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本文系统综述了腺苷通路在肿瘤免疫逃逸中的关键作用，聚焦 CD39/CD73 - 腺苷 - A2AR/A2BR 轴的机制，探讨靶向该通路（抑制腺苷生成、阻断受体）单药及联合免疫检查点抑制剂（ICI）等疗法的临床前及临床试验进展，展望生物标志物开发与联合治疗策略。
肿瘤免疫治疗虽取得显著进展，但仍有相当比例患者对治疗无响应，探寻肿瘤免疫逃逸的替代机制至关重要。腺苷作为在缺氧肿瘤区域积累的关键代谢物，成为肿瘤学中颇具潜力的靶点。抑制腺苷能通路不仅可抑制肿瘤进展，还可能增强免疫治疗效果，目前多种针对该通路的治疗策略正从临床前研究迈向临床试验阶段。
腺苷代谢概述
在稳态条件下，细胞外 ATP（eATP）水平极低。然而，当细胞因缺氧、缺血或炎症等因素受到应激时，ATP 会通过囊泡胞吐、ATP 结合盒（ABC）转运体、阴离子选择性通道或由 pannexin-1、连接蛋白及 ATP 受体 P2X7R 形成的非选择性孔道等机制迅速释放到细胞外空间。eATP 作为关键的 “找到我” 信号，可招募单核细胞至炎症部位。尽管 eATP 在细胞外环境中具有强大的免疫刺激作用，但其会通过逐步水解过程迅速转化为腺苷，这一过程由膜表达的酶介导，包括外切 5’- 核苷酸酶（CD73）、外核苷三磷酸二磷酸水解酶（E-NTPDases）和外核苷酸焦磷酸酶 / 磷酸二酯酶（ENPPs）。
CD39-CD73 轴是细胞外腺苷（eADO）产生的主要途径。CD39（又称 ENTPD1）是 E-NTPDase 家族成员，可催化细胞外 ATP 或 ADP 转化为 AMP，这是一个限速步骤，随后 AMP 被 CD73 去磷酸化为腺苷。除了 CD39-CD73 通路，还存在其他非经典途径参与细胞外腺苷的生成。例如，CD38（一种 NAD + 核苷酶）以 NAD + 为底物生成二磷酸腺苷核糖（ADPR），ADPR 随后被 CD203a 转化为 AMP，AMP 再被 CD73 水解为腺苷。在缺氧条件下，CD38-CD203a-CD73 通路被认为效率更高，此时高 NAD + 水平有利于 CD203a-CD73 轴发挥作用。此外，腺苷还可通过其他膜结合的 AMP 外切核苷酸酶生成，如组织非特异性碱性磷酸酶（TNAPs）和前列腺酸性磷酸酶（PAPs）。
值得注意的是，ATP 可通过腺苷酸激酶（AK）或核苷二磷酸激酶（NDPK）的磷酸转移反应在细胞外空间重新合成。AK 催化 ATP、ADP 和 AMP 之间的可逆磷酸转移，实现这些核苷酸的相互转化（ATP + AMP ? 2 ADP），该反应不仅能再生 ATP，还有助于调节局部嘌呤池。NDPK 负责在核苷二磷酸和三磷酸之间交换磷酸基团，维持嘌呤核苷酸的稳态。AK 和 NDPK 在局部清除细胞外核苷酸方面均发挥关键作用，可能为 CD39 和 CD203a 等外切酶提供底物，代表了新的机制。
腺苷通过两种不同类型的转运蛋白 —— 平衡型核苷转运体（ENTs）和浓缩型核苷转运体（CNTs）—— 介导细胞外腺苷摄取进入细胞质。ENTs 使腺苷能够双向转运，维持细胞膜两侧的腺苷平衡，而 CNTs 则主动逆浓度梯度转运腺苷，确保细胞内腺苷水平较高。一旦细胞通过 ENTs 或 CNTs 内化腺苷，腺苷会被磷酸化为 ATP 或脱氨为肌苷。这一过程反映了细胞外和细胞内嘌呤代谢之间的动态相互作用，精确调节细胞内 ATP 和腺苷的浓度。
过量的 eADO 也可在细胞表面被外切腺苷脱氨酶（ADA）脱氨，生成肌苷，随后肌苷被嘌呤核苷磷酸化酶（PNP）转化为次黄嘌呤。因此，eADO 的浓度不仅受腺苷生成酶的严格调控，还受 ATP 再生途径、核苷转运体和腺苷降解酶等机制的调节，凸显了外切酶和细胞内过程的冗余性和相互依赖性。
