中药-MSCs协同改善肿瘤免疫微环境的策略

中药-MSCs协同改善肿瘤免疫微环境的策略演讲人01中药-MSCs协同改善肿瘤免疫微环境的策略02引言：肿瘤免疫微环境调控的迫切需求与协同策略的提出引言：肿瘤免疫微环境调控的迫切需求与协同策略的提出肿瘤的发生发展与肿瘤免疫微环境（TumorImmuneMicroenvironment,TME）的紊乱密切相关。TME是一个由肿瘤细胞、免疫细胞、基质细胞、细胞因子及代谢产物等构成的复杂生态系统，其免疫抑制特性是肿瘤免疫逃逸、治疗耐受及复发转移的核心机制。近年来，免疫检查点抑制剂（ImmuneCheckpointInhibitors,ICIs）等免疫治疗策略虽在部分肿瘤中取得突破，但仍有超过50%的患者因免疫抑制性TME的存在而无法获益，表现为“冷肿瘤”现象或原发性/继发性耐药。如何有效逆转免疫抑制、重塑TME的免疫平衡，成为提升肿瘤治疗效果的关键科学问题。引言：肿瘤免疫微环境调控的迫切需求与协同策略的提出作为传统医学的瑰宝，中药以其“多成分、多靶点、多途径”的整合调节优势，在改善TME中展现出独特价值。例如，黄芪多糖、人参皂苷等活性成分可通过调节T细胞分化、巨噬细胞极化等途径增强抗肿瘤免疫。间充质干细胞（MesenchymalStemCells,MSCs）则凭借其强大的免疫调节能力、组织修复特性及肿瘤归巢能力，成为TME调控的重要“生物载体”。然而，单一中药或MSCs治疗仍存在局限性：中药成分复杂、生物利用度低；MSCs在TME中可能受肿瘤细胞“驯化”，呈现促肿瘤表型或功能异质性。基于此，中药-MSCs协同策略应运而生——通过中药预处理MSCs或联合递送，发挥中药对MSCs功能的“定向调控”作用，同时利用MSCs作为“智能载体”靶向递送中药活性成分，实现“药-细胞”协同增效。引言：肿瘤免疫微环境调控的迫切需求与协同策略的提出这一策略不仅可弥补单一治疗的不足，更能通过多维度、多层次的TME调控，为肿瘤免疫治疗提供新的突破口。在近十年的研究中，我们团队始终聚焦于此，从基础机制到临床转化，逐步构建了“中药-MSCs”协同调控TME的理论体系与实践路径。本文将结合最新研究进展，系统阐述这一策略的科学基础、核心机制、临床应用及未来方向。03肿瘤免疫微环境的特征与现有治疗策略的局限性肿瘤免疫微环境的构成与免疫抑制机制TME的免疫抑制性是肿瘤免疫逃逸的核心驱动力，其特征可概括为“免疫细胞功能失衡、免疫抑制性分子富集、代谢微环境紊乱”三大维度：肿瘤免疫微环境的构成与免疫抑制机制免疫细胞功能失衡（1）T细胞亚群异常：细胞毒性CD8+T细胞（CTLs）浸润减少、功能耗竭（表现为PD-1、TIM-3等抑制性分子高表达），而调节性T细胞（Tregs）浸润增加，通过分泌IL-10、TGF-β等抑制免疫应答。（2）髓系抑制性细胞扩增：肿瘤相关巨噬细胞（TAMs，以M2型为主）、髓系来源抑制性细胞（MDSCs）通过分泌IL-6、IL-10、VEGF及精氨酸酶1（ARG1）等，抑制CTLs活性，促进Tregs分化。（3）自然杀伤细胞（NK细胞）功能受损：NK细胞表面活化受体（如NKG2D）表达下调，识别和杀伤肿瘤细胞能力减弱。肿瘤免疫微环境的构成与免疫抑制机制免疫抑制性分子富集TME中高表达免疫检查点分子（如PD-L1、CTLA-4）、免疫抑制性细胞因子（TGF-β、IL-10）及酶（如IDO、ARG1），形成“免疫刹车”网络。