综述：下一代T细胞免疫疗法：克服耗竭、衰老与抑制

本综述系统阐述了T细胞在肿瘤免疫治疗中的核心挑战（耗竭、衰老、代谢失调及免疫抑制微环境）及其优化策略。文章聚焦于通过药理学调控、表观遗传重编程、代谢工程、组合靶向免疫抑制性肿瘤微环境（TME）成分以及先进基因工具（如CRISPR-Cas9介导的CAR-T优化）来增强T细胞功能、持久性与疗效，为开发更有效的癌症免疫疗法提供了前沿视角与方向。

　　

背景

肿瘤免疫疗法利用免疫系统识别和摧毁癌细胞，与常损伤健康组织、副作用较多的化疗和放疗相比，其更具靶向性且副作用更少。T细胞作为适应性免疫应答的核心，因其强大的适应性和精准靶向肿瘤细胞的能力，在肿瘤免疫治疗中占据中心地位。然而，基于T细胞的免疫疗法在实现持久和普适的疗效方面仍面临巨大挑战。

T细胞活化与功能调控机制

T细胞通过T细胞受体（TCR）识别抗原呈递细胞（APCs）主要组织相容性复合体（MHC）分子呈递的抗原肽，获得初始活化信号。共刺激分子（如CD80/CD86与CD28的相互作用）提供第二信号，而细胞因子提供第三信号，共同确保T细胞的完全活化、增殖并分化为效应细胞和记忆细胞。MHC I类分子主要向CD8⁺ T细胞呈递内源性抗原，而MHC II类分子则主要向CD4⁺ T细胞呈递外源性抗原。TCR信号通路始于抗原识别，涉及Lck、ZAP-70、LAT、SLP-76、PLCγ等分子的磷酸化与复合物组装，最终触发钙信号通路和细胞应答。嵌合抗原受体（CAR）的设计直接应用了这些TCR信号原理，其结合了包含免疫受体酪氨酸激活基序（ITAM）的CD3ζ结构域和共刺激结构域（如CD28、4-1BB）。

问题分析

T细胞疗法的主要障碍包括：

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  T细胞功能耗竭：在慢性抗原刺激下，T细胞高表达PD-1、Lag-3、Tim-3等抑制性受体，功能受损。
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  T细胞衰老：衰老T细胞表现为CD27、CD28表达降低，抑制性受体如Tim-3、KLRG1、CD57表达上调，功能下降。
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  代谢竞争与抑制：效应T细胞依赖糖酵解，记忆T细胞依赖脂肪酸氧化（FAO）和氧化磷酸化（OXPHOS）。肿瘤微环境（TME）中的营养竞争、缺氧、乳酸积累等导致T细胞代谢失调。
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  肿瘤微环境介导的抑制：免疫抑制细胞（如Tregs、MDSCs、M2型TAMs）、基质纤维化、抑制性细胞因子（如TGF-β, IL-10）及异常血管等共同抑制T细胞浸润和功能。
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  T细胞持久性有限：端粒缩短、细胞因子信号不足、表观遗传改变、代谢应激等导致T细胞，特别是效应记忆T细胞（T_EM）持久性不足。

问题导向的策略

针对上述问题，研究提出了多种应对策略：

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  改善T细胞活化与持久性：通过优化抗原呈递过程（如使用MAPK抑制剂）、调控T细胞分化（如双共刺激4-1BB/ICOS、富集Tcf1⁺ PD-1⁺干细胞样T细胞、调节NR4A家族、极化Th9 CAR-T）、利用脐带血造血干细胞（HSCs）扩增前体T细胞等策略增强T细胞持久性和功能。
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  衰老与改善策略：优化培养条件（使用IL-7、IL-15）；延长端粒长度；采用重编程和基因编辑技术（如T-iPSCs、CLASH CRISPR系统靶向PRDM1）；调控信号通路（Wnt/β-catenin, mTOR，使用雷帕霉素、槲皮素）；物理清除衰老细胞（FOXO4-p53干扰肽、uPAR特异性CAR-T）；补充功能性T细胞（如自体干细胞移植ASCT）；恢复胸腺环境（生物工程胸腺类器官）。
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  T细胞代谢调控：增强效应T细胞糖酵解（如增加GLUT1表达，使用PQDN）；促进记忆T细胞形成（如使用HK2抑制剂2-DG、二甲双胍增强FAO）；联合抗PD-1治疗与促糖酵解药物；调控脂肪酸代谢和OXPHOS（使用AMPK激活剂、mTOR抑制剂、PPAR激动剂如贝扎贝特、非诺贝特）。
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  肿瘤微环境调控：应用免疫检查点抑制剂（如抗PD-1/PD-L1）并联合其他疗法；靶向免疫抑制细胞，如调节Tregs（PI3Kδ抑制剂、抗CTLA-4）、减少MDSCs数量或抑制其功能（吉西他滨、CXCR1/2抑制剂SX-682、PDE5抑制剂、STAT3抑制剂）、重编程TAMs为M1型（TLR激动剂、抗CD40抗体、二甲双胍）。
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  耗竭策略调控：使用PD-1/PD-L1抑制剂部分恢复耗竭T细胞功能；表观遗传调控逆转T细胞耗竭，如使用DNA甲基转移酶抑制剂（5-氮杂-2'-脱氧胞苷）、敲除TET2、CRISPR-Cas9敲低CD5等。

结论

下一代T细胞免疫疗法的突破有赖于多学科交叉融合。通过药理学调控、表观遗传重编程、代谢工程、基因编辑（如CRISPR-Cas9）以及针对肿瘤微环境（TME）的组合策略，有望克服T细胞的耗竭、衰老、代谢失调和免疫抑制等核心挑战，从而显著提升T细胞疗法的持久性和疗效，推动其在更广泛癌症类型中的应用。未来研究需注重创新策略的临床转化、组合方案的优化以及个体化治疗。