《Cancer and Metastasis Reviews》:MYCN-driven metabolic remodelling of the tumour microenvironment in neuroblastoma: implications for stromal biology and CAF heterogeneity
神经母细胞瘤(NB)是儿童最常见的颅外实体瘤,也是儿科肿瘤死亡的重要原因,尤其是在由MYCN扩增驱动的高危病例中。尽管MYCN是核心致癌驱动因子,但其作为转录因子的特性限制了直接靶向治疗,因此研究重点逐渐转向其下游代谢依赖性及微环境依赖性。越来越多证据表明,MYCN驱动的代谢重编程并不限于肿瘤细胞内在过程,还可重塑肿瘤微环境(TME),进而影响免疫构成与基质动态。近年来,单细胞与空间组学技术的发展揭示了NB TME的显著异质性,提示肿瘤细胞、免疫细胞及基质成分之间存在复杂互作。其中,癌相关成纤维细胞(CAFs)在细胞外基质(ECM)架构、免疫调控及代谢串扰中发挥关键作用。然而,NB中CAF的身份、功能多样性及谱系关系仍未明晰,且肿瘤内在的间质程序与基质成纤维细胞特征存在明显重叠。本综述整合了MYCN驱动代谢重编程及其对CAF异质性和免疫调控影响的现有认识,并结合成人肿瘤及NB新近数据,评估CAF的功能状态及其在肿瘤进展、免疫排斥和治疗反应中的作用。研究将NB界定为一个受MYCN重塑的肿瘤生态系统,指出了基质生物学中的关键知识空白,并强调解析CAF异质性及肿瘤—基质互作的重要性。这些认识对MYC驱动性恶性肿瘤具有更广泛意义,并支持开发同时靶向肿瘤细胞及其支持性微环境的综合治疗策略。
1 引言
神经母细胞瘤(NB)起源于交感神经嵴细胞,是儿童最常见的颅外实体恶性肿瘤,并占儿科肿瘤相关死亡的较大比例。该病在生物学与临床表现上高度异质,受肿瘤生物学特征、遗传改变及诊断年龄等多因素影响,并据国际神经母细胞瘤风险组(INRG)或儿童肿瘤协作组(COG)体系分为低危、中危和高危。其临床结局差异显著:部分低危病例可自发消退,而高危病例即使接受强化多模式治疗仍常出现进展或复发。现有证据表明,肿瘤进展与治疗耐受不仅由肿瘤内在生物学决定,也受肿瘤微环境(TME)中的动态互作影响,因此阐明NB细胞与其基质成分之间的复杂串扰,对开发更有效治疗策略至关重要。
本综述聚焦NB的细胞与分子复杂性,重点讨论肿瘤异质性以及MYCN驱动的TME重塑。内容涵盖代谢重编程、免疫调控与基质互作如何共同塑造疾病进展和治疗抵抗。鉴于NB中间质可塑性逐渐受到重视,且其可能与基质特征重叠,本文重点讨论癌相关成纤维细胞(CAFs)这一在成人恶性肿瘤中已较明确的促瘤细胞群,而其在NB中的身份、异质性与功能仍不清楚。通过整合现有证据并指出关键知识空白,本文旨在明确NB基质生物学未来研究重点。
2 NB细胞异质性
NB具有显著的细胞异质性,肿瘤细胞大体可分为两种转录状态:肾上腺素能/去甲肾上腺素能(ADRN)与间充质(MES)。这两种状态并非固定谱系,而具有可逆可塑性。体外研究表明,强制表达间充质转录因子PRRX1可使ADRN细胞重编程为MES表型,并伴随广泛的转录与超级增强子重塑。MES样肿瘤细胞表达VIM、FN1、SNAI2和CD44等标志物,而ADRN细胞则以PHOX2A/PHOX2B、DBH和GATA3相关调控程序为特征。后续研究证实,NB细胞系中ADRN与MES状态之间可发生双向转换。