细胞外腺苷通过与 P1 受体结合发挥调节作用，P1 受体是一类 G 蛋白偶联受体（GPCRs），包括 A1R、A2AR、A2BR 和 A3R。这些受体对腺苷的亲和力各不相同。A1R 和 A2AR 作为高亲和力受体，对生理水平的腺苷敏感，在细胞表面高度表达（hA? Ki=310 nM，hA?A Ki=700 nM）。相比之下，A3R 对腺苷的亲和力为中等至低水平，其亲和力受受体表达水平、配体浓度及与其他受体亚型相互作用等因素影响。此外，A3R 可与其他腺苷受体（尤其是 A2A）形成异二聚体，可能改变其药理学和信号传导特征，因此 A3R 对腺苷的亲和力具有背景依赖性。另一方面，A2BR 需要更高的腺苷浓度才能激活（hA?B Ki≥10 μM），通常在病理条件下（如肿瘤微环境中）可见。腺苷受体激活可调节腺苷酸环化酶（AC）活性，影响细胞内环磷酸腺苷（cAMP）水平及下游信号通路。
eATP 通过与肿瘤细胞和宿主细胞上表达的 P2 受体结合发挥作用，包括离子型 P2X 受体（P2XR）和代谢型 P2Y 受体（P2YR）。P2XR（尤其是免疫细胞上的 P2X7）的激活会触发促炎细胞因子（如 IL-18）的释放。P2YRs 作为经典的 GPCRs，通过特定的受体 / Gα 组合启动下游信号传导。
癌症中腺苷信号的表达模式
肿瘤微环境（TME）是一个复杂的生态系统，促进慢性炎症、免疫抑制和促血管生成，从而推动肿瘤生长和转移。在缺氧条件下，ATP 迅速释放到细胞外空间并转化为腺苷，细胞外腺苷与 P1 嘌呤能受体结合，抑制免疫反应。在这种环境中，免疫细胞和非免疫细胞均表达功能性腺苷生成酶和腺苷受体。越来越多的证据表明，腺苷是肿瘤进展的关键介质。在肝细胞癌中，腺苷通过调节细胞周期促进肿瘤细胞增殖，驱动肿瘤恶性生长。此外，黑色素瘤中腺苷的积累通过促进血管生成和免疫逃逸增强转移。在胶质母细胞瘤中，腺苷通过将巨噬细胞极化重新编程为促肿瘤表型，进一步促进免疫逃逸。
综上所述，这些观察结果凸显了腺苷在肿瘤进展中的多面作用。因此，我们对关键腺苷相关酶和受体的突变和 DNA 甲基化改变进行了泛癌分析，以探讨癌症中腺苷通路失调的机制。分析显示，腺苷能通路组件的基因组和表观基因组谱存在显著异质性。这些基因在癌症中的突变频率普遍较低，但皮肤 cutaneous 黑色素瘤（SKCM）和结肠腺癌（COAD）中 CD39 突变的发生率略高。这表明，尽管该通路的遗传改变很少见，但在特定癌症中可能仍与腺苷失调有关。因此，肿瘤中腺苷相关分子的失调主要由表观遗传修饰和转录调控驱动，而非基因突变。例如，缺氧诱导因子 1α（HIF1α）作为缺氧反应的核心调节因子，通过转录激活显著上调 CD39、CD73 和 A2BR 的表达。因此，这些分子在各种癌症中常常过度表达，且常与患者预后不良相关。A2AR 基因转录受 NF-κB（核因子 κB）的独特调控，突显了癌症中腺苷通路调控的复杂性。观察到 DNA 甲基化与关键腺苷能通路基因的表达呈负相关，表明低甲基化与它们的上调有关。
特别是膀胱尿路上皮癌、胸腺瘤、SKCM、胰腺腺癌和 COAD 中，腺苷通路组件的低甲基化显著，影响腺苷生成酶和相关受体，这些癌症可能对腺苷靶向治疗有良好响应。在其他癌症中，低甲基化往往仅影响特定的外切核苷酸酶或受体，而非整个通路。例如，食管癌的基因表达分析显示，CD73-A2BR 轴似乎驱动肿瘤进展。基于这些基因组和表观基因组发现，我们还检查了 TME 中腺苷信号分子的分布。
肿瘤微环境中腺苷的复杂作用
为了进一步在单细胞分辨率下表征腺苷信号分子的分布，我们分析了来自各种组织的单细胞 RNA-seq 数据，以确定细胞类型特异性表达模式。CD73 和 CD39 不仅广泛表达于癌细胞，还表达于浸润的免疫细胞和基质细胞，尤其是癌症相关成纤维细胞（CAFs）。相比之下，A2AR 显示出细胞类型特异性富集，主要在免疫细胞中表达，而 A2BR 主要在髓系细胞中表达。因此，TME 中的腺苷信号涉及肿瘤细胞、免疫细胞和基质细胞之间的复杂相互作用，而非简单的肿瘤 - 免疫细胞交换。基于这些发现，我们进一步研究了腺苷在重塑免疫抑制性 TME 中的作用。
