《iScience》：Decoding the role of cancer-associated fibroblasts in cisplatin resistance of head and neck squamous cell carcinoma
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顺铂仍是治疗头颈鳞状细胞癌（HNSCC）的主要化疗药物。然而，获得性耐药严重限制了其临床应用，导致治疗失败和患者预后不良。肿瘤微环境中的癌症相关成纤维细胞（CAFs）通过旁分泌信号调节肿瘤细胞对治疗的反应性，从而影响HNSCC对顺铂的敏感性。CAFs通过重塑细
顺铂仍是治疗头颈鳞状细胞癌（HNSCC）的主要化疗药物。然而，获得性耐药严重限制了其临床应用，导致治疗失败和患者预后不良。肿瘤微环境中的癌症相关成纤维细胞（CAFs）通过旁分泌信号调节肿瘤细胞对治疗的反应性，从而影响HNSCC对顺铂的敏感性。CAFs通过重塑细胞外基质（ECM）阻碍药物向肿瘤深部渗透。在HNSCC中已鉴定出多种顺铂耐药相关的CAF亚型。靶向这些亚型的潜在化合物可增强顺铂敏感性。目前研究中动态肿瘤微环境的模拟仍然有限，阻碍了临床转化。生物信息学已推动HNSCC顺铂耐药研究进入新阶段。单细胞测序和时空转录组学可更深入地分析促进耐药性的CAFs分子特征，有望促进高靶向药物和有效联合治疗策略的开发，以克服HNSCC的顺铂耐药。
癌症相关成纤维细胞（CAFs）在头颈鳞状细胞癌（HNSCC）顺铂耐药中的研究进展与治疗策略解读
**一、研究背景与问题**
头颈鳞状细胞癌（head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC）起源于口腔、咽和喉的上皮组织，约占头颈癌的90%，是全球第七大常见恶性肿瘤及癌症相关死亡的第九大原因。2022年全球新发病例超过38.9万例，死亡超过18.8万例。手术和化疗是HNSCC治疗的核心手段，但超过60%的患者初诊时已处于局部晚期（III-IV期），即使经过治疗仍存在复发风险。顺铂是目前临床指南推荐的HNSCC主要化疗药物，广泛应用于局部晚期患者的根治性放化疗、术后辅助放化疗、复发或转移（recurrent or metastatic, R/M）患者的姑息化疗以及新辅助治疗。然而，顺铂的毒副作用和获得性耐药严重限制了其临床疗效，HNSCC总体五年生存率仅为50–60%，晚期难治性疾病五年生存率更低，亟需基于现有顺铂治疗开发更有效、更具针对性的治疗策略。
近年来，肿瘤微环境（tumor microenvironment, TME）中的癌症相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblasts, CAFs）在肿瘤进展和化疗耐药中的作用受到广泛关注。CAFs最初被视为阻止药物渗透的物理屏障，但深入研究揭示其通过旁分泌信号、细胞外基质（extracellular matrix, ECM）重塑、代谢重编程等多种机制影响肿瘤细胞对顺铂的反应性。然而，CAFs具有高度异质性，不同亚型的功能差异显著，且大多数研究仅观察到CAFs亚群与顺铂耐药的关联，缺乏因果证据；同时，动态肿瘤微环境的模拟不足，阻碍了临床转化。因此，系统解析CAFs在HNSCC顺铂耐药中的具体机制，并探索靶向CAFs的联合治疗策略，对于改善患者预后具有重要意义。
**二、研究内容与结论**
该论文是一篇综述，研究人员围绕CAFs在HNSCC顺铂耐药中的作用，从CAFs的认识演变、耐药相关亚型、耐药机制、研究模型、靶向策略及临床转化前景等方面进行了系统梳理和总结。研究指出，CAFs通过旁分泌因子（如IL-6、HGF、FGF5、Midkine等）、外泌体miRNA（如miR-196a、miR-876-3p）、ECM重塑形成的物理屏障以及诱导肿瘤细胞代谢重编程等多条途径促进顺铂耐药。同时，顺铂治疗也可反向塑造CAFs的耐药表型，形成正反馈循环。基于CAFs异质性，研究者已鉴定出多种与顺铂耐药相关的CAF亚型，如促进型CAFs（CAF-P）、IDO1+ CAFs、化疗耐药型CAFs（rCAFs）等，并提出了靶向这些亚型或重编程CAFs以增强顺铂敏感性的潜在策略。该综述强调，未来研究需整合单细胞测序、空间转录组学等多组学技术，并结合动态临床样本和更仿生的三维模型，以阐明CAFs介导耐药的完整机制，推动临床转化。
