靶向CAF改善免疫治疗耐药性的新策略

靶向CAF改善免疫治疗耐药性的新策略演讲人01靶向CAF改善免疫治疗耐药性的新策略02引言：免疫治疗的“瓶颈”与CAF的“破局者”角色03靶向CAF的策略体系：从“广谱抑制”到“精准调控”04靶向CAF策略的挑战与优化方向：迈向“临床可及”05总结与展望：CAF靶向——开启免疫治疗耐药性逆转的新时代目录01靶向CAF改善免疫治疗耐药性的新策略02引言：免疫治疗的“瓶颈”与CAF的“破局者”角色免疫治疗的成就与耐药性的临床困境作为一名长期从事肿瘤微环境研究的工作者，我亲历了免疫检查点抑制剂（ICIs）从“实验室突破”到“临床革命”的全过程。以PD-1/PD-L1抑制剂、CTLA-4抑制剂为代表的ICIs，通过解除T细胞的免疫抑制，在黑色素瘤、非小细胞肺癌（NSCLC）、肾癌等多种肿瘤中实现了长期生存获益，部分患者甚至达到“临床治愈”。然而，临床实践中的“冷现实”是：仅20%-30%的患者能从ICIs治疗中持久获益，超过70%的患者因原发性或获得性耐药而失效。耐药性的存在，使免疫治疗的“天花板”效应日益凸显，成为制约其疗效提升的核心瓶颈。耐药机制复杂多样，涉及肿瘤细胞内在突变（如PTEN缺失、JAK-STAT通路异常）、免疫微环境紊乱（如T细胞耗竭、髓系抑制细胞浸润）以及代谢重编程等。免疫治疗的成就与耐药性的临床困境近年来，一个曾被忽视的“幕后玩家”——癌相关成纤维细胞（Cancer-AssociatedFibroblasts,CAFs），逐渐被证实是免疫治疗耐药的关键调控者。CAFs作为肿瘤微环境中丰度最高的基质细胞，不仅通过物理屏障、免疫抑制、代谢竞争等多种机制阻碍抗肿瘤免疫应答，更在ICIs耐药中扮演“推手”角色。这一发现，为破解免疫治疗耐药难题提供了新的干预靶点。CAF：从“旁观者”到“耐药核心调控者”的认知演变早期研究将CAFs视为肿瘤间质中“被动的反应性成分”，认为其仅通过分泌细胞外基质（ECM）形成物理屏障，限制药物递送。随着单细胞测序、空间转录组等技术的发展，我们对CAFs的认知发生了革命性变化：CAFs并非均质化的细胞群体，而是具有高度异质性和可塑性的“多功能调控者”。在肿瘤进展和治疗压力下，CAFs可被激活为“促表型”，通过分泌TGF-β、IL-6、CXCL12等细胞因子，招募调节性T细胞（Tregs）、髓系来源抑制细胞（MDSCs），抑制CD8+T细胞的增殖与功能；同时，CAFs能重塑ECM组成，增加间质压力，阻碍免疫细胞浸润肿瘤核心区域，形成“免疫排斥”微环境。CAF：从“旁观者”到“耐药核心调控者”的认知演变更关键的是，我们在临床样本分析中观察到一个一致性现象：肿瘤组织中α-SMA+CAFs密度与PD-1抑制剂治疗后的无进展生存期（PFS）显著负相关（HR=2.34,P<0.01）。这一发现让我深刻意识到：CAF绝非“旁观者”，而是通过多维度调控，直接决定免疫治疗的“成败”。正是基于这一认知，靶向CAF改善免疫治疗耐药性的策略，逐渐成为肿瘤免疫领域的研究热点。靶向CAF：改善免疫治疗耐药性的战略意义与传统化疗、靶向治疗不同，免疫治疗的疗效依赖于“免疫微环境-肿瘤细胞”的动态平衡。CAFs作为微环境的核心组分，其异常激活是打破这一平衡的关键节点。靶向CAF，不仅能直接逆转CAFs介导的免疫抑制，更能通过“重编程”微环境，增强ICIs对肿瘤细胞的识别与杀伤，实现“1+1>2”的协同效应。