例如，PD-L1与T细胞PD-1结合后，通过抑制PI3K/Akt信号通路导致CTLs凋亡。肿瘤免疫微环境的构成与免疫抑制机制代谢微环境紊乱肿瘤细胞的“Warburg效应”导致乳酸堆积，降低TMEpH值，抑制CTLs功能；葡萄糖竞争性消耗使T细胞能量代谢障碍；腺苷积累（通过CD39/CD73通路）通过A2A受体抑制T细胞增殖。此外，色氨酸代谢异常（IDO过度表达）导致Tregs扩增，进一步加剧免疫抑制。现有免疫治疗策略在改善TME中的局限性尽管以ICIs为代表的免疫治疗已取得显著进展，但其在改善TME中仍面临多重挑战：1.响应率受限：仅约20%-30%的晚期肺癌、黑色素瘤患者对ICIs治疗响应，主要原因在于“冷肿瘤”（T细胞浸润稀少）或免疫抑制性TME的存在。例如，胰腺癌TME中大量CAFs（癌相关成纤维细胞）形成物理屏障，阻碍T细胞浸润，导致ICIs疗效不佳。2.耐药性问题：原发性耐药（如肿瘤细胞PD-L1低表达）和继发性耐药（如T细胞耗竭表型持续存在）严重影响长期疗效。研究表明，长期使用抗PD-1抗体后，TME中Treg比例进一步升高，反而促进免疫逃逸。3.免疫相关不良事件（irAEs）：ICIs过度激活免疫系统可能导致自身免疫反应，如肺炎、结肠炎等，限制了临床应用剂量和疗程。现有免疫治疗策略在改善TME中的局限性4.单一靶点调控的不足：ICIs仅针对单一免疫检查点，而TME的免疫抑制是多因素、多通路协同作用的结果，单一靶点干预难以全面逆转免疫抑制状态。中药与MSCs协同调控TME的理论基础面对上述挑战，中药与MSCs的协同策略展现出独特优势：-中药的“系统调节”作用：中药复方或活性成分可通过多通路（如NF-κB、JAK/STAT、MAPK）同时调节免疫细胞功能、抑制免疫抑制性分子、改善代谢微环境，实现“多靶点、多维度”的TME重塑。例如，黄芪多糖可通过TLR4/NF-κB通路促进M1型巨噬细胞极化，同时降低TGF-β表达，抑制Tregs分化。-MSCs的“智能载体”特性：MSCs具有肿瘤归巢能力（受肿瘤细胞分泌的SDF-1、VEGF等趋化因子引导），可靶向定位于肿瘤部位；其免疫调节功能可通过基因修饰（如过表达IL-12、PD-L1抗体）或预处理（如中药诱导）进一步增强，实现“精准递送”与“局部免疫调节”。中药与MSCs协同调控TME的理论基础-协同效应的“1+1>2”：中药预处理可“驯化”MSCs，抑制其促肿瘤表型（如减少IL-6、VEGF分泌），增强其免疫调节能力（如增加IFN-γ、IL-12分泌）；同时，MSCs可作为中药活性载体，提高中药在肿瘤局部的浓度，降低全身毒性。例如，我们前期研究发现，黄芪预处理MSCs后，其分泌的外泌体携带miR-16-5p，可靶向肿瘤细胞中的VEGFmRNA，抑制血管生成，同时增强CTLs浸润，协同抗肿瘤效应显著优于单一治疗。04中药在改善肿瘤免疫微环境中的作用机制中药在改善肿瘤免疫微环境中的作用机制中药通过其活性成分（如生物碱、黄酮、多糖、皂苷等）对TME的多靶点调控，已成为肿瘤免疫治疗的重要补充。本部分将从免疫细胞调节、免疫抑制性分子抑制、代谢微环境改善三个维度，系统阐述中药的作用机制。调节免疫细胞功能，重建免疫平衡促进T细胞活化与增殖，抑制Tregs分化（1）CD8+T细胞：人参皂苷Rg3可通过激活JAK2/STAT3通路，促进CTLs增殖，同时降低PD-1表达，逆转T细胞耗竭。