**三、主要技术方法**
研究人员在撰写该综述时，系统检索和分析了近年来发表的临床研究和基础研究文献。在基础研究方面，涉及的技术方法包括：单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学用于鉴定CAF亚型及其空间分布；基因表达谱分析（如GEO和TCGA数据库）用于筛选耐药相关差异基因；多组学整合分析（基因组学、蛋白质组学、代谢组学）用于解析CAF异质性；体外共培养模型（二维单层、三维“3D薄片”模型、肿瘤细胞与CAFs共培养球体模型）以及体内动物模型（异位/原位移植瘤模型、斑马鱼模型）用于验证CAFs功能；此外，还包括CAFs分离与永生化细胞系建立、药物敏感性检测（如WST-8实验）、免疫荧光和免疫组化等分子生物学技术。临床研究方面，该综述引用了多项已发表的临床试验数据，涵盖局部晚期、术后辅助、姑息治疗和新辅助治疗等不同临床场景的患者队列。
**四、研究结果**
**1. CAFs认识的演变：从基质支持到顺铂耐药**
该部分回顾了CAFs概念的发展历程。1994年首次提出“癌相关成纤维细胞”术语，但长期被视为普通基质细胞。2006年“Fibroblasts in Cancer”文章正式定义CAFs，并逐渐认识到其异质性和促肿瘤功能。2011年后，CAFs研究进入前沿领域，发现其通过促进血管生成、增强ECM硬度、调节免疫细胞功能等影响化疗反应。例如，CAFs中Cav-1表达水平可预测乳腺癌和胃癌患者生存，FAP激活的前体药物已进入概念验证阶段。此外，Costa等鉴定出CD10+GPR77+ CAF亚群具有免疫调节功能；Luo等通过泛癌单细胞测序将CAFs分为iCAF、myCAF和matCAF三类，并阐明了其功能特征和标志物。该部分结论基于历史文献回顾和泛癌数据分析。
**2. HNSCC与泛癌中顺铂耐药相关CAF亚型的异同**
研究人员比较了HNSCC与其他癌症类型中与顺铂耐药相关的CAF亚型。在HNSCC中，CAF-P通过外泌体miR-876-3p靶向GATA1，下调IGFBP3表达，增强顺铂耐药；IDO1+ CAFs通过犬尿氨酸激活芳香烃受体，促进IL-6分泌和p-STAT3/NF-κB信号通路，增强肿瘤细胞侵袭性和顺铂耐受；rCAFs通过激活PI3K/AKT/p65通路及释放TGF-α激活EGFR/Src/STAT3生存信号，增强化疗耐受。在泛癌中，肝癌的COL1A1+ACTA2+ CAFs、非小细胞肺癌的BM-CAFs、骨肉瘤的Rab27a+ CAFs、胃癌的PPIC+ CAFs等均与顺铂耐药相关。该结论基于表2所列的各项研究，其中多数研究仅报道了关联，部分研究（如CAF-P）通过功能实验证实了因果机制。
**3. CAFs通过信号通路和物理屏障调控HNSCC顺铂反应**
该部分详细阐述了CAFs介导顺铂耐药的多条机制。旁分泌信号是主要机制：CAFs分泌可溶性因子激活自噬（如LC3-II、Beclin1表达上调）、抑制铁死亡（如FGF5/FGFR2激活KEAP1/NRF2/HO-1通路）、促进代谢重编程（如HGF激活PI3K/AKT和MAPK/ERK通路并增加乳酸产生）、影响耐药相关蛋白表达（如VEGFA、COX2、EGFR、NANOG上调，CCL2下调）。外泌体miRNA方面，CAFs通过hnRNPA1将miR-196a包裹进细胞外囊泡，转移至肿瘤细胞后靶向CDKN1B和ING5，促进增殖并抑制凋亡。此外，肿瘤细胞也可通过FGF/FGFR/STAT3/SOX2信号维持CAFs的促肿瘤表型。ECM重塑方面，CAFs分泌COL8A1、COL11A1等胶原蛋白，激活DDR1受体，增加基质硬度和致密结缔组织增生，阻碍顺铂向肿瘤深部渗透。其他癌症中的研究还表明，ECM力学特性可通过机械感觉信号影响化疗敏感性，如软ECM诱导线粒体分裂激活mtROS-NRF2抗氧化轴，FAK/YAP轴促进卵巢癌顺铂耐药。这些结论来自于多项体外共培养实验、动物模型及临床样本分析。