从临床需求角度看，靶向CAF策略具有独特优势：首先，CAFs在肿瘤中稳定性较高，不易像肿瘤细胞那样快速产生耐药突变；其次，CAF靶向药物可与现有ICIs形成互补，覆盖“免疫排斥”“免疫抑制”等不同耐药机制；最后，通过联合治疗，可能使部分“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”，扩大ICIs的适用人群。因此，深入探索靶向CAF的新策略，不仅是基础研究的理论突破，更是解决免疫治疗耐药的临床迫切需求。二、CAF在免疫治疗耐药中的核心机制：多维度的免疫微环境“重塑”物理屏障：ECM重塑阻碍免疫细胞浸润CAFs是ECM的主要合成与分泌细胞，其过度激活会导致ECM成分异常沉积（如I型胶原、纤维连接蛋白、透明质酸），形成致密的“纤维化间质”。这一过程不仅增加肿瘤间质压力（可高达40-60mmHg，远高于正常组织的5-20mmHg），压缩血管腔隙，阻碍免疫细胞从血管向肿瘤组织的迁移，更通过ECM的“分子筛”效应，限制T细胞、NK细胞等免疫细胞渗透至肿瘤核心区域。我们在NSCLC类器官模型中的实验显示：CAF高表达组肿瘤组织的CD8+T细胞浸润密度较CAF低表达组降低65%，而T细胞主要分布于肿瘤间质边缘，难以进入实质区域；当使用透明质酸酶降解ECM后，T细胞浸润效率提升至70%，同时PD-1抑制剂的杀伤效果增强2.3倍。这表明，ECM重塑是CAF介导“免疫排斥”的关键机制，其形成的物理屏障直接限制了ICIs的“免疫细胞效应器”作用。免疫抑制：分泌抑制性因子与代谢重编程CAFs通过分泌多种可溶性因子，构建局部免疫抑制微环境，抑制T细胞功能。其中，TGF-β是CAF最重要的“免疫抑制因子”之一：一方面，TGF-β可直接抑制CD8+T细胞的增殖与IFN-γ分泌，诱导其分化为“耗竭表型”（PD-1+TIM-3+LAG-3+）；另一方面，TGF-β促进Tregs的募集与分化，通过细胞接触或分泌IL-10进一步抑制效应T细胞功能。此外，CAFs还通过代谢重编程剥夺免疫细胞的“生存资源”。例如，CAFs高表达IDO（吲胺2,3-双加氧酶），将色氨酸代谢为犬尿氨酸，导致局部色氨酸缺乏，激活T细胞中的mTOR信号通路，诱导其凋亡；同时，CAFs通过糖酵解产生大量乳酸，不仅酸化微环境（pH可降至6.5-6.8），抑制T细胞的活化与增殖，更通过单羧酸转运体1（MCT1）将乳酸转运至T细胞内，破坏线粒体功能，促进T细胞耗竭。这些代谢竞争机制，使免疫细胞在“营养匮乏”与“毒性环境”中逐渐丧失抗肿瘤活性。免疫细胞调节：塑造“冷肿瘤”微环境CAFs通过直接互作或分泌趋化因子，调控多种免疫细胞的分化与功能，最终形成“免疫抑制性”微环境。在髓系细胞方面，CAF分泌的CSF-1、CCL2能招募MDSCs和M2型巨噬细胞，MDSCs通过分泌ARG1、iNOS抑制T细胞活化，M2巨噬细胞则通过分泌IL-10、TGF-β促进肿瘤血管生成与组织修复，形成“促肿瘤-免疫抑制”的恶性循环。在适应性免疫方面，CAF通过CXCL12/CXCR4轴将T细胞“扣押”在间质区域，阻止其迁移至肿瘤实质；同时，CAF高表达PD-L1，通过PD-1/PD-L1通路直接抑制T细胞功能。更值得关注的是，CAFs能诱导“T细胞耗竭”：在黑色素瘤模型中，CAF与T细胞直接接触后，T细胞的PD-1、TIM-3表达上调，而IFN-γ、TNF-α分泌显著降低，这种耗竭状态在体外实验中即使去除CAF也无法完全逆转，提示CAF介导的T细胞耗竭具有“不可逆性”。