综述:克服胶质母细胞瘤免疫抵抗的当前策略及新型免疫治疗方法

《Hormones & Cancer》:Current strategies and novel immunotherapeutic approaches for overcoming immune resistance in glioblastoma

【字体: 时间:2025年10月23日 来源:Hormones & Cancer

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  本综述系统梳理了胶质母细胞瘤(GBM)免疫治疗的最新进展,重点探讨了免疫检查点抑制剂(如抗PD-1/PD-L1、抗CTLA-4)、嵌合抗原受体(CAR)-T/CAR-NK细胞疗法、基于疫苗(如树突状细胞疫苗DCVax-L)、RNA疗法、纳米颗粒/外泌体递送系统、STING通路激活以及双特异性抗体(BsAbs)等新兴策略。文章深入分析了GBM高度免疫抑制的肿瘤微环境(TME)及其代谢检查点(如乳酸、腺苷),并指出联合疗法、个性化治疗(如新抗原疫苗、生物标志物引导)以及计算建模/AI指导是未来克服治疗抵抗的关键方向。尽管单药疗效有限,但整合多模式免疫疗法展现出改善患者预后的巨大潜力。

  
胶质母细胞瘤(GBM)是成人中最常见且最具侵袭性的原发性恶性脑肿瘤,世界卫生组织(WHO)将其归类为IV级星形细胞瘤。尽管标准治疗方案包括手术切除、放疗和替莫唑胺(TMZ)化疗,但患者预后仍然很差,中位总生存期仅为约15个月,5年生存率低于5%。这种不良预后主要归因于GBM的高度浸润性、遗传异质性、对常规治疗的固有抵抗性以及血脑屏障(BBB)对治疗药物递送的限制。
GBM的免疫抑制景观
GBM的肿瘤微环境(TME)是一个深度免疫抑制的环境,通过多种细胞和非细胞成分促进肿瘤进展和免疫逃逸。这些成分包括肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)、调节性T细胞(Tregs)、髓源性抑制细胞(MDSCs)、免疫抑制性细胞因子(如TGF-β, IL-10)以及细胞外基质(ECM)。TAMs可占GBM质量的约30%,通常极化为M2表型,释放IL-10、TGF-β等因子,支持血管生成、促进肿瘤生长并抑制细胞毒性T细胞活性。Tregs在GBM中富集,通过抑制效应T细胞的增殖和细胞因子产生来削弱抗肿瘤免疫。MDSCs则通过精氨酸酶-1(Arg-1)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和活性氧(ROS)等机制抑制T细胞和NK细胞功能。
免疫抑制的关键机制涉及多种通路。免疫检查点受体-配体相互作用,如程序性死亡受体-1(PD-1)与其配体PD-L1的结合,可抑制T细胞受体(TCR)信号传导,导致T细胞耗竭和失能。细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4)与CD28竞争结合抗原呈递细胞(APCs)上的CD80/CD86,阻断共刺激信号。吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)通路通过消耗色氨酸并产生犬尿氨酸,激活T细胞内的GCN2应激通路并 engage 芳烃受体(AhR),从而抑制效应T细胞和NK细胞功能。GBM衍生的细胞外囊泡(EVs)携带PD-L1、FasL、IL-10、TGF-β等免疫抑制分子,进一步抑制T细胞活化。
代谢重编程是GBM免疫抑制的另一个标志。Warburg效应导致GBM细胞产生大量乳酸,酸化TME,从而损害T细胞增殖和细胞毒性,并促进M2巨噬细胞极化。缺氧条件下,GBM和基质细胞上调CD39和CD73外切酶,将ATP水解为腺苷。腺苷通过与T细胞和NK细胞上的A2A受体结合,抑制MAPK、NF-κB和NFAT信号通路,减少IL-2、IFN-γ、TNF-α的产生,并上调PD-1、CTLA-4、LAG-3等抑制性检查点。
常规免疫治疗策略
免疫检查点抑制剂(ICIs),如抗PD-1(纳武利尤单抗)和抗CTLA-4(伊匹木单抗)的单药治疗在GBM的临床试验中结果不尽如人意。例如,CheckMate-143 III期试验显示,纳武利尤单抗在复发性GBM中未能较贝伐珠单抗改善总生存期。这凸显了单药治疗的局限性。因此,研究重点转向联合策略,例如PD-1与CTLA-4的双重阻断、ICIs与疫苗或先天免疫激动剂(如STING激动剂、TLR3激动剂poly(I:C))的联合,以及ICIs与放疗或化疗的序贯应用。放疗可通过增加抗原释放和T细胞浸润与PD-1阻断产生协同作用,但TMZ化疗则是一把双刃剑,虽然可能诱导免疫原性细胞死亡,但其引起的淋巴细胞减少也可能削弱免疫疗法的效果。