**4. 顺铂耐药HNSCC相关CAFs研究模型的发展与进展**
该部分总结了CAFs研究模型的进展。多组学和生物信息学方法被用于分析CAF特征：利用GEO和TCGA数据库鉴定出erlotinib耐药HNSCC中CAFs高表达COL5A2；整合化疗敏感和耐药患者的单细胞转录组数据可识别耐药相关基因集，空间转录组学可定位CAF亚群，细胞通讯分析推测功能网络。实验模型方面，研究人员建立了CAFs分离和永生化方法（如FAP磁珠分选、pBabe-SV40-T转染）；开发了“3D薄片”模型，将HNSCC细胞和CAFs共培养于Matrigel和胶原I复合基质上，用于药物敏感性测试；构建了肿瘤细胞与CAFs共培养球体模型并接种于口腔黏膜，用于体内药物筛选；斑马鱼模型也被用于评估CAFs对肿瘤生长的影响。为减少CAFs来源异质性带来的偏差，研究人员提出应标准化CAF分离方法、明确患者临床信息、指定传代次数和培养条件，并在至少两种模型中进行交叉验证，同时建立多中心CAF功能数据库。
**5. 靶向CAFs增强HNSCC顺铂敏感性的研究现状**
该部分介绍了靶向CAFs的潜在策略。药物方面，低剂量SAR405抑制CAF自噬，联合顺铂显示出显著疗效；IDO1抑制剂navoximod联合顺铂可增加DNA双链断裂频率、降低染色体不稳定性，抑制肿瘤增殖；西妥昔单抗（抗EGFR药物）恢复化疗耐药肿瘤的敏感性；Crenigacestat在CAF-HNSCC共培养体系中增加顺铂耐药细胞系的敏感性。此外，靶向CAFs的药物递送系统也取得进展：一种由胶束、脂质体和热敏凝胶组成的三层递送系统共载顺铂前药、氯沙坦和PD-1抗体，通过氯沙坦抑制TSP-1/TGF-β1/Smad2/3通路减少ECM沉积，使肿瘤部位药物蓄积提高3.6倍；另一种成纤维细胞膜仿生脂质体共载顺铂前药和人参皂苷PPD，通过下调p38 MAPK通路抑制CAFs衰老和SASP，肿瘤部位蓄积增加2.2倍并避免肝毒性。然而，直接靶向CAFs清除的策略存在争议：FAP+ CAFs在HNSCC中既不促进肿瘤生长也不增强PD-1抑制剂耐药，且清除CAFs可能增强肿瘤侵袭转移。因此，研究重点已从“靶向消除CAFs”转向“靶向重编程CAFs”，即将促肿瘤CAFs转化为抑肿瘤或静息状态。三阴性乳腺癌的I期EDALINE临床试验中，SMO抑制剂sonidegib联合多西他赛通过重编程CAFs使12例转移患者中3例获得临床获益，其中1例完全缓解。该部分结论基于体外实验、动物模型和早期临床试验。
**6. 挑战与展望**
该部分讨论了当前研究的局限和未来方向。CAFs在HNSCC顺铂耐药中的研究尚未转化为临床应用，主要挑战包括：CAFs高度异质性导致缺乏特异性靶点；现有生物标志物（如FAP、α-SMA）在正常组织广泛表达，靶向清除可能产生脱靶毒性；大多数研究仅揭示相关性而缺乏因果证据；静态观察无法追踪CAFs在治疗过程中的动态演变；现有的共培养模型难以模拟真实的肿瘤-基质相互作用。此外，免疫微环境在CAFs介导耐药中的作用研究不足，尽管IDO1抑制剂在临床前显示潜力，但后续临床试验未获明确获益。未来研究应整合纵向临床样本（治疗前、中、后及复发时）的单细胞多组学和空间组学数据， reconstruct CAF亚型的演化轨迹；建立更仿生的三维模型（如患者匹配的同种异体类器官-CAF共培养体系）和基因工程小鼠模型；在临床研究中按肿瘤部位、分期、既往治疗史、HPV状态和性别进行分层。研究人员还指出，免疫代谢联合治疗可能成为克服耐药的新策略，例如CD8+ T细胞来源的IFN-γ通过JAK/STAT1通路重编程CAF代谢，减少谷胱甘肽和半胱氨酸释放，恢复顺铂敏感性。
**五、讨论与结论**
该综述系统总结了CAFs在HNSCC顺铂耐药中的复杂作用机制，强调CAFs是克服顺铂耐药的关键靶点。尽管目前靶向CAFs的临床证据有限，但通过重编程CAFs而非消除CAFs的策略展现出更优的安全性和可行性。未来需进一步明确CAF亚型的特异性标志物，建立统一分类标准，并利用单细胞测序和空间转录组学解析CAFs的动态功能状态。同时，开发更仿生的研究模型以真实模拟肿瘤微环境，推动基础研究向临床转化。该综述的结论是：CAFs通过旁分泌信号、ECM重塑和代谢重编程等多途径促进HNSCC顺铂耐药，靶向CAF亚型或重编程CAFs联合顺铂治疗具有广阔前景，但仍需更多机制研究和临床试验验证。