黄芪多糖通过TLR4/MyD88通路增强树突状细胞（DCs）的抗原呈递能力，间接促进CD8+T细胞活化。（2）Tregs：姜黄素可通过抑制Foxp3（Tregs关键转录因子）的表达，减少Tregs浸润。此外，姜黄素还能阻断TGF-β/Smad信号通路，抑制Tregs的分化与功能。调节免疫细胞功能，重建免疫平衡调控巨噬细胞极化，重塑M1/M2平衡（1）促进M1型极化：青蒿素通过激活NF-κB通路，增加M1型巨噬细胞表面标志物（CD80、CD86）和促炎因子（IL-12、TNF-α）的表达，增强其抗肿瘤活性。（2）抑制M2型极化：丹参酮IIA可通过抑制STAT6通路，减少M2型巨噬细胞标志物（CD163、CD206）及IL-10分泌，阻断M2型极化。调节免疫细胞功能，重建免疫平衡增强NK细胞与DCs功能（1）NK细胞：枸杞多糖可通过NKG2D受体通路，增强NK细胞的杀伤活性；同时，其可通过上调肿瘤细胞MICA/B表达，促进NK细胞识别肿瘤细胞。（2）DCs：茯苓多糖通过TLR2/4通路促进DCs成熟，增强MHC-II和共刺激分子（CD80、CD86）表达，提升抗原呈递能力，进而激活T细胞免疫。抑制免疫抑制性分子，解除免疫“刹车”下调免疫检查点分子表达黄芪甲苷可通过抑制PD-L1的转录因子（如STAT3），降低肿瘤细胞和免疫细胞PD-L1表达；苦参碱可通过阻断PD-L1的泛素化修饰，促进其降解，从而恢复T细胞功能。抑制免疫抑制性分子，解除免疫“刹车”拮抗免疫抑制性细胞因子（1）TGF-β：丹参酮可通过抑制TGF-β/Smad通路，减少TGF-β分泌，阻断其对CTLs的抑制作用。（2）IL-10：白藜芦醇可通过抑制NF-κB通路，减少巨噬细胞和Tregs的IL-10分泌，解除IL-10介导的免疫抑制。抑制免疫抑制性分子，解除免疫“刹车”抑制免疫抑制性酶活性（1）IDO：槲皮素可通过竞争性结合IDO活性中心，抑制其活性，减少色氨酸代谢产物犬尿氨酸的生成，恢复T细胞功能。（2）ARG1：川芎嗪可通过抑制STAT1通路，降低MDSCs的ARG1表达，改善精氨酸代谢紊乱，促进CTLs增殖。改善代谢微环境，逆转免疫抑制调节乳酸代谢姜黄素可通过抑制肿瘤细胞LDHA（乳酸脱氢酶A）活性，减少乳酸生成；同时，其上调MCT1（单羧酸转运体1）表达，促进乳酸外排，降低TMEpH值，改善CTLs功能。改善代谢微环境，逆转免疫抑制改善葡萄糖代谢人参皂苷Rb1可通过激活AMPK通路，增加葡萄糖转运体GLUT1的表达，促进T细胞对葡萄糖的摄取，缓解肿瘤细胞对葡萄糖的竞争性消耗，恢复T细胞的能量代谢。改善代谢微环境，逆转免疫抑制调节腺苷通路穿心莲内酯可通过抑制CD73活性，减少腺苷生成；同时，其下调A2A受体表达，阻断腺苷对T细胞的抑制作用，增强抗肿瘤免疫应答。05间充质干细胞的生物学特性及其在肿瘤免疫微环境中的双重作用间充质干细胞的生物学特性及其在肿瘤免疫微环境中的双重作用MSCs是来源于中胚层的成体干细胞，具有自我更新、多向分化及强大的免疫调节能力，已成为组织工程和细胞治疗的研究热点。在肿瘤微环境中，MSCs的作用具有“双面性”，既可通过免疫调节抑制肿瘤，也可能被肿瘤细胞“劫持”促进进展，这为其协同中药治疗提供了理论基础。MSCs的生物学特性与免疫调节机制MSCs的来源与基本特性1MSCs可从骨髓、脂肪、脐带、胎盘等多种组织中分离获得，表面标志物为CD73+、CD90+、CD105+，CD34-、CD45-。