综述:重塑肿瘤休眠生态系统以预防复发和转移

《Signal Transduction and Targeted Therapy》:Remodeling the tumor dormancy ecosystem to prevent recurrence and metastasis

【字体: 时间:2026年01月04日 来源:Signal Transduction and Targeted Therapy 52.7

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  本综述系统阐述了肿瘤休眠生态系统的多维度调控机制,提出通过同时靶向肿瘤微环境(TME)和系统宏环境(SME)的二维联合治疗策略,以消除休眠肿瘤细胞或维持其休眠状态,为预防肿瘤复发和转移提供了创新性的治疗范式。文章深入剖析了休眠肿瘤细胞的特征(如细胞周期停滞、化疗耐药、免疫逃逸等)及其与TME(免疫细胞、基质细胞、细胞外基质等)和SME(神经内分泌、代谢、微生物群等)的动态互作,并总结了针对关键靶点(如免疫检查点、自噬、代谢通路等)的潜在治疗策略与临床研究进展,为干预肿瘤休眠提供了全新视角。

  
肿瘤休眠的挑战与生态系统概念
肿瘤休眠是临床癌症治疗中的一大难题,其特征是肿瘤细胞进入低代谢、非增殖状态,却具备耐药和再激活的潜力。近年来,研究者从生态系统视角提出,肿瘤休眠源于肿瘤细胞内在特性与外部因素的动态相互作用,这个生态系统在肿瘤微环境(TME)和系统宏环境(SME)两个层面运行。
肿瘤休眠的研究历程
肿瘤休眠细胞的概念最早由Rupert Willis于1934年提出。此后,研究逐渐揭示了肿瘤休眠的动态平衡状态、血管生成抑制的作用以及免疫系统在调控休眠中的关键地位。随着分子生物学技术的发展,研究者开始从现象描述转向机制探索,逐步揭示了p53、p38 MAPK、ERK等信号通路在调控肿瘤细胞休眠中的核心作用。高通量测序和单细胞技术的应用,进一步加深了我们对休眠肿瘤细胞异质性的理解。
肿瘤休眠的特征
休眠肿瘤细胞具有多种显著特征。其核心是增殖停滞,包括肿瘤团块休眠(动态平衡)和细胞休眠(G0/G1期阻滞)。它们对常规化疗药物(如顺铂、5-氟尿嘧啶)产生耐药,主要通过细胞周期阻滞、自噬(如AT7G依赖的自噬)等机制实现。在免疫方面,休眠细胞通过下调MHC I类分子、上调PD-L1等免疫检查点分子,以及塑造免疫抑制性微环境来逃避免疫清除。此外,休眠细胞还表现出可塑性(如上皮-间质转化EMT)、干性(癌症干细胞CSCs特性)、代谢降低(转向氧化磷酸化或脂肪酸氧化)、并对微环境和宏环境存在高度依赖性。
乳腺癌休眠
在乳腺癌中,休眠受到TME中免疫细胞(如CD8+T细胞耗竭、NK细胞分泌IFN-γ)、基质细胞(如癌症相关成纤维细胞CAFs)、细胞外基质成分(如胶原蛋白)以及代谢状态(如氧化磷酸化OXPHOS优势)的复杂调控。骨骼和肺等转移灶中的微环境 niche 通过特定信号(如TGF-β2, BMP7)维持癌细胞休眠。系统层面上,神经支配(如β-肾上腺素能信号)、慢性压力、昼夜节律紊乱、肥胖等因素都深刻影响着乳腺癌休眠的维持与打破。
肺癌休眠
肺癌休眠同样受TME内免疫抑制(如Th17细胞、NK细胞功能失调)、基质相互作用(如CAFs分泌IGF-1)和代谢重编程(如乳酸-H3K18la)的调节。系统层面上,神经内分泌应激(如糖皮质激素GC、去甲肾上腺素NE)、昼夜节律 disruption、损伤相关分子模式(DAMPs)和外泌体诱导的免疫抑制,以及微生物群相互作用,都通过IGF-2/IGF-1R、CLOCK-ACSL1、IL-6-STAT3等通路参与维持肺癌的休眠和转移。
前列腺癌休眠
前列腺癌休眠由免疫抑制(CD8+T/NK细胞减少)和基质调节(如BMPR2-p38-NDRG1、ROR2-SIAH2通路)维持。骨骼生态位中,成骨细胞分泌GAS6,内皮细胞分泌CCL5,分别通过上调昼夜节律钟组件和下调雄激素受体(AR)促进休眠。系统因素如神经信号(CGRP/GRP、肾上腺素能血管生成)、慢性炎症(IKKβ/NF-κB/MDSC、高脂饮食HFD/IL-6-pSTAT3)和脂代谢串扰(IL-1β/CCL6)则驱动休眠逃逸。