细胞外腺苷对免疫细胞的影响
- 对 T 淋巴细胞的影响：T 细胞是适应性免疫系统的关键效应细胞，识别特定抗原以提供对病原体的长期防御。eADO 激活 A2AR 会升高细胞内 cAMP 水平，通过 PKA 激活损害 TCR 介导的信号传导和 IL-2 受体介导的信号转导。这种破坏会影响 T 细胞的关键功能，包括增殖、运动性、细胞毒性和细胞因子分泌。尽管 A2AR 激活对 T 细胞增殖的影响较小，但效应 CD8+ T 细胞的细胞毒性和细胞因子产生显著减少，表明 T 细胞保留了增殖能力，但失去了清除肿瘤细胞的能力。此外，A2AR 介导的腺苷信号调节 PKA/mTORC1 通路，这对 CD8+ T 细胞的代谢适应性至关重要。PKA 激活通过抑制 K + 外流通道增加细胞内 K + 水平，进一步抑制 T 细胞活性。A2AR 信号还导致 T 细胞无能，并促进 CD4+ T 细胞分化为 Tregs。CD4+ Foxp3+ Treg 细胞与 A2AR 激动剂共培养可上调 CTLA-4 表达，增强免疫抑制活性，并显著增加 Treg 细胞的数量和功能，从而放大其免疫抑制作用。
- 对 NK 细胞的影响：自然杀伤（NK）细胞在监视和清除感染细胞及肿瘤方面发挥关键作用，但也会被腺苷抑制。A2AR 刺激抑制 NK 细胞成熟、增殖、细胞因子释放和细胞毒性。具体而言，通过 A2AR 激活，腺苷可抑制 IFN-γ、TNF 和穿孔素 1（PRF1）的分泌，同时限制 Fas 配体（FASL）和 CD56 的产生。
- 对树突状细胞的影响：树突状细胞（DCs）是重要的抗原呈递细胞，是先天免疫和适应性免疫之间的桥梁。越来越多的证据表明，腺苷在单核细胞 / 巨噬细胞向髓系 DC 分化中起关键作用。暴露于腺苷的 DCs 表现出血管生成因子和 Th2 型细胞因子分泌增强，通过 A2BR 信号促进血管生成、免疫抑制和免疫耐受。在功能上，耐受性 DCs 在体外启动 CD8+ T 细胞的能力降低。从机制上讲，腺苷 /cAMP 信号通过 PKA/Epac 通路将 DCs 极化为促肿瘤的抑制表型。此外，腺苷诱导 DCs 产生混合细胞因子，包括 IL-10、TGF-β、VEGF、IL-6、IL-8、吲哚胺 2,3 - 双加氧酶（IDO）和环氧化酶 2 水平升高，同时抑制促炎细胞因子如 IL-12、TNF-α 和共刺激分子 CD80 和 CD86，这种细胞因子的转变进一步将免疫反应转向 Th2 表型。
- 对中性粒细胞的影响：中性粒细胞是人类血液中数量最多的白细胞，是先天免疫反应和急性炎症的核心，是抵御细菌、真菌和原生动物等病原体的第一道防线。腺苷对中性粒细胞有多种作用。A1R 和 A3R 的激活增强中性粒细胞的趋化性和吞噬作用，而 A2AR 和 A2BR 的激活通过抑制跨内皮屏障的粘附和迁移来抑制中性粒细胞的活性。具体而言，A2R 激活抑制中性粒细胞的效应功能，包括活性氧（ROS）生成、脱颗粒、Fc 受体介导的吞噬作用以及 TNF-α 和 MIP-1α 的分泌。此外，腺苷在中性粒细胞胞外陷阱（NET）形成中起关键作用，中性粒细胞释放由 DNA、组蛋白和颗粒蛋白组成的网状结构。A1R 和 A3R 信号通过 ROS 和肽基精氨酸脱亚氨酶依赖性途径促进 NET 形成，而 A2AR 激活通过 cAMP/PKA 轴抑制 NET 形成。