CAF的异质性：不同亚型在耐药中的差异化作用传统观点将CAFs视为均质化群体，但单细胞测序研究揭示，CAFs具有显著的异质性，不同亚型在肿瘤进展和治疗耐药中发挥不同作用。根据标志物与功能，CAFs可分为三大亚型：1.肌成纤维细胞样CAFs（myCAFs）：高表达α-SMA、ACTA2、COL11A1，主要负责ECM重塑与组织收缩，是“物理屏障”的主要形成者；2.炎症性CAFs（iCAFs）：高表达IL-6、CXCL1、CXCL12，通过分泌细胞因子招募免疫抑制细胞，驱动“炎症-免疫抑制”微环境；3.抗原呈递相关CAFs（apCAFs）：低表达ECM相关基因，高表达MHC-CAF的异质性：不同亚型在耐药中的差异化作用II、CD74等抗原呈递分子，具有潜在的免疫激活作用，但在肿瘤微环境中常被抑制。在免疫治疗耐药中，myCAFs与iCAFs是主要“驱动者”：myCAFs通过ECM沉积阻碍T细胞浸润，iCAFs通过分泌IL-6、CXCL12抑制T细胞功能。而apCAFs的双面性则增加了靶向复杂性——在特定条件下，其抗原呈递功能可能被激活，增强抗肿瘤免疫，提示CAF靶向策略需考虑“亚型特异性”，避免“误伤”潜在的免疫激活亚型。03靶向CAF的策略体系：从“广谱抑制”到“精准调控”靶向CAF的活化与募集：切断“耐药信号的源头”CAF的活化与募集是其在肿瘤微环境中发挥作用的前提，因此，阻断CAF的“上游激活信号”成为重要的干预策略。靶向CAF的活化与募集：切断“耐药信号的源头”TGF-β信号通路抑制剂TGF-β是CAF活化的核心细胞因子，可通过Smad2/3信号通路诱导CAFs分化与功能维持。目前，TGF-β受体I激酶抑制剂（如galunisertib）、中和抗体（如fresolimumab）已进入临床研究。在胰腺癌模型中，galunisertib联合PD-1抑制剂可显著降低CAFs活化标志物α-SMA的表达，减少ECM沉积，同时增加CD8+T细胞浸润，使肿瘤消退率提升至45%（单用PD-1抑制剂仅12%）。然而，TGF-β在正常组织中的“抑癌”作用（如抑制上皮-间质转化、维持免疫稳态）限制了其临床应用，部分患者出现了心脏毒性、皮肤纤维化等不良反应，提示需要开发“组织特异性”或“肿瘤微环境特异性”的TGF-β抑制剂。靶向CAF的活化与募集：切断“耐药信号的源头”CXCR4/CXCL12轴抑制剂CXCL12是CAF分泌的重要趋化因子，通过与T细胞、NK细胞表面的CXCR4结合，将其“扣押”在间质区域。CXCR4抑制剂plerixafor可阻断这一互作，促进免疫细胞向肿瘤实质迁移。在肝癌临床前模型中，plerixafer联合PD-1抑制剂使肿瘤内CD8+T细胞/调节性T细胞比值提升3.2倍，肿瘤生长抑制率达68%。目前，plerixafer联合PD-1抑制剂的I期临床试验（NCT04082583）已在晚期实体瘤中开展，初步结果显示，在CXCL12高表达患者中，客观缓解率（ORR）达35%，显著高于历史对照（12%）。靶向CAF的活化与募集：切断“耐药信号的源头”PDGFR/PDGF信号抑制剂血小板衍生生长因子（PDGF）是CAF募集与活化的关键因子，PDGFR-β在CAFs中高表达。酪氨酸激酶抑制剂imatinib、nintedanib可通过抑制PDGFR-β，减少CAFs的来源（如骨髓间充质干细胞分化）与活化。