近年来,免疫治疗已成为肿瘤治疗领域的重要突破。以 PD-1/PD-L1 抑制剂为代表的免疫检查点治疗,能够重新激活患者自身的免疫系统,在多种癌症中取得了令人鼓舞的疗效。然而,在临床实践中,一个长期困扰医生和患者的问题始终存在:部分患者在治疗初期肿瘤明显缩小甚至消失,但经过一段时间后仍然出现复发。这种先有效、后失败的现象,提示肿瘤内部可能存在尚未被完全理解的免疫逃逸机制。
发表在《Cancer Cell》杂志的一项研究,对这一问题进行了系统而深入的探索。研究人员指出,肿瘤并非由单一类型的癌细胞构成,而是一个由多种细胞共同组成的复杂微环境,其中包括免疫细胞、血管细胞和间质细胞等。不同细胞之间不断进行信号交流,深刻影响着免疫治疗的真实效果。中性粒细胞是人体内数量最多的先天免疫细胞之一,在感染防御中发挥重要作用,但当它们进入肿瘤组织后,却表现出高度的功能多样性,被统称为肿瘤相关中性粒细胞。
研究发现,在免疫治疗过程中,中性粒细胞并非始终扮演抑制免疫的角色。通过单细胞测序分析可以看到,在接受 PD-L1 抑制剂联合 CD40 激动剂治疗后,肿瘤组织内相当一部分中性粒细胞被干扰素信号重新激活,开始表达抗原呈递分子和多种免疫刺激因子,从而协助 T 细胞对肿瘤发起攻击。这表明,中性粒细胞具有极强的可塑性,在合适条件下能够转变为重要的抗肿瘤力量。
然而,研究人员同时注意到,并非所有中性粒细胞都会发生这种有利转变。通过空间转录组技术分析肿瘤组织结构后发现,在肿瘤与周围基质交界的区域,仍然存在一群对免疫治疗反应迟钝的中性粒细胞。这些细胞即便暴露在强烈的干扰素环境中,也无法启动抗肿瘤程序,依旧维持免疫抑制状态,形成一道阻碍免疫系统深入肿瘤核心的“缓冲区”。
进一步研究揭示,这一特殊区域富集着一类具有高度干性特征的癌细胞,被称为肿瘤起始干细胞。这类细胞虽然数量不多,却具备极强的生存能力,是肿瘤在治疗后重新生长的重要根源。研究发现,这些肿瘤干细胞中普遍高表达一种名为 SOX2 的转录因子。SOX2 不仅维持癌细胞的干性状态,还赋予其调控周围免疫细胞的能力。
机制研究显示,SOX2 高表达的肿瘤干细胞会激活脂肪酸代谢通路中的关键酶 FADS1,从而大量合成花生四烯酸。花生四烯酸在肿瘤微环境中进一步转化为前列腺素 E2,这是一种具有明确免疫抑制作用的分子。前列腺素 E2 可直接作用于邻近的中性粒细胞,阻断其干扰素信号通路,使关键免疫分子无法被激活,从根本上切断了中性粒细胞向抗肿瘤状态转化的可能性。
在这种机制作用下,肿瘤干细胞周围形成了一个高度稳定的保护性微环境。中性粒细胞被固定在免疫抑制状态,T 细胞难以靠近肿瘤干细胞区域,最终使这些关键癌细胞在免疫治疗过程中得以存活。当大部分普通癌细胞被清除后,这些幸存的肿瘤干细胞便成为肿瘤复发的源头。
该研究不仅阐明了免疫治疗后肿瘤复发的重要生物学基础,也为临床治疗提供了新的思路。研究人员发现,通过抑制前列腺素 E2 的生成,例如使用 COX-2 抑制剂,可以恢复中性粒细胞对干扰素的反应能力,使其重新参与抗肿瘤免疫,从而显著降低肿瘤复发的风险。这提示未来免疫治疗的发展方向,可能不仅依赖于增强 T 细胞功能,还需要同步干预肿瘤代谢与微环境调控机制。
总体而言,这项研究揭示了肿瘤干细胞通过代谢信号重塑免疫微环境、构建保护伞的完整过程,为理解免疫治疗耐药与复发提供了关键证据,也为探索免疫治疗联合代谢调控的新策略奠定了重要理论基础。
参考文献:
Guo W, Luan J, Huang X, et al. Tumor-initiating stem cells fine-tune the plasticity of neutrophils to sculpt a protective niche[J]. Cancer cell, 2025.