- 对巨噬细胞的影响：根据激活过程中存在的细胞因子环境，巨噬细胞可分为两种亚型。当受到 Th1 细胞因子（如 TLR、TNF-α、IFN-γ 和 CSF2）刺激时，巨噬细胞分化为 “M1 样” 表型，具有抗肿瘤活性并分泌 IL-6、IL-12 和 IFN-γ 等促炎细胞因子。相反，暴露于 Th2 细胞因子（如 IL-4 和 IL-13）会驱动巨噬细胞向 “M2 样” 表型极化，其特征是 IL-10、VEGF 和精氨酸酶 1 等免疫抑制因子产生增加，而 TLR、TNF-α、IFN-γ 和 IL-12 水平降低。腺苷通过 A2AR 和 A2BR 信号影响巨噬细胞极化，促进耐受性和促肿瘤的 “M2 样” 表型。促肿瘤 M2 巨噬细胞表达高水平的 A2AR，这是腺苷信号的主要靶点。此外，腺苷可作为 “不要吃我” 信号，损害巨噬细胞抗体依赖性细胞吞噬（ADCP），阻碍吞噬过程。
- 对骨髓来源的抑制性细胞（MDSCs）的影响：骨髓来源的抑制性细胞（MDSCs）是来源于骨髓的异质性未成熟髓系细胞群，在调节免疫反应和促进免疫耐受中起关键作用。MDSCs 中的 A2AR 激活刺激 IL-10 分泌，而 A2BR 信号通过 STAT3 依赖性途径增强 VEGF 产生，促进血管生成。有趣的是，A2BR 刺激还可激活 MDSCs 中的 cAMP/PKA 信号通路，导致 CREB 磷酸化增加，进一步调节其免疫抑制功能。
细胞外腺苷对肿瘤细胞的影响
先前的研究强调了 CD73 和 CD39 在多种人类肿瘤（包括肺癌、卵巢癌、肾癌、黑色素瘤和头颈部鳞状细胞癌）中的显著过表达。肿瘤微环境中腺苷生成酶表达的异常众所周知会以肿瘤自主的方式促进肿瘤生长、转移、代谢适应性和免疫逃逸。值得注意的是，CD73 的表达除了其核苷酸酶活性外，还有助于肿瘤进展。临床前研究表明，CD73 有助于上皮 - 间质转化（EMT），这是转移的关键过程。CD73 作为细胞外基质蛋白的受体，促进细胞粘附和迁移。对各种癌症（尤其是前列腺腺癌）RNA 测序数据的计算机分析显示，EMT 评分与 CD73 和 CD39 的表达显著相关。在肝细胞癌细胞（HCC）中，CD73 通过 Rap1/P110β 级联激活 PI3K-AKT 信号通路，促进进展和 EMT。CD73 还被证明具有促干性活性，通过 AKT-cMyc 轴增强 SOX9 的转录和稳定性。在胰腺导管腺癌（PDAC）模型中，CD73 与 Snail 竞争结合 TRIM21，防止 Snail 被蛋白酶体降解，从而进一步促进 EMT 和转移。此外，CD73 已被确定为 PDAC 和 HCC 总生存期（OS）和治疗耐药性的独立不良预后生物标志物。
A2AR 和 A2BR 的表达在几种实体瘤（包括 HCC、膀胱尿路上皮癌和胃腺癌）中显著升高。在这些癌症中，CD73 / 腺苷 / A2AR 通路通过 p38STAT1 轴转录上调 CCL5，将 Tregs 招募至胰腺肿瘤，并通过肿瘤自主和自分泌机制促进免疫抑制微环境。在三阴性乳腺癌（TNBC）模型中，A2BR 信号激活 p38 MAPK 通路，促进染色质重塑因子 SMARCD3 的核转位，该通路进一步招募去甲基化酶 KDM6A 和乙酰转移酶 p300 至多能性因子 NANOG、SOX2 和 KLF4，增强乳腺癌干性。因此，A2BR 信号对于乳腺癌干性的诱导和维持至关重要，尤其是在 TME 常见的缺氧条件下。
细胞外腺苷对肿瘤基质细胞的影响
TME 中的基质细胞通过腺苷通路成为肿瘤进展的关键驱动因素。CAFs 是主要的非造血基质细胞，有助于肿瘤进展、化疗耐药、转移和癌症干细胞维持。CAFs 通过分泌免疫调节分子、与免疫细胞相互作用和重塑细胞外基质促进肿瘤进展，从而与其他 TME 成分协同维持肿瘤生长。
CD39 和 CD73 在 CAFs 上高度表达，见于多种人类肿瘤（包括乳腺癌、结直肠癌、卵巢癌和胰腺癌），它们有助于 TME 内额外免疫抑制性腺苷的生成。在结直肠癌（CRC）患者中，CD73 水平升高与 CAF 丰度增加相关
