综述:结直肠癌中的代谢重编程与免疫衰老:机制与治疗意义

【字体: 时间:2025年08月14日 来源:Frontiers in Cell and Developmental Biology 4.3

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  这篇综述系统阐述了结直肠癌(CRC)中代谢重编程(如Warburg效应、谷氨酰胺代谢)与免疫衰老(如CD8+ T细胞耗竭、Treg扩增)的互作机制,揭示了二者通过乳酸/kynurenine-SASP轴形成恶性循环,并提出靶向代谢-免疫轴(如IDO1抑制剂、senolytics)的联合治疗策略,为CRC精准治疗提供新视角。

  

1 引言

结直肠癌(CRC)作为全球第三大高发恶性肿瘤,每年新增病例约192.6万例,死亡90.4万例。老年患者占比显著,伴随人口老龄化,免疫衰老(如胸腺退化、慢性炎症)与代谢异常(如糖酵解增强)共同驱动CRC进展。研究表明,CRC细胞通过劫持葡萄糖/谷氨酰胺代谢重构肿瘤微环境(TME),而衰老的CD8+ T细胞因PD-1+/TIM-3+表达丧失杀伤功能,形成免疫逃逸的恶性循环。

2 代谢重编程的机制与作用

2.1 有氧糖酵解(Warburg效应)

CRC细胞高表达GLUT1/HK2/LDHA,即便在富氧条件下仍优先糖酵解产乳酸。METTL3通过m6A修饰稳定HK2 mRNA,促进CRC增殖——这一机制与患者不良预后显著相关。

2.2 氨基酸代谢重编程

谷氨酰胺缺乏会激活EMT促进转移。CRC细胞通过SLC1A5/GLS摄取谷氨酰胺生成α-KG,维持TCA循环;色氨酸-犬尿氨酸通路(IDO1/TDO-AhR)产生的kynurenine诱导Treg扩增,直接抑制CD8+ T细胞功能。

2.3 肿瘤细胞与微环境的代谢偶联

癌症相关成纤维细胞(CAFs)通过“反向Warburg效应”为CRC提供乳酸;肠道菌群代谢物丁酸盐通过抑制HDACs诱导肿瘤细胞凋亡,而次级胆汁酸则激活NF-κB促炎通路。

3 免疫衰老的特征与作用

3.1 T细胞谱系功能衰退

胸腺退化导致初始T细胞减少,外周TCR多样性下降。老年CRC患者肿瘤浸润CD8+ T细胞高表达衰老标志物CD57/KLRG1,而PD-1+ Treg通过分泌IL-10进一步抑制免疫应答。

3.2 先天免疫衰退与炎症衰老

70岁以上患者NK细胞的穿孔素/颗粒酶B表达锐减,树突细胞CD80/CD86共刺激信号减弱。伴随IL-6/TNF-α等SASP因子累积,STAT3/NF-κB通路持续激活,加速CRC免疫逃逸。

4 代谢与免疫衰老的互作

4.1 代谢重编程驱动免疫衰老

CRC细胞通过MCT4外排乳酸,酸化TME抑制CD8+ T细胞IFN-γ分泌;IDO1介导的色氨酸耗竭通过AhR上调PD-1,诱导T细胞线粒体功能障碍——这种“代谢性免疫衰老”是联合治疗的突破点。

4.2 免疫衰老反馈增强代谢

衰老细胞分泌的IL-6/IL-8通过STAT3上调GLUT1/FASN,而外泌体携带的PKM2可核转位激活糖酵解基因。临床前模型显示,清除senescent细胞能使PD-1抑制剂疗效提升3倍。

5 靶向代谢-免疫轴的疗法

5.1 代谢靶向治疗

2-DG抑制糖酵解降低TME乳酸;CB-839阻断谷氨酰胺酶逆转T细胞耗竭;TVB-2640通过诱导PUFA堆积触发铁死亡,目前均已进入II期临床试验。

5.2 逆转免疫衰老

Senolytics如Navitoclax清除BCL-2依赖的衰老细胞,但需警惕血小板减少副作用;Senomorphics如雷帕霉素抑制SASP,可延缓T细胞衰老。IL-7/IL-15联合CAR-T能部分恢复老年患者T细胞活性。

5.3 联合治疗前景

“2-DG+PD-1抗体+模拟禁食”方案在CT26小鼠模型中实现肿瘤完全消退;而CB-839与nivolumab联用正开展实体瘤I期试验。未来需结合单细胞测序进行患者分层,开发个性化组合策略。

6 结论与展望

破解CRC代谢-免疫衰老的恶性循环需多管齐下:靶向乳酸转运体MCT4、阻断IDO1-AhR通路、联合senolytics清除衰老细胞等。老年患者治疗需平衡疗效与副作用,如谷氨酰胺抑制剂对营养不良者的风险。空间多组学技术将助力精准识别干预靶点,最终改善CRC患者生存预后。

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