功能上,MES状态常与治疗耐受及疾病进展相关。MES样细胞对化疗更耐受,并在复发肿瘤中富集;向MES程序转变也与高危NB对抗GD2免疫治疗的耐受有关。整合谱系特征与总体转录组数据的计算分析进一步提示,ADRN富集且T细胞炎症评分较高的肿瘤与更好的生存相关。然而,这些关联多基于体外签名和计算推断,尚缺乏原发肿瘤样本中的充分功能验证,且MES与ADRN状态的预后意义在不同研究中并不完全一致。
近年的单细胞和单核转录组研究对体内是否存在真正的MES肿瘤状态提出质疑。原发NB样本的单细胞RNA测序(scRNA-seq)显示,多数恶性细胞沿交感肾上腺发育轨迹分布,以嗜铬样或肾上腺素能表型为主。MES相关转录程序仅在少数肿瘤细胞中出现,且常与成纤维细胞和施旺细胞样谱系等基质细胞群重叠。大型NB图谱整合分析亦显示,体内几乎无明确独立的MES肿瘤群体,MES签名更多映射至基质成纤维细胞或施旺样细胞。纵向多组学分析还提示,化疗后观察到的间充质样程序可能部分反映基质或成纤维细胞相关签名,而非纯粹的肿瘤内在转变。
总体而言,ADRN—MES可塑性在体外已被明确,但其在原发肿瘤中的真实表现仍待厘清。尤为重要的是,MES肿瘤签名与基质成纤维细胞程序的转录重叠,使bulk和单细胞数据的解释更为复杂。因此,区分肿瘤内在MES状态与真正的基质细胞群,对于准确界定NB异质性以及理解TME在疾病进展和治疗抵抗中的作用至关重要。
3 NB微环境概述
NB的TME由动态的免疫和基质细胞群构成,共同影响肿瘤进展与治疗反应。免疫成分包括NK细胞、T/B淋巴细胞、树突状细胞、中性粒细胞、肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)和髓源性抑制细胞(MDSCs),其作用可因情境而呈促瘤或抗瘤效应。与此同时,间充质基质细胞(MSCs)和癌相关成纤维细胞(CAFs)通过提供结构支持并分泌细胞因子、趋化因子及ECM成分,调控免疫募集、肿瘤细胞存活和转移播散。
空间分析显示,NB肿瘤呈分区化结构,免疫细胞常位于间充质细胞群邻近区域,提示存在活跃的基质—免疫串扰。尽管已识别这些细胞组成,NB TME内各群体的异质性及其功能互作仍未被充分定义。与成人实体瘤中CAF多样性及其免疫调节作用已较清楚不同,NB基质生物学直至近年才开始受到关注。鉴于NB显著的细胞异质性及其与治疗抵抗的关联,全面理解肿瘤—微环境互作,尤其是基质贡献,可能是改善高危疾病结局的关键。
3.1 MYC在TME中的作用
3.1.1 其他癌种中的MYC概述
MYC癌基因家族主要包括MYCN、MYCC和MYCL,分别编码N-Myc、c-Myc和L-Myc转录因子。这些蛋白作为主调控因子,可控制大量基因表达,统筹细胞增殖、代谢与生长程序。
除肿瘤内在效应外,MYC蛋白还可主动塑造TME。在多种实体瘤中,MYC信号可促进血管生成、调控CAF活化并驱动免疫逃逸。例如,在乳腺癌中,c-MYC可调节肿瘤—基质串扰,增强免疫抑制并促进侵袭;MYC扩增肿瘤细胞还可分泌外泌体介导因子(如miR-105),重编程邻近成纤维细胞并改变TME中的代谢支持。这些观察表明,MYC家族不仅是肿瘤细胞增殖驱动因子,也是肿瘤生态系统的重要塑形者。
3.1.2 MYCN在NB肿瘤发生与进展中的作用
多种原癌基因或抑癌基因异常可促使神经嵴来源细胞发生NB并阻滞其向交感神经节和肾上腺髓质嗜铬细胞分化。其中,MYCN扩增是最经典的致癌驱动事件,约见于40%—50%的高危病例。自20世纪80年代被发现以来,MYCN扩增一直是与侵袭性疾病和不良预后密切相关的核心预后标志。MYCN位于2p24染色体,编码调控增殖、核糖体生物发生、蛋白翻译及代谢相关基因的转录因子。TH-MYCN转基因小鼠模型进一步证明,持续MYCN表达足以驱动与人类NB高度相似的肿瘤形成。