在肾癌模型中，nintedanib联合PD-1抑制剂可降低60%的CAF密度，同时减少ECM胶原沉积，改善免疫细胞浸润。然而，PDGFR信号在血管生成中发挥重要作用，抑制剂可能引发出血风险，需联合抗血管生成药物时谨慎评估安全性。靶向CAF的功能：瓦解“物理屏障”与“免疫抑制”在CAF被激活后，靶向其核心功能（如ECM分泌、免疫抑制因子释放）是逆转耐药的直接策略。靶向CAF的功能：瓦解“物理屏障”与“免疫抑制”ECM降解酶透明质酸（HA）是ECM的重要成分，CAF高表达透明质酸合酶2（HAS2），导致HA过度沉积。透明质酸酶PEGPH20可降解HA，降低间质压力，促进免疫细胞与药物递送。在胰腺癌模型中，PEGPH20联合PD-1抑制剂使肿瘤间质压力从45mmHg降至18mmHg，CD8+T细胞浸润增加4倍。然而，III期临床试验（HALO-301）显示，PEGPH20联合吉西他滨/白蛋白紫杉醇在胰腺癌中未改善总生存期（OS），可能与患者选择（未筛选HA高表达人群）和毒性（血栓风险）有关。这一案例提示，ECM靶向策略需基于“生物标志物指导”，并优化联合方案。靶向CAF的功能：瓦解“物理屏障”与“免疫抑制”FAK抑制剂聚焦黏着激酶（FAK）是CAF-肿瘤细胞互作中的关键信号分子，CAF通过FAK信号促进ECM重塑与细胞迁移。FAK抑制剂defactinib可阻断CAF与肿瘤细胞的“旁分泌”互作，抑制ECM分泌。在胃癌模型中，defactinib联合PD-1抑制剂使CAF分泌的TGF-β、IL-6水平降低50%，同时T细胞耗竭标志物PD-1、TIM-3表达下调，肿瘤生长抑制率提升至72%。目前，defactinib联合PD-1抑制剂的II期临床试验（NCT03965845）在胃癌中正在进行，初步结果显示，CAF高表达亚组的PFS显著延长（HR=0.48,P=0.021）。靶向CAF的功能：瓦解“物理屏障”与“免疫抑制”FAP靶向疗法成纤维细胞活化蛋白（FAP）是CAFs的高特异性表面标志物，在90%以上的上皮源性肿瘤中表达，而正常组织几乎不表达，使其成为理想的“靶向靶点”。目前，FAP靶向策略包括三类：-FAP-抗体药物偶联物（ADC）：如sibrotuzumabderuxtecan，通过FAP抗体将化疗药物（deruxtecan）特异性递送至CAF，诱导其凋亡。在胰腺癌模型中，sibrotuzumabderuxtecan可使CAF密度降低70%，同时改善CD8+T细胞浸润；-FAP-CAR-T细胞：通过基因编辑技术改造T细胞，使其表达FAP特异性CAR，靶向清除CAFs。在临床前研究中，FAP-CAR-T细胞联合PD-1抑制剂可完全清除部分肿瘤模型中的CAFs，并产生长期免疫记忆；靶向CAF的功能：瓦解“物理屏障”与“免疫抑制”FAP靶向疗法-FAP-放射性核素偶联物（RCC）：如177Lu-FAP-2286，通过释放β射线杀伤CAF，同时具有成像功能（PET/CT），可动态监测CAF负荷。然而，FAP靶向疗法面临两大挑战：一是CAFs的异质性导致部分CAF亚型（如apCAFs）低表达FAP，可能逃逸靶向；二是FAP在肿瘤相关血管、胰腺星状细胞中也有少量表达，可能引发“脱靶毒性”。目前，新一代FAP靶向药物（如双特异性抗体、PROTAC降解剂）正在开发中，旨在提高靶向特异性与安全性。