综述:人和犬肺部转移性骨肉瘤的肿瘤微环境

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Communications Biology 5.2

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  本综述聚焦人及犬肺部转移性骨肉瘤的肿瘤微环境(TME),探讨肺驻留细胞(如 Ⅰ 型 /Ⅱ 型肺泡上皮细胞)、成纤维细胞、免疫细胞(巨噬细胞、T 细胞、中性粒细胞)与肿瘤细胞的互作机制,分析犬模型在免疫治疗及生物标志物开发中的转化价值,为改善临床预后提供新视角。

  

骨肉瘤肺转移的肿瘤微环境:人犬模型的共性与转化研究


骨肉瘤的临床特征与犬模型价值


骨肉瘤是儿童、青年及犬类中常见的侵袭性骨肿瘤,肺是其最常见转移部位。人类局限性骨肉瘤患者生存率约 70%,但发生转移后骤降至 20-30%,且 40 年来治疗方案未有显著突破,仍以手术切除联合阿霉素、铂类化疗为主。犬骨肉瘤在临床和分子特征上与人类高度相似,发病率约为人类 10 倍,且自然暴露于相似环境,拥有成熟免疫系统,是研究转移机制的理想模型。犬确诊时约 80-90% 已存在肺微转移,单纯截肢术后 1 年和 2 年生存率仅 11.5% 和 2%,其转移进程与生存终点虽受主人安乐死决策影响,但仍为研究转移提供了重要窗口。

肺驻留细胞与肿瘤微环境重塑


肺转移的建立依赖于转移前生态位的形成,该过程通过细胞和分子重编程为肿瘤细胞定植提供支持。肺转移灶微环境包含肺泡上皮细胞、成纤维细胞、内皮细胞等成分。

  • 肺泡上皮细胞:Ⅱ 型肺泡上皮细胞(TIIPs)分泌表面活性蛋白 B(SP-B),其血清水平升高与骨肉瘤临床分期、转移及预后不良相关。TIIPs 在损伤后增殖(TIIP 增生),通过单细胞 RNA 测序发现其在转移灶周围表达纤维化和伤口愈合标志物。衰老的 TIIPs 分泌促炎和促肿瘤因子,激活成纤维细胞并诱导肺纤维化,增加细胞外基质(ECM)中纤连蛋白和胶原蛋白沉积,促进肿瘤细胞迁移。靶向纤维化的药物(如尼达尼布联合吡非尼酮)可抑制小鼠模型中的肺转移。
  • 成纤维细胞:被肿瘤细胞劫持后分泌抗凋亡和促炎信号,如 CXCL14 可将成纤维细胞重编程为更恶性表型,形成支持转移的生态位。肿瘤来源的细胞外囊泡通过激活 TGFβ1/SMAD2 通路,将肺成纤维细胞转化为癌症相关成纤维细胞(CAFs),分泌趋化因子、细胞因子及 ECM 成分。
  • 内皮细胞:血管内皮生长因子(VEGF)表达升高与肺转移及预后不良相关,人类约 20-25% 骨肉瘤存在 VEGFA 扩增。抑制 CYR61/CCN1 可减少肿瘤血管生成和肺转移,犬和人类原发肿瘤的微血管密度增加与肺转移风险相关,但转移灶中内皮细胞的作用仍需进一步研究。

免疫细胞在肺转移微环境中的作用


肺转移是骨肉瘤预后的关键因素,其进程受宿主微环境与肿瘤细胞互作影响。

  • 巨噬细胞:在人及犬肺转移灶周围聚集,其极化状态影响肿瘤进展。M2 型巨噬细胞表达 IL-10 和 TGFβ2,促进血管生成和免疫抑制,而 CD204 + 肿瘤相关巨噬细胞与较好预后相关。肿瘤来源的外泌体可诱导肺泡巨噬细胞向 M2 表型转化,单细胞 RNA 测序显示转移灶周围 FABP4 + 肺泡巨噬细胞表达促炎基因,形成免疫抑制微环境。
  • T 淋巴细胞:是肺转移灶中最丰富的免疫细胞,包括表达低水平免疫检查点分子的 CD8+ T 细胞。人类和犬转移灶周围 T 细胞数量多于原发肿瘤,但常处于耗竭状态,受 PDL-1、LAG-3 等免疫检查点分子及髓系抑制细胞抑制,无法有效浸润肿瘤。
  • 中性粒细胞:在转移灶周围富集,通过分泌 VEGFR-1 等因子促进转移前生态位形成。肿瘤来源的外泌体激活肺泡上皮细胞 TLR3,招募中性粒细胞和骨髓来源细胞(BMDCs),TLR3 缺陷可减少转移负荷。

基于犬模型的免疫治疗探索


犬与人类免疫系统存在相似性与差异,如人类 T 细胞表现出更明确的 Th1 表型,而犬 T 细胞 Th1/Th2 分化不明显,但两者均表达高水平 Th1 相关基因。犬巨噬细胞对细胞因子分泌反应更强,可能补偿 T 细胞功能不足。
多项免疫治疗试验在犬模型中开展,包括:

  • HER2 靶向疫苗:利用灭活李斯特菌表达嵌合 huHER2/neu,可诱导犬特异性免疫应答,中位总生存期从历史数据 423 天延长至 956 天。
  • L-MTP-PE(米法莫肽):刺激巨噬细胞和单核细胞,单药或联合顺铂可延长犬生存期,已在欧盟批准用于人类局限性骨肉瘤。
  • 其他疗法:包括干扰素 α-2b、吸入性 IL-15、自然杀伤细胞过继免疫治疗等,部分显示出临床获益。

总结与展望


肺转移仍是改善人犬骨肉瘤生存率的主要挑战,犬模型因其高发病率和与人类的生物学相似性,在机制研究和治疗开发中具有独特优势。未来需进一步阐明肺泡上皮细胞、成纤维细胞及免疫细胞在转移微环境中的具体作用,开发跨物种生物标志物(如 VEGF、SP-B),并通过加强样本共享与跨学科合作,推动新型疗法(如靶向纤维化、免疫检查点阻断)的转化,为两类患者带来突破。

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