然而,NB异质性不能仅由MYCN扩增解释。高危及侵袭性肿瘤还常伴随激酶异常、端粒维持机制改变及片段性染色体异常,包括ALK激活、TERT重排、ATRX异常、11q缺失、17q增加和1p缺失等。尽管MYCN在NB中具有核心地位,但作为转录因子,其直接靶向治疗仍具挑战。因此,当前研究更多聚焦于间接抑制N-Myc或干扰其下游程序,包括靶向PRMT5、干扰MYCN/MAX相互作用,以及通过抑制或降解AURKA来 destabilize N-Myc蛋白。
值得注意的是,MYCN的许多致癌作用通过下游代谢和信号通路实现。例如,MYCN可直接上调多胺生物合成限速酶ODC1,并调控MDM2等p53稳定性相关因子。这些肿瘤内在程序不仅影响增殖,也参与代谢重塑与免疫微环境调节。
MYCN与代谢重编程
代谢重编程是肿瘤发生的重要标志,可帮助肿瘤细胞满足快速增殖所需的能量、生物合成与氧化还原需求。在NB中,MYCN扩增不仅驱动细胞周期与生长信号,也作为代谢网络的核心调控因子。整合基因组和转录组分析显示,MYCN会深刻重塑NB的代谢基因表达,其中甘油脂、精氨酸和氨基酸代谢等通路紊乱与高危疾病密切相关。
靶向代谢组学进一步提示,MYCN扩增与非扩增肿瘤具有不同的代谢图谱。机器学习分析也识别出与代谢重编程相关的预后特征,可按代谢活性和临床结局区分患者。这些结果共同表明,MYCN驱动的代谢重塑不仅是增殖的伴随现象,也是侵袭性疾病的基本生物学特征。以下分述MYCN调控的关键代谢通路及其对TME的潜在影响。
A. 多胺代谢
多胺(腐胺、亚精胺和精胺)是细胞增殖、核酸稳定和蛋白合成的重要调节因子。在癌症中,多胺水平升高可支持快速生长,并在TME内发挥免疫抑制作用,促进免疫逃逸和疾病进展。
在NB中,多胺代谢与MYCN扩增高度耦联。MYCN通过转录激活ODC1及SLC3A2等转运相关基因,协同调控多胺生物合成与摄取。ODC1是MYCN的直接靶基因,MYCN/MAX复合物结合ODC1调控区的E-box基序后,可增强其转录活性,尤其在MYCN扩增肿瘤及细胞系中更为明显。近期研究进一步表明,ATP13A3是基础状态及DFMO诱导补偿性多胺摄取的主要介导者,提示NB细胞对维持胞内多胺库高度依赖。
多胺代谢还可能与表观遗传、代谢和细胞命运调控交叉。N-酰基亚精胺等代谢物被认为与线粒体sirtuin活性相关,提示其可能连接多胺衍生物与NAD
+依赖去酰化网络。鉴于sirtuin参与NB氧化应激、增殖和分化,这一联系具有潜在意义,但目前NB中尚缺乏直接证据。
治疗上,ODC1抑制剂DFMO联合多胺转运抑制剂AMXT 1501可显著延缓NB模型肿瘤发生并延长生存;在免疫完整TH-MYCN模型中,限制精氨酸和脯氨酸摄入可进一步降低肿瘤多胺水平并与DFMO协同,提示该通路具有明显代谢可塑性。除肿瘤内在效应外,多胺阻断在其他肿瘤中还能增强抗肿瘤免疫并与免疫检查点抑制协同。尽管NB中多胺代谢与CAF异质性及功能的直接联系证据仍有限,但其MYCN依赖性及免疫/基质互作特征提示该通路可能是连接肿瘤代谢与微环境重塑的重要界面。
B. NAMPT-NAD通路