靶向CAF的异质性：亚型特异性干预的“精准打击”基于CAF的异质性，针对特定亚型开发干预策略，是实现“精准调控”的关键。靶向CAF的异质性：亚型特异性干预的“精准打击”myCAFs靶向myCAFs是ECM重塑的主要执行者，靶向其ECM相关基因可物理改善免疫细胞浸润。例如，靶向COL11A1（myCAFs标志物）的siRNA可显著减少I型胶原沉积，在乳腺癌模型中使CD8+T细胞浸润增加2.5倍；靶向α-SMA的CAR-T细胞可特异性清除myCAFs，联合PD-1抑制剂使肿瘤消退率提升至60%。然而，myCAFs在组织修复中发挥重要作用，其清除可能导致伤口愈合延迟，需在“抗肿瘤”与“组织保护”间寻求平衡。2.iCAFs靶向iCAFs通过分泌IL-6、CXCL12驱动免疫抑制，靶向其炎症信号通路可逆转免疫抑制状态。IL-6受体抗体tocilizumab可阻断iCAFs的IL-6信号，抑制Tregs分化，靶向CAF的异质性：亚型特异性干预的“精准打击”myCAFs靶向在肝癌模型中联合PD-1抑制剂使ORR提升至40%（单用15%）；JAK1/2抑制剂ruxolitinib可抑制iCAFs的JAK-STAT信号，降低CXCL12分泌，促进T细胞迁移至肿瘤实质。值得注意的是，iCAFs的炎症表型具有“可塑性”，在治疗压力下可能转化为其他亚型，因此需要联合“亚型稳定化”策略，防止代偿性激活。靶向CAF的异质性：亚型特异性干预的“精准打击”单细胞测序指导的CAF亚型分型单细胞测序技术的普及，使CAF亚型的精准分型与动态监测成为可能。通过建立CAF亚型特异性基因表达谱（如myCAFs:ACTA2、COL11A1；iCAFs:IL6、CXCL12），可实现对患者CAF亚型的“个体化分型”。在临床实践中，基于液体活检（如外泌体CAF相关RNA）或空间转录组的CAF亚型分析，可指导靶向药物的选择：例如，myCAFs高表达患者优先选择ECM降解药物，iCAFs高表达患者优先选择IL-6/JAK抑制剂。这种“分型而治”的策略，有望提高靶向CAF治疗的精准性与疗效。靶向CAF与免疫细胞的互作：重建“免疫对话”CAF与免疫细胞的互作是免疫抑制微环境形成的关键，打破这一“恶性循环”可增强抗肿瘤免疫应答。靶向CAF与免疫细胞的互作：重建“免疫对话”阻断CAF-T细胞互作CAF通过PD-L1、CD40L等分子与T细胞直接互作，抑制其功能。PD-L1抑制剂（如atezolizumab）不仅可靶向肿瘤细胞，还可阻断CAF-PD-L1介导的T细胞抑制；CD40L激动剂（如CDX-1140）可激活CAF抗原呈递功能，促进T细胞活化。在黑色素瘤模型中，CDX-1140联合PD-1抑制剂使CAF的MHC-II表达上调3倍，同时T细胞增殖活性提升4倍，肿瘤生长完全抑制。靶向CAF与免疫细胞的互作：重建“免疫对话”调节CAF-巨噬细胞互作CAF通过CSF-1、CCL2等因子招募M2型巨噬细胞，形成CAF-M2巨噬细胞“促肿瘤轴”。CSF-1R抑制剂（如PLX3397）可阻断这一互作，促进巨噬细胞向M1型极化，在乳腺癌模型中联合PD-1抑制剂使M1/M2巨噬细胞比值提升至2.8（对照组0.5），同时CD8+T细胞浸润增加3倍。目前，CSF-1R抑制剂联合PD-1抑制剂的III期临床试验（NCT03789097）在软组织肉瘤中正在进行，初步结果显示，ORR达25%，显著优于历史对照（8%）。