness,可以显著影响肿瘤细胞 colonization 的效率。例如,在脑中,低 ECM 密度和星形胶质细胞 endfeet 的存在创建代谢限制性生态位,只有选择癌症细胞克隆可以适应。相反,骨富含钙和生长因子 released during 破骨细胞骨吸收,这些可以刺激癌症增殖。
Colonization 的时间动态 also vary。乳腺癌转移到脑和骨 often 保持临床沉默多年,而肺癌转移 typically 迅速出现,表明 colonization 受肿瘤内在程序和微环境的 permissiveness 或 latency 诱导特性支配。CTC 簇也已显示 enhanced 转移 seeding,尤其在器官如脑和肺中,由于它们增加抵抗剪切应力和免疫攻击。
总之,器官特异性 colonization 反映 DTCs 与其新微环境之间的主动串扰。它涉及免疫调节、机械适应、代谢重编程、基质 co-option,以及在某些情况下,长期休眠。理解不同组织如何 either 抑制或支持 colonization offer 强大框架开发位点特异性抗转移疗法。
主要癌症类型的器官趋向性模式及临床意义
器官趋向性,即转移性肿瘤细胞 colonize 特定远处器官的倾向,是在多样化癌症类型中观察到的 consistent 和生物学有意义特征。这些模式并非随机,而是反映肿瘤细胞内在程序与器官特异性微环境的 permissiveness 之间复杂相互作用。理解这些偏好 enable 临床监测、预后和靶向治疗的重要工具开发。重要的是,图 2 总结了主要癌症类型的首选转移位点。
乳腺癌是器官趋向性行为中最 well-characterized 之一。分子 profiles 定义的亚型,luminal A、luminal B、HER2 富集和 TNBC,显示 distinct 转移轨迹。Luminal 亚型,表达雌激素受体,优先转移到骨。这被认为由趋化因子受体 CXCR4 表达驱动,介导归巢到 CXCL12 富集骨髓生态位,并与成骨细胞和骨基质细胞相互作用创建支持性生态位。HER2 富集肿瘤倾向于 colonize 内脏器官如肝和肺,而 TNBC,缺乏激素受体表达,更 prone 转移到肺和脑。这种趋向性与间质表型、增强氧化应激耐受性和上调基质降解酶(如 MMP1 和组织蛋白酶)相关。
前列腺癌显示对骨转移的 striking 偏好,经常形成成骨性而非溶骨性病变。这种特异性部分由肿瘤分泌的内皮素-1、骨形态发生蛋白(BMPs)和雄激素受体(AR)信号驱动,促进骨形成环境。前列腺癌的骨趋向性 also 涉及整合素介导的相互作用和 RANKL 分泌,激活成骨细胞并支持转移生长。
结直肠癌(CRC)通常遵循顺序转移路线,由其通过门静脉的解剖引流 dictate。肝是主要转移位点,其次是肺,较少 frequently,脑。然而,肝趋向性 not only 解剖学;肝的免疫耐受微环境及其 Kupffer 细胞和肝星状细胞种群被肿瘤细胞利用以 evade 免疫破坏并建立转移。某些突变,如 KRAS 或 BRAF,也影响肝转移的可能性和侵袭性。
黑色素瘤展示实体瘤中最 versatile 转移谱之一,colonizing 肺、脑、皮肤、胃肠道和远处淋巴结。这种广泛器官趋向性反映黑色素瘤的神经嵴细胞起源、其高度表型可塑性和多样化 array 趋化因子受体(如 CCR7、CXCR4)和整合素的表达。值得注意的是,黑色素瘤中的脑转移与 PTEN 缺失和 BRAF 突变 elevated 表达相关,并更 frequently 发生在高循环肿瘤细胞计数和 elevated 外泌体 PD-L1 患者中。
肺癌,尤其非小细胞肺癌(NSCLC),展示亚型特异性转移偏好。肺腺癌更 commonly 转移到脑和肾上腺,而鳞状细胞癌倾向于留在胸腔内。EGFR 突变 NSCLCs frequently 转移到脑,facilitated by 血脑屏障 disruption 和外泌体介导的转移前生态位形成。
胰腺导管腺癌(PDAC)是另一种具有侵袭性器官趋向性的癌症,主要转移到肝和腹膜。肝的 sinusoidal 结构和丰富巨噬细胞种群 contribute to 转移前生态位形成通过招募骨髓源性细胞和摄取肿瘤源性外泌体。类似地,卵巢癌主要传播 within 腹膜腔并 colonize 大网膜,由间皮细胞-肿瘤相互作用和炎症细胞因子梯度驱动。
从临床 standpoint,识别这些模式 inform 监测和治疗策略。例如,HER2+ 乳腺癌患者受益于肝成像,而前列腺癌患者需要骨扫描。脑成像在黑色素瘤、肺癌和 TNBC 中 essential 由于它们的神经趋向性倾向。此外, tailored to 转移生态位的疗法,如双膦酸盐和 denosumab 用于骨转移,或免疫检查点抑制剂在脑转移中,证明器官趋向性如何被治疗性利用。
重要的是,多组学和机器学习方法现在被用于预测转移轨迹。整合来自 TCGA 的转录组数据分析原发性肿瘤根据其预测转移目的地,揭示转移到相同器官的肿瘤之间共享基因表达模式,无论其组织起源。类似地,Jiang 等人开发了 MetaNet 计算框架,整合临床和基因组特征以按风险和器官特异性转移可能性分层患者,enable 个性化监测方案和早期治疗干预。