烟酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)补救合成途径的限速酶,可催化烟酰胺(NAM)生成烟酰胺单核苷酸(NMN),从而维持胞内NAD库。NAD对于氧化还原平衡、ATP生成、DNA修复及sirtuins、PARPs等NAD依赖酶活性至关重要,因此多数肿瘤会过表达NAMPT以满足代谢需求。
尽管MYCN与NAMPT—NAD轴在NB中的直接机制联系尚未建立,但MYCN扩增相关肿瘤对NAD代谢扰动似乎更敏感。在MYCN扩增胶质瘤及其他神经内分泌肿瘤中,糖酵解依赖增强使细胞对NAMPT抑制更易感,提示MYCN驱动的代谢重编程可能造成对NAD补救途径的广泛依赖,并可能延伸至NB。相应地,FK866、GMX1777(CHS828)以及新型NAMPT抑制剂OT-82均已在NB模型中显示出抑制NAD合成、促进DNA损伤并诱导肿瘤退缩的前临床活性。除细胞内酶学功能外,NAMPT还存在细胞外形式(eNAMPT/visfatin),可作为类细胞因子参与TME调控;在结直肠癌中,eNAMPT可激活CAF中的JAK2—STAT3信号并驱动促转移表型,而NAMPT抑制则可削弱CAF激活和炎症因子分泌。由此推测,NB中NAMPT抑制可能同时影响肿瘤代谢与基质/免疫区室,但其对CAF异质性、免疫抑制及代谢串扰的具体作用仍待探索。
C. 精氨酸代谢
精氨酸代谢也是NB的重要代谢脆弱点。多种恶性肿瘤因尿素循环相关酶表达下降而形成胞外精氨酸依赖性(auxotrophy),NB亦表现出精氨酸依赖,导致肿瘤细胞需依赖外源精氨酸摄取。
这一脆弱点已通过阻断精氨酸转运和酶促耗竭得到利用。抑制阳离子氨基酸转运蛋白1(CAT-1)介导的精氨酸摄取,或应用重组精氨酸酶BCT-100进行系统性精氨酸耗竭,均可显著延缓NB小鼠模型肿瘤进展并延长生存。鉴于精氨酸酶类药物正处于多种实体瘤临床研究中,该策略具有明确转化潜力。需要指出的是,精氨酸耗竭对T细胞增殖和效应功能具有抑制作用,因此其对TME的整体影响具有情境依赖性。相比之下,精氨酸代谢在NB中CAF中的作用仍不清楚,是氨基酸竞争和代谢串扰的一个重要未解问题。
D. 葡萄糖、脂质与线粒体代谢
葡萄糖代谢是MYCN驱动NB代谢重编程的核心。MYCN扩增与HIF-1α表达升高相关,两者共同通过转录激活糖酵解基因促进有氧糖酵解样表型,增强葡萄糖摄取和乳酸生成,以支持快速增殖并重塑TME代谢环境。乳酸增加可导致胞外酸化,并抑制抗肿瘤免疫功能,形成免疫抑制性代谢串扰。与此一致,NB中乳酸化水平和乳酸代谢活性升高与不良预后、免疫浸润降低及NK细胞细胞毒性受损相关。
MYCN调控的重要效应分子SLC16A1编码乳酸转运蛋白MCT1。药理性抑制MCT1可打破NADH/NAD
+平衡并降低胞内谷胱甘肽水平,提示乳酸外排对NB红氧稳态具有重要意义。无偏代谢药物筛选也显示,MYCN扩增NB细胞对包含MCT1抑制剂在内的药物组合更敏感。
除糖酵解外,MYCN扩增NB还增强氧化代谢。DLST作为α-酮戊二酸脱氢酶复合体核心组分,其高表达与侵袭性疾病和不良预后相关。DLST促进α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A(succinyl-CoA),并生成NADH以支持氧化磷酸化(OXPHOS),从而连接谷氨酰胺来源碳流与线粒体呼吸。SDH/SDHB相关研究则提示,虽然1p缺失区域常受关注,但现有原发NB资料并不支持SDHB作为常见失活靶点。
