综述:胶质母细胞瘤免疫抑制肿瘤微环境的新见解及其对免疫治疗的意义

【字体: 时间:2025年10月25日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  本综述系统探讨了胶质母细胞瘤(GBM)免疫抑制肿瘤微环境(TME)的最新研究进展,重点分析了TME中细胞与非细胞组分(如GAMs、MDSCs、ECM等)如何阻碍免疫检查点抑制剂(ICIs)、CAR-T细胞、疫苗等免疫疗法的疗效,并综述了当前针对GBM的104项活跃临床试验(包括ICIs、CAR-T、疫苗、溶瘤病毒等)的策略与挑战,为未来联合治疗策略的开发提供了重要见解。

  
1 引言
胶质母细胞瘤(Glioblastoma,GBM)是成人中最常见且最具侵袭性的原发性脑癌,其中异柠檬酸脱氢酶(IDH)野生型肿瘤尤其具有高致死率。尽管在手术、放疗和替莫唑胺(TMZ)化疗等标准治疗方案上取得了进展,但患者的中位总生存期(OS)仍仅为15–18个月。治疗失败的主要原因包括肿瘤内与肿瘤间的高度异质性、血脑屏障(BBB)的限制、药物耐药性的产生以及高度免疫抑制的肿瘤微环境(TME)。因此,深入解析TME的免疫抑制机制,并开发针对肿瘤及其微环境的创新免疫治疗策略,已成为当前研究的焦点。
2 胶质母细胞瘤的现有疗法
当前标准治疗方案以最大程度安全切除肿瘤为基础,术后辅以放疗和TMZ化疗(Stupp方案)。其他已获批的疗法包括烷化剂卡莫司汀(Carmustine)和洛莫司汀(Lomustine)、抗血管内皮生长因子(VEGF)的单克隆抗体贝伐珠单抗(Bevacizumab),以及肿瘤治疗电场(TTFields)设备Optune?。然而,这些疗法均面临耐药性、系统毒性和BBB穿透能力有限等问题,凸显了对新疗法的迫切需求。
3 胶质母细胞瘤的免疫抑制肿瘤微环境
GBM的TME是一个高度复杂的动态系统,由胶质瘤细胞、胶质瘤干细胞(GSCs)、免疫细胞(如GAMs、Tregs、MDSCs)、神经系统细胞(如星形胶质细胞、神经元)以及细胞外基质(ECM)组分等共同构成。该环境呈现缺氧和酸中毒等物理化学特征,进一步加剧了免疫抑制。
3.1 非细胞组分
ECM中的透明质酸(HA)、腱生蛋白-C(TNC)、纤连蛋白(FN)等成分通过激活整合素和PI3K/Akt等信号通路促进肿瘤侵袭。缺氧条件通过稳定缺氧诱导因子(HIFs)上调基质金属蛋白酶(MMPs)如MMP-2和MMP-9的表达,诱导上皮-间质转化(EMT)。酸中毒则抑制效应淋巴细胞和自然杀伤(NK)细胞的活性,并削弱放疗和化疗的疗效。
3.2 细胞组分
  • 免疫细胞:GAMs是TME中最丰富的免疫细胞,通常极化为促肿瘤的M2表型,通过分泌IL-6、IL-10和TGF-β等细胞因子抑制抗肿瘤免疫。Tregs通过表达CTLA-4和分泌抑制性细胞因子抑制CD4+/CD8+ T细胞功能。MDSCs则通过表达精氨酸酶1(ARG1)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)耗竭微环境中的氨基酸并产生活性氧(ROS),抑制T细胞增殖和NK细胞毒性。
  • GSCs:具有自我更新和分化能力的GSCs是肿瘤异质性和治疗抵抗的关键驱动因素。它们通过分泌VEGF、IL-8等因子促进血管生成,并通过产生TGFβ等抑制免疫细胞功能。
  • 神经细胞:星形胶质细胞通过释放GDNF、CTGF等因子增强GBM细胞的侵袭性。神经元则通过释放脑源性神经营养因子(BDNF)和神经连接蛋白-3(NLGN3)与肿瘤细胞形成突触连接,促进其增殖和存活。
4 胶质母细胞瘤免疫治疗的现状