胃肠道癌症休眠
食管癌休眠由免疫逃逸(QSOX1/ROS/PD-L1上调)和神经因素(p75NTR)驱动。基质串扰(TAM极化、TGF-β/mCAFs)、慢性炎症(胆汁酸/COX-2, IL-6/MDSC)和代谢应激(锌缺乏、肥胖)则推动其进展和转移。
胃癌休眠与免疫抑制(Treg/TGF-β, IDO/PGE2介导的NK功能障碍)、CAFs(分泌IL-6/Wnt5a/BMP4)以及ECM1-整合素/FAK信号密切相关。神经调节(交感神经血管生成、副交感神经NGF/Wnt/EGFR)、慢性压力(ADRB2/MMP-7/EMT)和幽门螺杆菌诱导的JAK/STAT1/VCAM1信号也调控其休眠与进展。
结直肠癌(CRC)休眠受免疫抑制(NK细胞分泌穿孔素/Treg抑制)和基质相互作用(CAF分泌胶原I和COL17A1/mTORC2信号)调控。神经-昼夜节律因素(迷走神经分泌TFF2和β2-AR压力信号)、系统性炎症(HMGB1/RAGE, S100A9/MDSCs)、代谢紊乱(高脂饮食)和肠道微生物群(IL-6)通过ECM重塑和EMT激活驱动休眠逃逸和复发。
肝细胞癌(HCC)休眠
HCC休眠由免疫抑制(MDSCs, TAMs)、代谢重编程(谷氨酰胺成瘾、乳酸诱导的TANs/PD-L1上调)、ECM硬度变化以及神经信号(ADRB2/索拉非尼耐药)驱动。慢性炎症(肠道菌群失调、NETs/TLR4、CXCL5)和CAF介导的IL-6/8信号也调节其免疫逃逸和转移。
胰腺癌休眠
胰腺癌休眠受免疫抑制(Th1/IFN-γ和TNFR1)和代谢重编程(谷氨酰胺依赖)调控。促结缔组织增生的CAFs(myCAFs/iCAFs,I型胶原/SOX9)和外泌体介导的M2极化增强了转移。神经信号(P物质/NK1-R、儿茶酚胺)和系统性炎症(尼古丁/STAT3、肥胖/IL-1β、真菌微生物群/MBL)驱动其进展。
血液系统恶性肿瘤休眠
白血病干细胞(LSCs)的休眠和化疗耐药受到骨髓基质细胞交叉对话(如CXCR4/SDF-1轴)、免疫调节(如Tregs)和代谢重编程(如脂肪酸氧化)的维持。β2-AR信号抑制抗原特异性CD8+T细胞活性,促进B细胞淋巴瘤进展。
黑色素瘤休眠
黑色素瘤休眠受免疫监视和基质相互作用调控。神经内分泌信号、衰老和微生物群通过调节休眠、转移和免疫逃逸影响其进程。
治疗靶点与临床研究进展
治疗策略主要包括直接靶向休眠肿瘤细胞(如维持休眠的CDK4/6抑制剂,或“唤醒”后联合化疗)、免疫重塑(如免疫检查点抑制剂、STING激动剂)、破坏可塑性与干性(如Wnt/β-catenin抑制剂、铁死亡诱导剂)以及代谢干预(如OXPHOS/FAO抑制剂、NRF2抑制剂)。针对TME的策略包括免疫重塑疗法(如CAR-T、癌症疫苗)和基质重塑疗法(如靶向CAFs、抗血管生成)。针对SME的策略则涉及调节神经系统(如β-阻滞剂)、内分泌疗法、缓解慢性炎症、调节肠道菌群以及调整生活习惯(如饮食、运动)。未来方向是整合TME和SME的二维联合治疗策略,以更有效地预防肿瘤复发。
休眠肿瘤的监测
液体活检技术(如循环肿瘤DNA ctDNA、循环肿瘤细胞CTCs、细胞外囊泡EVs)和人工智能(AI)为无创监测肿瘤休眠状态、预测复发风险提供了强大工具。AI/ML模型可用于分析病理图像、基因组数据等,预测预后和复发风险。
结论与未来展望
肿瘤休眠是一个由TME和SME共同精细调控的复杂生态系统。有效的治疗策略需要同时针对这两个维度。虽然当前针对TME的联合治疗策略已显示出潜力,但往往忽视了SME的影响。未来研究应致力于开发整合TME和SME干预的二维联合治疗策略,通过识别可靠的生物标志物、优化组合疗法以及利用先进技术来监测和调控休眠动态,从而将肿瘤休眠从复发的根源转变为可永久维持的状态,最终攻克肿瘤复发和转移的临床难题。
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