琥珀酰辅酶A还可能作为赖氨酸琥珀酰化底物,参与染色质可及性、转录、DNA损伤应答及线粒体酶调控。尽管NB中该机制尚缺乏直接证据,但其与MYCN依赖的转录放大、RNA加工和线粒体代谢可能存在联系。脂肪酸代谢同样构成MYCN驱动适应的一部分:MYCN扩增促进脂肪酸摄取和生物合成,增加甘油脂积累并提高肿瘤生存;抑制β氧化可选择性降低MYCN扩增细胞活力并减轻体内肿瘤负担。近期研究还显示,MYCN扩增细胞依赖乙酸代谢,乙酸经ACSS2转化为乙酰辅酶A后可促进增殖和肿瘤发生,并通过影响组蛋白乙酰化增强MYCN表达。脂质代谢还受表观遗传调控:MYCN通过招募PRC1并沉积H2AK119ub抑制ELOVL2,降低DHA合成;ELOVL2较高表达与较好生物学行为及更佳生存相关,而ELOVL6高表达则与不良预后和免疫抑制TME相关。
E. 丝氨酸—甘氨酸一碳代谢通路
MYCN扩增NB高度依赖丝氨酸—甘氨酸—一碳代谢(SGOC)网络,该网络支持核苷酸合成和氧化还原稳态。机制上,MYCN与ATF4协同转录激活多种SGOC酶,包括丝氨酸合成限速酶PHGDH及叶酸循环关键组分,从而将糖酵解中间产物导入丝氨酸和甘氨酸合成,并维持NADPH生成以应对氧化应激。PHGDH在MYCN扩增肿瘤中高表达,抑制PHGDH可显著降低MYCN驱动异种移植瘤生长。
除丝氨酸合成外,MYCN还直接调控GLDC,后者催化甘氨酸裂解限速步骤并生成5,10-亚甲基四氢叶酸,为核苷酸合成提供一碳供体,因此在MYCN扩增肿瘤和细胞系中显著升高。SGOC代谢的激活还具有表观遗传后果,因为该通路可驱动叶酸—蛋氨酸循环并生成S-腺苷甲硫氨酸(SAM),后者是DNA、RNA和组蛋白甲基化的通用甲基供体。对于MYCN扩增NB而言,这一点尤为重要,因为MYCN与WDR5、G9a/EHMT2等染色质调控因子协同维持MYC靶基因的活化组蛋白标记并抑制神经元分化程序。SGOC通量还与糖酵解及谷氨酰胺代谢协同,以保障3-磷酸甘油酸、α-KG等底物供给,使该通路成为明确的选择性治疗脆弱点。与此同时,来自免疫代谢与成纤维细胞生物学的研究提示,丝氨酸/一碳通量也可调控T细胞程序、巨噬细胞炎症状态及活化成纤维细胞中的胶原合成,提示其可能影响NB微环境。
F. 谷氨酰胺代谢
谷氨酰胺代谢是MYCN扩增NB的另一核心依赖。MYCN不仅增强谷氨酰胺摄取,还促进谷氨酰胺分解以维持TCA循环补料,将谷氨酰胺转化为α-KG以支持能量与生物合成需求。MYCN扩增肿瘤表现出更高的谷氨酰胺新生合成及更强的谷氨酰胺通量依赖性,从而维持ATP生成、氧化还原稳态以及核苷酸和氨基酸合成中间体供应。
在TME层面,谷氨酰胺对CAF尤为重要,因为其碳氮骨架可用于脯氨酸合成,而脯氨酸是胶原生成的关键前体。高COL11A1表达的CAF亚群可通过代谢和生存信号促进ECM硬化与肿瘤生长;在NB共培养体系中,敲低CAF中的COL11A1可减弱肿瘤侵袭,说明基质胶原程序具有功能意义。PYCR1是谷氨酰胺转化为脯氨酸的重要酶,在多种肿瘤CAF中高表达;ALDH18A1作为脯氨酸和胶原合成的限速酶,已被证实与MYCN形成正反馈回路,且缺氧可进一步诱导其表达。上述证据提示,MYCN驱动的谷氨酰胺代谢不仅支持肿瘤细胞补料,也可能通过促进脯氨酸和胶原合成,强化支持肿瘤进展的力学与代谢生态位。不过,其是否直接重编程NB中的CAF代谢仍待明确。
总体来看,MYCN扩增协调的是一个整合性的代谢程序,而非孤立通路激活。NB中常见的依赖包括多胺生物合成与摄取、NAD补救、谷氨酰胺补料、精氨酸可用性、有氧糖酵解以及脂质重塑。这些适应性改变通过维持核苷酸合成、线粒体呼吸、氧化还原平衡和膜生物合成,支持肿瘤快速增殖。值得注意的是,多条通路均依赖代谢物回收与补救机制,如多胺摄取、NAD再生及氨基酸营养缺陷,提示MYCN扩增NB处于持续代谢通量状态,需要稳定营养供给与红氧缓冲。