基于疫苗的方法,特别是树突状细胞(DC)疫苗,已被广泛研究。自体肿瘤裂解物负载的DC疫苗(如DCVax-L)在新诊断GBM患者中显示出改善生存的潜力。肽疫苗,如针对EGFRvIII的rindopepimut和针对survivin的SurVaxM,也在临床试验中进行了评估,但疗效不一。这些方法旨在呈递肿瘤抗原,激活肿瘤特异性T细胞反应。
先进与分子策略
基因治疗利用病毒载体(如腺病毒)在肿瘤局部表达促炎细胞因子,如Flt3配体(Flt3L)或白细胞介素-12(IL-12),以招募和激活树突状细胞等免疫细胞。然而,单药治疗往往效果有限,常需与其他疗法联用。
RNA疗法,包括信使RNA(mRNA)疫苗和小干扰RNA(siRNA)/微RNA(miRNA),提供了高度可定制的平台。mRNA疫苗可编码肿瘤新抗原,在APCs内表达并引发特异性T细胞反应。脂质纳米颗粒(LNP)技术的进步改善了RNA的递送。siRNA和miRNA则可用于敲低免疫抑制分子,如PD-L1或STAT3,从而重编程TAMs。
细胞疗法方面,嵌合抗原受体(CAR)-T细胞疗法通过工程化T细胞以MHC非依赖的方式识别肿瘤相关抗原(TAAs),如EGFRvIII、IL13Rα2、HER2、B7-H3等。尽管临床前研究显示出潜力,但临床转化面临抗原异质性、抗原丢失、TME抑制以及细胞递送(静脉、瘤内、脑室内)等挑战。CAR-NK细胞疗法则提供了“现货型”选择的可能,且细胞因子释放综合征(CRS)风险较低,但其持久性仍是需要解决的问题。
纳米颗粒(NPs)和外泌体作为递送系统,旨在改善药物穿过BBB的能力,实现靶向递送和控释。脂质纳米颗粒可用于递送mRNA,聚合物纳米颗粒可携带siRNA,无机纳米颗粒则可被外部引导或激活。外泌体是天然存在的囊泡,具有低毒性和良好的生物分布特性,可被工程化用于递送抗原、细胞因子或寡核苷酸。
双特异性抗体(BsAbs)能同时结合T细胞(通过CD3)和肿瘤抗原(如EGFRvIII、HER2),从而将T细胞重定向至肿瘤细胞。多特异性抗体格式正在开发中,以同时靶向多个TAAs或整合免疫检查点阻断。
STING(干扰素基因刺激物)通路激活是另一种有前景的策略。胞质DNA传感器cGAS感知DNA后产生环状GMP-AMP(cGAMP),后者激活STING,进而诱导I型干扰素和炎性细胞因子的产生。在临床前GBM模型中,瘤内给予STING激动剂(如2‘3’-cGAMP)可招募细胞毒性T淋巴细胞和NK细胞,将“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤。STING激动剂与检查点抑制剂的联合使用显示出协同效应。
个性化免疫治疗与系统增强
个性化方法包括新抗原疫苗、T细胞受体(TCR)工程化、肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)疗法和生物标志物引导的治疗。MGMT启动子甲基化状态、IDH突变状态和PD-L1表达等生物标志物有助于预测治疗反应和指导个性化策略。
新兴领域如微生物组-肠-脑-免疫轴也受到关注。肠道微生物组的组成可以系统性地影响免疫力,并可能影响GBM患者对免疫治疗的反应。通过益生菌、饮食调整或粪便微生物移植(FMT)调节微生物组,是一个正在探索的辅助策略。
计算建模和人工智能(AI)正在加速免疫治疗的设计和优化。AI可用于预测最佳给药方案、设计新型CAR结构、分析医学影像(放射组学)以区分假性进展和真实进展,并指导适应性临床试验设计。
挑战与未来方向
尽管免疫治疗领域取得了显著进展,但将临床前成果转化为一致的临床获益仍然是一个重大挑战。肿瘤异质性、免疫抑制性TME、药物递送障碍以及治疗抵抗是主要障碍。过去的失败,如IDO抑制剂在III期试验中缺乏疗效以及rindopepimut疫苗的终止,强调了单药免疫疗法的不足。未来成功的关键在于合理的联合疗法、生物标志物驱动的患者分层、改进的递送系统以及精心设计的前瞻性临床试验。通过整合这些多模式策略,免疫治疗有潜力改变GBM的治疗格局,为患者带来新的希望。
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