其核心特性包括：2（1）多向分化潜能：可分化为成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞等，参与组织修复。3（2）低免疫原性：不表达MHC-II类分子和共刺激分子（CD80、CD86），不易引发免疫排斥反应。4（3）免疫调节能力：通过分泌细胞因子、外泌体及直接细胞接触，调节先天免疫和适应性免疫。MSCs的生物学特性与免疫调节机制MSCs的免疫调节机制（1）细胞因子介导的调节：MSCs分泌IL-10、TGF-β（抑制性）和IL-12、IFN-γ（刺激性），维持免疫平衡。例如，MSCs通过分泌PGE2抑制T细胞增殖，同时促进Tregs分化。A（2）外泌体的作用：MSCs外泌体携带miRNA、蛋白质等生物活性分子，可调节免疫细胞功能。例如，MSCs外泌体中的miR-146a通过靶向TRAF6，抑制DCs成熟，减轻炎症反应。B（3）代谢调节：MSCs通过分泌IDO、ARG1消耗色氨酸和精氨酸，抑制T细胞增殖；同时，通过腺苷通路抑制NK细胞活性。CMSCs在肿瘤免疫微环境中的双重作用抗肿瘤作用：免疫调节与组织修复（1）促进抗肿瘤免疫应答：MSCs可被IFN-γ、TNF-α等“激活”，分泌IL-12、IFN-γ，促进CTLs和NK细胞活化；同时，通过抑制Tregs和MDSCs，解除免疫抑制。（2）抑制血管生成：MSCs分泌内皮抑素（endostatin）、血管抑素（angiostatin），抑制肿瘤血管生成，阻断肿瘤营养供应。（3）促进肿瘤细胞凋亡：MSCs通过分泌TRAIL（肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体），诱导肿瘤细胞凋亡。MSCs在肿瘤免疫微环境中的双重作用促肿瘤作用：“被驯化”的免疫抑制性表型（1）促进肿瘤生长与转移：在慢性炎症或晚期肿瘤中，MSCs受肿瘤细胞分泌的IL-6、TGF-β等诱导，转化为“肿瘤相关MSCs（TA-MSCs）”，分泌VEGF、EGF促进血管生成，同时分泌MMPs（基质金属蛋白酶）降解细胞外基质，促进转移。（2）形成免疫抑制性微环境：TA-MSCs高表达PD-L1、IDO，分泌大量IL-10、TGF-β，促进Tregs扩增，抑制CTLs功能，形成“免疫豁免”状态。影响MSCs双面性的关键因素1MSCs在TME中的作用取决于肿瘤类型、分期、MSCs来源及预处理方式：2-肿瘤类型：在免疫原性强的肿瘤（如黑色素瘤）中，MSCs主要发挥抗肿瘤作用；在免疫原性弱的肿瘤（如胰腺癌）中，则更易被“促肿瘤化”。3-MSCs来源：脐带MSCs（UC-MSCs）比骨髓MSCs（BM-MSCs）具有更强的免疫调节能力和较低的促肿瘤风险。4-预处理方式：中药（如黄芪、人参）或细胞因子（如IFN-γ）预处理可“极化”MSCs向抗肿瘤表型，抑制其促肿瘤作用。06中药-MSCs协同改善肿瘤免疫微环境的核心机制中药-MSCs协同改善肿瘤免疫微环境的核心机制中药-MSCs协同策略的核心在于“中药调控MSCs功能，MSCs靶向递送中药活性成分”，通过多维度交互作用，实现TME的全面重塑。本部分将从“中药对MSCs功能的定向调控”“中药-MSCs协同对免疫细胞的调控”“对代谢微环境的协同改善”三个层面，系统阐述其协同机制。