此外,MYCN驱动的代谢重编程还可能通过改变代谢物池而连接染色质调控。乙酰辅酶A、琥珀酰辅酶A、α-KG、SAM和NAD
+等代谢物可作为染色质修饰酶的底物或辅因子,从而影响表观遗传状态。与此同时,乳酸外排、氨基酸可用性改变、多胺积累及脂质重塑,均可能通过影响免疫细胞功能、基质活化和ECM组成来重塑TME。尽管已有证据提示MYCN驱动的代谢输出可调控免疫与基质区室,但其如何在NB中精确重编程CAF及其他微环境成分,仍缺乏清晰机制。
MYCN与NB免疫微环境
多项研究一致表明,MYCN扩增NB的免疫浸润低于非扩增肿瘤,包括CD4
+、CD8
+ T细胞和NK细胞含量减少。基于bulk转录组和计算去卷积的分析显示,MYCN扩增与白细胞浸润呈负相关,而较高的细胞毒性T细胞签名与更好的生存相关,尤其见于非MYCN扩增肿瘤。多队列免疫组化验证也支持MYCN扩增肿瘤普遍呈免疫细胞贫乏状态。
除淋巴细胞数量减少外,MYCN还可能影响免疫识别机制。在NB细胞系中,MYCN表达与NK细胞活化受体配体的表面表达呈负相关,包括NKG2D配体MICA/B、ULBP1—3以及DNAM-1配体PVR/CD155、Nectin-2,且这一现象已在部分原发肿瘤中得到验证。转录组分析还提示,MYCN扩增与Th1向Th2偏移及巨噬细胞向M2样极化相关,符合免疫抑制性TME特征。
单细胞研究进一步细化了这一图景。跨物种scRNA测序分析显示,TH-MYCN小鼠模型及人类NB样本中T细胞含量较低,巨噬细胞群体异质,且存在与MDSCs一致的特征。人类NB单细胞分析同样识别出多种髓系和淋巴系免疫状态,但按MYCN扩增分层的研究仍有限,因此MYCN如何在单细胞层面塑造免疫异质性仍未明确。
另一个复杂因素是部分高危NB属于cMYC驱动,而不仅是NMYC驱动。鉴于MYC家族转录因子的共享生物学特征,以及癌基因MYC可通过诱导免疫检查点和抑制抗原呈递促进免疫逃逸的证据,cMYC驱动NB可能采用类似机制,但系统性比较仍很少。总体而言,现有资料支持MYCN扩增与免疫浸润减少、NK识别异常及髓系表型偏移相关,提示MYCN可能通过代谢重编程与免疫抑制协同重塑NB TME。但其因果机制仍待明确,未来需结合多重成像、空间转录组及功能扰动模型进行解析。
4 CAF与TME
4.1 CAF的起源与激活
成纤维细胞是负责维持结缔组织完整性的梭形间充质细胞,主要通过产生ECM发挥作用。在癌症中,这些细胞可被激活为CAFs,获得类似伤口愈合和组织修复的增殖、迁移及分泌表型。
CAF可来源于多种细胞。除常驻组织成纤维细胞外,周细胞和平滑肌细胞可经转分化而来,上皮细胞可经上皮—间质转化(EMT)贡献,内皮细胞可经内皮—间质转化(EndMT)参与,骨髓来源的MSCs也可被募集至肿瘤部位。多来源性决定了CAF群体的显著异质性。相较正常成纤维细胞,CAFs表现出更强的ECM沉积能力、更多的细胞因子和趋化因子分泌,并可主动调控肿瘤细胞存活、侵袭、免疫调节和治疗耐受。
4.2 CAF信号及其与肿瘤/免疫细胞的通讯
