综述:癌症免疫动态的表观遗传调控:机制、技术与临床进展

【字体: 时间:2025年09月12日 来源:Journal of Advanced Research 13

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  本综述系统解析了表观遗传(Epigenetic)调控在癌症免疫逃逸中的核心作用,重点探讨了DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA(ncRNA)如何影响肿瘤抗原呈递、T细胞功能及免疫微环境形成。文章强调了表观遗传药物(如DNMTi、HDACi)与免疫检查点抑制剂(ICB)、CAR-T等联合疗法的协同机制及临床前景,并介绍了单细胞表观基因组学、CRISPR筛选等前沿技术在靶点发现和精准免疫治疗中的推动作用,为克服肿瘤免疫治疗耐药提供了新策略。

  

表观遗传重编程癌症-免疫对话:从免疫逃逸到治疗脆弱性

表观遗传修饰通过动态可逆地调控基因表达,在肿瘤免疫逃逸中发挥核心作用。这些修饰包括染色质重塑、组蛋白修饰、DNA甲基化、RNA修饰和非编码RNA网络,共同调控肿瘤抗原性、免疫细胞功能及免疫微环境形成。

肿瘤抗原性的抑制

肿瘤抗原包括肿瘤特异性抗原(TSAs)和肿瘤相关抗原(TAAs),其表达常受表观遗传沉默。例如,DNA甲基化沉默新抗原编码基因及癌症-睾丸抗原(CTAs),降低T细胞识别效率。此外,MHC-I分子及抗原处理 machinery(如蛋白酶体亚基)的表观遗传沉默(如EZH2介导的H3K27me3)进一步削弱抗原呈递能力。

抗原呈递细胞的功能失调

树突状细胞(DCs)和巨噬细胞等专职抗原呈递细胞(APCs)的功能受肿瘤来源的表观遗传信号调控。例如,肿瘤来源的miR-155抑制CCR7表达,损害DC成熟与迁移;m6A甲基化酶YTHDF1抑制DC的抗原交叉呈递。巨噬细胞则通过HDAC招募等机制沉默MHC-II,或通过外泌体miRNA(如miR-27a-3p)上调PD-L1表达,促进免疫抑制。

T细胞功能障碍与耗竭

表观遗传机制精细调控T细胞活化、分化和效应功能。CD8+ T细胞中特定基因(如CD39、CD103)的去甲基化状态可区分肿瘤反应性T细胞与旁观者T细胞。慢性抗原暴露导致T细胞耗竭,其特征是抑制性受体(如PD-1、TIM-3)上调及染色质景观稳定化。代谢压力(如葡萄糖剥夺)通过miR-101/miR-26a抑制EZH2,损害T细胞记忆分化。组蛋白修饰酶(如KDM6B)缺失则削弱颗粒酶B表达,降低细胞毒性。

免疫抑制细胞的扩增

调节性T细胞(Tregs)、髓系来源抑制细胞(MDSCs)和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的表观遗传编程促进免疫抑制。Tregs通过FOXP3去甲基化维持稳定性;MDSCs的分化受非编码RNA调控(如NNMT降低H3K27me3促进GM-CSF表达);TAMs的M2极化受DNA甲基化及m6A修饰调控。外泌体ncRNA(如circSMARCC1、SNHG12)进一步放大免疫抑制信号。

表观遗传药物重启抗肿瘤免疫:协同与超越

DNA甲基转移酶抑制剂(DNMTis,如阿扎胞苷、地西他滨)通过去甲基化重新表达肿瘤抗原和MHC分子,并诱发“病毒模拟”反应激活干扰素信号。组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACis,如伏立诺他、恩替诺特)增强组蛋白乙酰化,开放染色质,促进抗原呈递相关基因转录,并重编程TAMs向M1表型转化。EZH2抑制剂(如他泽美司他)及LSD1抑制剂可逆转T细胞耗竭,抑制Treg/MDSC功能。非编码RNA靶向策略(如miR-34a模拟物MRX34)及PARP抑制剂(通过激活cGAS-STING通路)也展现出免疫调节潜力。

联合免疫治疗策略

表观遗传药物与免疫检查点抑制剂(ICB)联用可显著改善疗效。例如,DNMTis联合抗CTLA-4疗法在黑色素瘤中使生存率提高三倍;HDACis增强抗PD-1在非小细胞肺癌(NSCLC)中的响应。表观遗传 priming 还可提升疫苗疗效(如NY-ESO-1疫苗)及CAR-T细胞功能(通过ex vivo表观遗传修饰预防T细胞耗竭)。代谢-表观遗传交叉对话(如乳酸化修饰、α-KG/2-HG代谢物)进一步影响治疗响应,靶向代谢酶(如ACAT2)可能逆转PD-1耐药。

新一代表观基因组学技术:解码复杂性以实现精准免疫治疗

单细胞表观基因组学技术(如scATAC-seq、scCUT&Tag)揭示了T细胞亚群的染色质可及性差异及其与功能状态的关系。CRISPR筛选平台(如Perturb-ATAC、Spear-ATAC)规模化鉴定免疫调节表观遗传靶点。空间多组学(如DBiT-seq、SpatialGlue)解析肿瘤微环境中表观遗传异质性及细胞互作网络。类器官模型与表观基因组整合助力机制研究和个性化治疗策略开发。

未来展望与挑战

表观遗传-免疫调控网络的复杂性、缺乏可靠生物标志物及药物脱靶效应是当前主要挑战。代谢-表观遗传交互(如乳酸化、乙酰化)介导的耐药机制需进一步探索。单细胞/空间多组学、CRISPR筛选及人工智能(AI)辅助分析有望推动靶点发现和患者分层。通过跨学科合作优化药物特异性、剂量方案及联合策略,表观遗传免疫治疗有望成为下一代肿瘤治疗的核心组成部分。

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