综述:头颈部鳞状细胞癌中癌症干细胞机制及靶向治疗策略

【字体: 时间:2025年09月04日 来源:Cancer Genetics 2.1

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  这篇综述系统阐述了头颈部鳞癌(HNSCC)中癌症干细胞(CSCs)的核心机制与靶向策略,聚焦其通过干性因子(如OCT3/4/SOX2/NANOG)、表观调控(EZH2/DNMT)、代谢可塑性(OXPHOS/糖酵解切换)及免疫逃逸(PD-L1/CTLA-4)介导的治疗抵抗,并探讨了CAR-T细胞、抗体偶联药物(ADC)等新兴疗法的临床前景。

  

头颈部鳞癌中的癌症干细胞:机制与靶向突破

1. 引言

头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)是全球第七大高发癌症,2020年新发病例超83万。尽管手术联合放化疗可控制早期肿瘤,但50%的晚期患者仍面临复发,其根源在于癌症干细胞(CSCs)的顽固存活。这类细胞仅占肿瘤的极小比例,却通过休眠、高效DNA修复和多重耐药机制逃逸治疗,成为复发和转移的"种子"。

2. 肿瘤异质性模型

HNSCC的复杂性可通过四种模型解析:正常干细胞模型呈现单向分化层级;CSC层级模型强调干细胞样细胞的持续输出;克隆进化模型认为突变积累驱动亚克隆竞争;而混合CSC模型揭示肿瘤细胞可因微环境信号重获干性(如通过ZEB1/ZEB2激活EMT)。这些模型共同指向靶向干性通路的重要性。

3. 干性因子的重新激活

胚胎发育关键转录因子OCT3/4、SOX2和NANOG在CSCs中异常表达,通过上调ABC转运体(如ABCG2)和抗凋亡基因赋予耐药性。表面标志物CD44+/CD133+或ALDH1A1high的细胞亚群具有更强成瘤能力,但单一标志物的预后价值存疑,需联合检测提升临床意义。

4. 干性维持的分子网络

SHH通路通过GLI1激活 cyclin D1和BCL2促进增殖;CTGF通过整合素αvβ3-c-Jun轴上调NANOG;JAK/STAT3通路驱动PD-L1表达以抑制T细胞;而Wnt/β-catenin和Notch信号共同维持自我更新。HPV阴性肿瘤的CSCs呈现更高水平的干性因子(如BMI1),提示治疗需根据HPV状态分层。

5. 表观遗传操控

DNMT1甲基化p21/p27启动子锁定未分化状态;EZH2催化H3K27me3沉默抑癌基因;而HOTAIR lncRNA通过募集PRC2复合物强化基因沉默。与之相反,HATs(如p300)乙酰化组蛋白激活干细胞基因。ZSCAN4的瞬时表达可延长端粒并开放染色质,为靶向干预提供窗口。

6. 代谢灵活性

CSCs在糖酵解和氧化磷酸化(OXPHOS)间灵活切换:缺氧时HIF-1α激活PDK1抑制三羧酸循环(TCA);能量匮乏则触发AMPK增强线粒体生物合成。谷氨酰胺酶GLS1将谷氨酰胺转化为α-酮戊二酸,支撑TCA循环运转。这种代谢可塑性使CSCs适应营养波动。

7. 治疗抵抗的盔甲

ABC转运体泵出化疗药物;DDR通路(如RAD54L)高效修复DNA损伤;而静止期状态让CSCs逃逸周期特异性药物。近期发现的二硫化物应激死亡(disulfidptosis)揭示SLC7A11高表达的CSCs在葡萄糖缺乏时易发生肌动蛋白骨架崩溃,该弱点或可被利用。

8. 非编码RNA的调控

miR-21通过抑制PDCD4促进化疗抵抗;circSHKBP1吸附miR-766-5p从而释放BMI1表达;而MALAT1 lncRNA通过AKT/PI3K通路增强侵袭性。这些RNA分子可作为诊断标志物或干预靶点。

9. 免疫豁免生态

CSCs分泌TGF-β/IL-10招募MDSCs和Treg细胞,同时下调MHC-I并高表达PD-L1,形成"免疫沙漠"。临床数据显示CD44+ CSC富集区PD-L1表达更高,提示联合免疫检查点抑制的必要性。

10. 新兴治疗策略

  • 小分子抑制剂:PORCN抑制剂LGK974阻断Wnt分泌;ALDH1A1抑制剂双硫仑联合铜离子诱导氧化应激。

  • 免疫疗法:抗CD44v6 CAR-T细胞在临床前模型中清除CSCs;帕博利珠单抗(Pembrolizumab)新辅助治疗使部分患者实现病理完全缓解。

  • 组合拳:PARP抑制剂增强放疗敏感性;极光激酶A抑制剂联合PD-1阻断逆转T细胞耗竭。

展望

尽管靶向CSCs的疗法仍面临异质性和毒性挑战,但通过单细胞多组学解析克隆动态、开发表观遗传-免疫联合方案,或能从根本上阻断HNSCC的复发链。未来需标准化CSC功能鉴定体系,并将实验室发现转化为随机对照临床试验,最终实现从"肿瘤缩小"到"根治性治愈"的跨越。

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