CAFs通过可溶性因子、细胞外囊泡、代谢中间产物及ECM重塑,与肿瘤细胞进行广泛的双向串扰。生长因子信号是重要轴之一,例如CAF来源FGFs可通过激活AKT并抑制GSK-3β稳定MYC蛋白,增强肿瘤细胞增殖;IGF/IGF-1R通路也能促进MYC信号并同时驱动成纤维细胞活化,形成正反馈的肿瘤—基质环路。代谢耦合同样关键,在缺氧条件下,CAFs与肿瘤细胞可通过LDHs与MCTs介导的代谢互作在糖酵解与氧化磷酸化之间动态切换;CAF来源乳酸可为肿瘤细胞氧化代谢供能,而肿瘤代谢物也可反向重编程CAFs。除对肿瘤细胞的影响外,CAFs还能通过分泌细胞因子、趋化因子和ECM成分调控免疫细胞募集、极化与效应功能,通常促成免疫抑制性微环境;在多种肿瘤中,选择性靶向特定CAF亚群可增强抗肿瘤免疫并改善免疫治疗反应。
4.3 CAF的功能与表型异质性
CAFs是高度异质的间充质细胞群,具有多样的表型和功能状态。传统上常使用FSP-1、α-SMA、FAP-α、PDGFRα/β和整合素等标志物鉴定,但这些标志均非CAF特异,因此单一标志难以定义CAF群体,需要组合标志策略。单细胞转录组和空间分析进一步证明,成人恶性肿瘤中CAF存在显著的肿瘤内及肿瘤间异质性,可分为炎症型、肌成纤维型、抗原呈递型、代谢型或肿瘤限制型等不同状态,说明CAF并非统一的基质实体,而是由多个转录和功能上不同的状态构成。
除表型差异外,不同CAF亚群的功能影响也高度情境依赖。虽然CAF常被视为促瘤细胞,参与免疫抑制、肿瘤生长、侵袭和转移,但部分CAF群体也可能具有抑瘤或免疫支持作用。胰腺癌研究提供了最清晰的例证:CD105定义的CAF亚群具有相反作用,CD105
+ CAF促进肿瘤生长,而CD105
? CAF表现抑瘤活性;单纯清除α-SMA
+ CAF反而可能加速肿瘤进展。炎症型(iCAF)与肌成纤维型(myCAF)状态也已被描述,前者通常IL-6及细胞因子分泌较高,后者则更偏向ECM沉积。然而,这些状态在不同肿瘤中的功能后果并不一致,因此CAF的组成而非总量,往往更能决定免疫、治疗反应及预后。
4.4 NB TME中的CAF
4.4.1 NB中CAF/MSCs信号与串扰
与成人肿瘤相比,NB中CAF亚群的身份和功能贡献仍不明确,但越来越多证据提示,基质样成纤维细胞群参与了NB TME中的免疫抑制和促瘤网络。早期免疫组化研究发现,与非扩增病例相比,MYCN扩增肿瘤中α-SMA
+且非周细胞性(h-caldesmon
?)的CAF样区域增多,且CAF丰度与高危疾病和骨髓转移相关。值得注意的是,TAM常位于CAF富集区域附近,其密度随CAF分级升高,提示结构化的基质—免疫生态位。体外实验表明,NB条件培养基可促使外周血单个核细胞来源巨噬细胞向TAM样表型极化,并推动骨髓来源MSCs向CAF样状态转变,支持肿瘤—基质的双向编程。
后续研究进一步强调CAF/MSC与TAM的协同作用。CAF/MSC群体可增强肿瘤细胞增殖、存活及化疗耐受,并在体内促进肿瘤植入;CAF标志物(如FAP、FSP-1)与TAM标志物(如CD163)呈正相关,支持高危NB中CAF—TAM共富集。其机制与TGF-β/IL-6轴激活相关,可维持巨噬细胞存活与极化,并抑制NK细胞活性。补充研究还显示,NB相关MSCs可通过免疫调节分子直接抑制NK细胞功能。总体而言,NB肿瘤中存在CAF/MSC—TAM协作及细胞因子驱动的免疫抑制性基质—免疫生态位,但现有证据多来自标志物定义的群体及体外共培养体系,原发肿瘤中的转录异质性、空间组织和谱系来源仍有待阐明。
4.4.2 NB中CAF多样性及临床关联的新进展
单细胞转录组研究开始勾勒NB中CAF异质性。Costa等在TH-MYCN小鼠肿瘤中识别出Fn1