总之,器官趋向性是跨癌症类型的可重现和临床可操作现象。映射这些模式 not only 帮助预期转移传播,而且 uncover 共享分子机制,这些可以被靶向以 disrupt colonization。随着我们建模和预测器官特异性传播的能力 improve,器官趋向性将成为精准肿瘤学的关键轴心。
靶向转移中器官趋向性的治疗机会与挑战
靶向器官趋向性,即转移性肿瘤细胞对特定器官的偏好,offer 新颖且 potentially 变革性轴心用于治疗干预。由于大多数癌症死亡由转移性疾病而非原发性肿瘤导致,disrupting 肿瘤细胞的器官特异性传播可能显著改善长期存活。尽管如此,转移进展的生物学复杂性和临床研究框架内的结构障碍 pose 显著障碍将这一策略转化为有效治疗。
转移过程 not merely 随机事件,而是由分子决定因素 orchestrate,使肿瘤细胞能够归巢到、存活于和 colonize 特定器官微环境。这些相互作用顺序展开,起始于肿瘤细胞脱离,随后 intravasation,在血流中存活,粘附到靶内皮,extravasation,并最终适应新微环境。每一步 offer 潜在治疗靶点,但许多相互作用的器官特异性 demand 定制策略,考虑每个组织中独特血管、免疫和基质特征。
干预的一个关键障碍是大多数转移已在临床检测之前 initiate,微转移疾病 often 在早期阶段播种。因此,防止这些休眠生态位进展为明显转移 represent 重大机会。转移前生态位(PMN),在肿瘤细胞到达之前在靶器官中形成的 primed 微环境,是这一策略的焦点。肿瘤源性细胞外囊泡(EVs)、细胞因子和重塑酶 initiate PMN 形成通过改变血管 permeability、招募骨髓源性抑制细胞和重编程基质和免疫元素。旨在 disrupt 这些早期变化的治疗努力,如阻断 EV 摄取、通过赖氨酰氧化酶(LOX)抑制 ECM 交联或中和生态位激活因子如 S100A8/9,已在临床前模型中证明 efficacy。
尽管有此承诺,PMN 形成的时间复杂性和组织特异性变异 pose 严重挑战。支配 PMN 发展的分子触发器 highly 动态并在器官之间 differ。例如,肝转移前生态位富含纤连蛋白、VEGFR1+ 骨髓源性细胞和 Kupffer 细胞源性炎症线索,而肺 PMNs often 涉及中性粒细胞招募和促炎信号 cascade。这种异质性 complicate 通用疗法设计并 necessitate 能够识别特定器官中 PMN 活动的生物标志物。
另一个干预点是阻断肿瘤细胞与靶内皮的粘附。粘附分子如整合素、选择素和 CD44 介导与血管床和 perivascular 生态位的器官趋向性相互作用。最近进展显示,这些粘附过程的药理学抑制可以减少器官特异性 colonization。定量指标如粘附/抑制比(AIR)提供化合物 efficacy 的功能读数在防止肿瘤-内皮接合 under 剪切流条件。这些方法已证明选择性在 disrupt 肝与肺转移,取决于分子靶点。
然而,翻译抗器官趋向性策略到临床实践 require 药物开发范式的基本重新配置。传统临床前模型和临床试验偏向检测肿瘤缩小,often 未能评估转移潜力的变化。可能 halt colonization 或抑制转移生长而不减少原发性肿瘤大小的药剂 frequently 被 dismiss 由于 RECIST 或类似标准感知无效性。此外, few 临床试验基于器官特异性转移风险分层患者, thereby 稀释 efficacy 信号在可能受益最多的亚群中来自靶向干预。
另一个关键挑战在于原发性肿瘤与其转移之间的生物学 divergence。转移克隆 often exhibit distinct 转录和代谢 profiles,由它们与宿主器官微环境的相互作用塑造。这些差异导致治疗抵抗,无法基于原发性肿瘤 alone 的特征预测。例如,骨转移中的基质信号诱导前列腺和乳腺癌细胞中的骨 mimicry,而脑转移 exhibit 代谢适应 favoring 氧化磷酸化和免疫逃逸。治疗性靶向这些适应,通过 disrupt 生态位特异性整合素信号或调制基质源性生长因子, hold 增强 efficacy 的潜力,但它 necessitate 对潜在机制的详细、器官特异性理解。支持这一点,体内 CRISPRa 筛选最近识别酰基辅酶 A 结合蛋白(ACBP)作为骨转移的代谢驱动,耦合脂质代谢到转移适应性并提名可靶向脆弱性用于器官特异性干预。
缺乏实时生物标志物监测 PMN 活动和转移 colonization further complicate 临床翻译。液体活检工具,如检测循环 EVs、肿瘤源性 DNA 和生态位相关蛋白(如骨膜蛋白、纤连蛋白)的 assays,offer 承诺检测转移风险在放射学证据出现之前。特别地,外泌体整合素和血浆中的转移前生态位特征已显示潜力在分层可能发展肺或肝转移的患者。
靶向器官趋向性 also raise 安全性和特异性 concerns。由于许多涉及 PMN 形成或内皮粘附的分子 also active 在伤口愈合、免疫稳态或正常器官发育中,系统抑制可能产生意外副作用。因此,局部递送方法或前药配方在生态位环境中激活 under 调查以减轻脱靶效应。
最后,跨研究联盟、资助机构、监管机构和药物开发者的协调行动 essential 克服转移药物开发空间的惯性。需要修订框架优先考虑转移特异性终点,纳入器官特异性风险分层
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