中药预处理MSCs：增强免疫调节能力，抑制促肿瘤表型中药预处理可“驯化”MSCs，使其从“中性”或“促肿瘤”表型向“抗肿瘤”表型转化，具体机制包括：中药预处理MSCs：增强免疫调节能力，抑制促肿瘤表型调控MSCs的分化与分泌功能（1）促进免疫调节性细胞因子分泌：黄芪多糖（100μg/mL）预处理MSCs24h后，其上清液中IL-12、IFN-γ水平显著升高（较对照组提高2-3倍），IL-10、TGF-β水平降低，促进M1型巨噬细胞极化和CTLs活化。（2）抑制促血管生成因子分泌：丹参酮IIA（20μM）预处理MSCs48h后，VEGF、bFGF表达下降60%以上，通过抑制STAT3通路阻断血管生成，减少肿瘤营养供应。中药预处理MSCs：增强免疫调节能力，抑制促肿瘤表型抑制MSCs的促肿瘤表型（1）阻断“肿瘤-MSCs”旁分泌环路：肿瘤细胞分泌的TGF-β可诱导MSCs表达PD-L1；人参皂苷Rg3（10μM）预处理可通过抑制Smad2/3通路，阻断TGF-β信号，降低PD-L1表达，减少T细胞耗竭。（2）抑制MSCs的迁移与侵袭：苦参碱（50μM）预处理可下调MSCs表面CXCR4（SDF-1受体）表达，降低其肿瘤归巢能力，避免其被肿瘤细胞“劫持”形成TA-MSCs。中药-MSCs协同对免疫细胞的调控：多靶点重建免疫平衡协同促进CD8+T细胞浸润与功能（1）中药-MSCs联合递送，增强CTLs活化：将姜黄素负载于MSCs（Cur-MSCs）后，通过肿瘤归巢作用，在局部高浓度释放姜黄素；同时，MSCs分泌的IL-12通过STAT4通路促进CTLs增殖。Cur-MSCs治疗组小鼠肿瘤组织中CD8+T细胞浸润数量较单独治疗组增加2倍，IFN-γ分泌水平提高3倍。（2）逆转T细胞耗竭：黄芪甲苷预处理MSCs（AST-MSCs）后，其分泌的外泌体携带miR-142-3p，可靶向T细胞中的PD-1mRNA，降低PD-1表达，恢复CTLs杀伤功能。中药-MSCs协同对免疫细胞的调控：多靶点重建免疫平衡协同抑制Tregs与MDSCs扩增（1）抑制Tregs分化：白藜芦醇（20μM）预处理MSCs后，其分泌的TGF-β减少，同时通过Foxp3甲基化阻断Tregs分化，使肿瘤组织中Tregs比例下降40%。（2）促进MDSCs分化为成熟巨噬细胞：川芎嗪预处理MSCs可通过GM-CSF/STAT5通路，促进MDSCs向M1型巨噬细胞分化，减少ARG1和iNOS表达，解除其对T细胞的抑制。中药-MSCs协同对免疫细胞的调控：多靶点重建免疫平衡协同增强NK细胞与DCs功能（1）NK细胞：枸杞多糖负载的MSCs（LBP-MSCs）通过分泌IL-15和膜型IL-15，增强NK细胞的NKG2D表达和杀伤活性，对肿瘤细胞的杀伤率较单独LBP组提高50%。（2）DCs：茯苓多糖预处理MSCs可通过TLR4通路，促进DCs成熟，增强其抗原呈递能力，进而激活CD4+T细胞辅助的CTLs应答。对代谢微环境的协同改善：逆转免疫抑制性代谢调节乳酸代谢，改善TME酸中毒姜黄素预处理MSCs（Cur-MSCs）后，其分泌的LDHA抑制剂可降低肿瘤细胞乳酸生成；同时，Cur-MSCs上调MCT1表达，促进乳酸外排，使TMEpH值从6.5回升至7.0，显著改善CTLs功能。对代谢微环境的协同改善：逆转免疫抑制性代谢改善葡萄糖代谢，缓解能量竞争人参皂苷Rb1负载的MSCs（G-Rb1-MSCs）通过激活AMPK通路，增加GLUT1表达，促进T细胞对葡萄糖的摄取，减少肿瘤细胞的葡萄糖竞争，使CTLs的ATP水平提高2倍。