+ CAF簇,并进一步分为两类:一类是富集Ccl2、Cxcl1和Cxcl12等趋化因子的免疫调节型CAF-S1,另一类为具有促转移和血管周围特征的CAF-S4。人类NB活检中也发现相似的COL1A1
+ CAF群体,其中CAF-S1同样表达Cxcl12和Ccl2,提示该类免疫调节状态在跨物种间具有保守性。这些结果提供了NB中转录上不同CAF亚群的早期证据,并提示其在基质区室中具有功能分化。
基于单细胞数据,部分研究进一步将CAF标志基因与bulk转录组队列整合,构建CAF相关预后模型。例如,有研究从8个NB肿瘤中鉴定出253个CAF相关基因,并建立8基因风险模型,可在独立队列中区分预后并与免疫浸润和治疗反应相关。其他研究也提出了可预测生存及免疫治疗敏感性的CAF模型。尽管这些整合分析提示CAF相关转录程序具有临床意义,但其局限也较明显:多数CAF标志物和风险模型主要源于bulk与单细胞数据交集的计算结果,缺少原位纤维母细胞特异表达的确证;亚群界定多依赖转录评分,缺乏空间转录组、多重成像或蛋白水平验证。因此,NB中CAF亚群的确切身份、谱系来源及功能仍未解决。
4.4.3 NB TME中CAF异质性的认知空白
尽管基质生物学受到更多关注,NB中CAF的身份、多样性及功能意义仍未明确。现有研究大多聚焦于体外MSC—CAF互作,或使用α-SMA、FAP等单一标志将CAF视为均一群体,缺乏整合单细胞、空间与功能平台的系统性体内鉴定。一个关键难题是区分肿瘤内在MES状态与真正的基质成纤维细胞群;由于两者在标志物上高度重叠,原发NB中CAF亚群的无偏识别在技术和概念上均较复杂。需要通过谱系追踪、空间转录组和多重成像加以厘清。
此外,CAF异质性尚未与MYCN扩增、MYCN表达水平、治疗暴露或疾病分期等分子和临床变量进行系统关联。鉴于MYCN在代谢重编程和免疫调控中的核心作用,MYCN状态很可能影响TME中的CAF组成、表型和代谢串扰,但相关分层研究仍然稀少。成人癌症已证明特定CAF亚群与治疗反应、转移及免疫调控密切相关,但在儿童肿瘤如NB中是否存在类似状态仍不明确。未来需借助多组学、空间分辨及纵向分析定义CAF谱系、功能分工及肿瘤—基质互作。
5 结论与未来展望
NB是一种高度异质性的疾病,其中MYCN扩增驱动侵袭性行为、代谢重编程及不良临床结局。尽管对肿瘤内在MYCN生物学的认识已取得进展,但本文强调了一种新兴观点:MYCN不仅是肿瘤驱动因子,也是TME重塑的核心组织者。尤其是CAFs,正逐渐被视为ECM组织、免疫调控和代谢串扰的重要介体,但其在NB中的身份、异质性及功能作用仍未明晰。
当前最关键的未解问题之一,是如何区分肿瘤内在的间充质程序与真正的基质细胞群。这一问题已干扰单细胞数据解释,并可能掩盖CAF对肿瘤进展和治疗反应的真实贡献。澄清这一歧义,并明确CAF功能状态及其谱系关系,是推进NB基质生物学研究的前提。
本文讨论的概念也超越NB本身。MYCN和MYC驱动的代谢与微环境重编程,已在髓母细胞瘤、小细胞肺癌及其他MYC家族驱动肿瘤中逐渐显现。因此,NB可作为研究致癌转录因子如何通过代谢、基质和免疫协同重塑肿瘤生态系统的有价值模型。未来研究应优先采用整合性、空间分辨且经过功能验证的方法,在不同疾病阶段和治疗背景下定义CAF异质性与肿瘤—基质互作。此类工作将有助于发现可操作的基质脆弱点,并发展同时靶向肿瘤细胞及其支持性生态位的联合治疗策略。最终,解析MYCN驱动的肿瘤—微环境互作,有望推动更有效且毒性更低的治疗方案,不仅适用于NB,也可能惠及更广泛的MYC驱动性癌症。