目前有104项针对GBM的免疫治疗临床试验正在进行中,主要策略包括免疫检查点抑制剂、T细胞疗法、疫苗、溶瘤病毒和细胞因子疗法等。
4.1 免疫检查点抑制剂
尽管抗PD-1/PD-L1(如Pembrolizumab、Nivolumab)和抗CTLA-4(如Ipilimumab)疗法在多种癌症中取得成功,但在GBM的初期试验中未显示出OS的显著改善。当前试验多探索其联合用药(如与化疗、靶向药联用)或新型给药方式(如通过BBB超声装置给药),以克服单药疗效有限的困境。新型ICIs如抗TIM-3抗体Sabatolimab和抗TIGIT抗体Domvanalimab也进入临床评估阶段。
4.2 T细胞疗法
  • CAR-T细胞:靶向IL-13Rα2、EGFR/EGFRvIII、HER2、B7-H3、CD133/CD44等GBM相关抗原的CAR-T细胞疗法是研究热点。例如,靶向B7-H3的CAR-T细胞在早期试验中显示出良好的安全性和潜在疗效。为提高T细胞持久性,新一代CAR结构引入了41BB等共刺激域。局部(颅内)给药被认为能提高疗效并减少系统毒性。
  • γδ T细胞:这类先天样T细胞能通过NKG2D受体识别应激配体,不依赖MHC介导杀伤,且可被工程化改造以抵抗TMZ,使其能与化疗联用,目前相关临床试验正在评估其安全性。
4.3 疫苗
  • 肽疫苗:如靶向Survivin的SurVaxM,以及与EphA2、pp65等多肽联合的疫苗,旨在激发肿瘤特异性T细胞反应。
  • 树突状细胞疫苗:通过负载自体肿瘤裂解物或特定抗原(如WT1、CMV pp65)的mRNA,在体外扩增和激活DC后回输患者体内,以增强抗原呈递和T细胞 priming。
  • 核酸疫苗:利用DNA或mRNA(如基于脂质纳米颗粒技术)编码肿瘤抗原,诱导免疫反应,其中靶向巨细胞病毒(CMV)抗原的疫苗是研究方向之一。
4.4 溶瘤病毒
基因工程改造的溶瘤病毒(如oHSV G207、C134,oAds DNX-2401,脊髓灰质炎病毒疫苗衍生株PVSRIPO)能在肿瘤细胞内选择性复制,裂解肿瘤细胞并释放肿瘤相关抗原(TAAs)和损伤相关分子模式(DAMPs),激发抗肿瘤免疫。一些病毒还被设计用于表达免疫刺激因子,以改善免疫微环境。
4.5 细胞因子疗法
为降低系统毒性,出现了靶向递送细胞因子的策略。例如,L19TNF通过抗体将肿瘤坏死因子(TNF)靶向递送至肿瘤ECM;Tamferon则通过基因改造的CD34+造血干细胞/祖细胞(HSPCs)使干扰素α(IFNα)在Tie2表达巨噬细胞中特异性表达。抗IL-6受体抗体Tocilizumab与atezolizumab联用也在探索中,旨在抑制炎症并增强免疫检查点抑制效果。
4.6 其他靶向免疫调节疗法
肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)疗法、IGV-001(自体肿瘤细胞与IGF-1R反义寡核苷酸结合物)、N-803(IL-15超激动剂)以及靶向ILT2/ILT4的双特异性抗体NGM707等新型疗法也进入临床评估阶段,展现了免疫调节策略的多样性。
5 结论与未来展望
GBM的免疫抑制性TME是阻碍免疫治疗成功的主要障碍。未来的研究方向应侧重于:利用单细胞测序、空间转录组学等技术深入解析TME异质性;开发个性化疗法,如基于新抗原的疫苗;设计多靶点联合策略以应对抗原逃逸;创新药物递送系统以克服BBB;并将人工智能(AI)应用于患者分层和试验设计。尽管挑战巨大,通过多学科合作和持续的技术创新,免疫治疗有望最终改善GBM患者的预后。
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