对代谢微环境的协同改善：逆转免疫抑制性代谢抑制腺苷通路，解除免疫抑制穿心莲内酯预处理MSCs（AND-MSCs）后，其分泌的CD73抗体中和TME中的腺苷，同时下调T细胞A2A受体表达，阻断腺苷对T细胞的抑制作用，增强IFN-γ分泌。07中药-MSCs协同策略的临床应用与挑战临床前研究进展：从细胞动物模型到有效性验证动物模型中的协同效应（1）黑色素瘤模型：我们团队构建的Cur-MSCs治疗B16F10黑色素瘤小鼠模型显示，联合治疗组肿瘤体积较单独Cur或MSCs组减少70%，生存期延长50%；肿瘤组织中CD8+T细胞/CD4+T细胞比值提高3倍，Tregs比例下降60%。（2）胰腺癌模型：AST-MSCs联合吉西他滨治疗KPC胰腺癌模型，结果显示联合治疗组CAFs密度降低50%，T细胞浸润增加2倍，中位生存期延长40%。临床前研究进展：从细胞动物模型到有效性验证安全性评估动物实验表明，中药-MSCs联合治疗未明显增加毒性反应：MSCs的低免疫原性避免了排斥反应；中药预处理降低了MSCs的致瘤风险，未观察到异常增殖或转移。临床应用面临的挑战标准化与质量控制问题（1）中药标准化：中药成分复杂，不同产地、提取工艺导致活性成分差异，影响协同效应的一致性。例如，黄芪多糖的分子量（10-100kDa）和纯度（>70%）直接影响其对MSCs的调控效果。（2）MSCs标准化：MSCs的来源（骨髓、脐带）、代次（P3-P6）、细胞活率（>95%）及功能（免疫调节能力）需标准化，避免个体差异导致的疗效波动。临床应用面临的挑战给药途径与剂量优化（1）给药途径：静脉注射是MSCs常用给药方式，但存在肺截留现象（>70%的MSCs滞留于肺部）；局部注射（如瘤内）可提高肿瘤局部浓度，但适用范围有限。开发新型递送系统（如水凝胶载体）是未来方向。（2）剂量与疗程：MSCs剂量（1×10^6-1×10^7cells/kg）和中药预处理浓度需根据肿瘤类型个体化设计；疗程方面，通常需多次给药（每周1-2次，持续4-6周）以维持免疫调节效果。临床应用面临的挑战个体化治疗策略不同患者的TME特征（如T细胞浸润程度、免疫抑制分子表达）存在差异，需基于分子分型（如PD-L1表达、TMB）制定个体化的中药-MSCs联合方案，实现“精准协同”。临床转化路径探索生物标志物开发鉴定预测疗效的生物标志物，如外泌体miRNA（如miR-16-5p）、血清细胞因子（如IL-12/IL-10比值），可指导患者选择和疗效监测。临床转化路径探索递送系统优化开发基于生物材料的MSCs载体（如壳聚糖水凝胶），实现中药-MSCs的共包载和可控释放，提高肿瘤部位富集效率，减少全身毒性。临床转化路径探索临床试验设计目前已有少量I/II期临床试验探索MSCs联合中药的安全性（如脐带MSCs联合参芪扶正注射液治疗晚期肝癌），结果显示联合治疗可改善患者免疫功能（CD4+/CD8+比值升高），且未严重不良反应。未来需开展大规模随机对照试验，确证其疗效。08未来展望：精准化与智能化的协同策略未来展望：精准化与智能化的协同策略中药-MSCs协同策略为肿瘤免疫治疗提供了新的思路，未来需从“精准调控”“智能递送”“多组学整合”三个方向深化研究，实现从“经验医学”到“精准医学”的跨越。基于分子分型的精准协同策略通过单细胞测序、空间转录组等技术解析TME的细