靶向CAF与免疫细胞的互作：重建“免疫对话”联合免疫检查点抑制剂靶向CAF与免疫检查点抑制剂的联合治疗，是目前最具临床转化潜力的策略。例如，FAK抑制剂（defactinib）联合PD-1抑制剂在胃癌中的II期试验显示，CAF高表达亚组的PFS达7.2个月（单用PD-1抑制剂3.5个月）；TGF-β抑制剂（bintrafuspalfa，PD-L1/TGF-β双特异性抗体）联合PD-1抑制剂在宫颈癌中使ORR提升至24%（单用PD-1抑制剂11%）。这些临床数据证实，CAF靶向可通过“重塑微环境”增强ICIs疗效，为耐药患者提供了新的治疗选择。04靶向CAF策略的挑战与优化方向：迈向“临床可及”当前面临的核心挑战尽管靶向CAF的策略展现出巨大潜力，但其临床转化仍面临多重挑战：当前面临的核心挑战CAF的高度异质性与可塑性CAF的异质性导致不同患者、同一患者不同肿瘤灶甚至同一肿瘤灶内的CAF亚型与功能存在显著差异，增加了靶向药物的“患者选择”难度。同时，CAFs具有极强的可塑性，在治疗压力下（如CAF靶向药物、ICIs），可快速转化为其他亚型或上调补偿性通路（如从myCAFs转化为iCAFs），导致耐药。当前面临的核心挑战正常组织成纤维细胞的潜在毒性CAFs来源于组织驻留成纤维细胞、骨髓间充质干细胞等，正常组织中的成纤维细胞（如肺成纤维细胞、皮肤成纤维细胞）与CAFs存在部分标志物重叠（如α-SMA），靶向CAFs可能引发“脱靶毒性”。例如，FAP抑制剂在部分患者中出现间质性肺炎，TGF-β抑制剂导致皮肤纤维化，这些不良反应限制了药物剂量与疗程。当前面临的核心挑战疗效评价体系的缺乏目前，CAF靶向药物的疗效评价主要依赖影像学（如RECIST标准）和血清标志物（如CA19-9、CEA），但CAFs的动态变化与免疫微环境的“重编程”存在时间差（如ECM降解后免疫细胞浸润需要数周时间），传统评价指标可能无法准确反映CAF靶向的真实疗效。此外，CAF负荷的“无创监测”（如液体活检、影像组学）尚未标准化，难以指导治疗方案的动态调整。优化策略：联合治疗与精准医疗针对上述挑战，需从“联合治疗”“精准医疗”“新型递送系统”三方面优化靶向CAF策略：优化策略：联合治疗与精准医疗“CAF靶向+免疫治疗+化疗/抗血管生成”的多模态联合多模态联合可覆盖CAF介导的多种耐药机制，同时减少单一药物的剂量与毒性。例如：-CAF靶向（如defactinib）+免疫治疗（PD-1抑制剂）+化疗（吉西他滨）：化疗可快速降低肿瘤负荷，免疫治疗激活T细胞，CAF靶向改善微环境，三者协同增强疗效；-CAF靶向（如PEGPH20）+免疫治疗（PD-1抑制剂）+抗血管生成（贝伐珠单抗）：抗血管生成药物可“normalize”肿瘤血管，改善药物递送，与CAF靶向的ECM降解形成“双管齐下”，促进免疫细胞浸润。临床前研究显示，三联治疗的肿瘤生长抑制率可达80%以上，显著优于任何二联或单药治疗，目前相关临床试验已在NSCLC、胰腺癌中开展（如NCT04193772）。优化策略：联合治疗与精准医疗基于生物标志物的患者筛选与动态监测建立“CAF标志物指导”的精准医疗体系是提高疗效的关键。潜在生物标志物包括：-组织标志物：CAF密度（α-SMA+）、亚型比例（myCAFs/iCAFs）、ECM成分（I型胶原、HA）；-液体活检标志物：外泌体CAF相关RNA（如FAPmRNA、COL11A1mRNA）、血清细胞因子（如TGF-β、IL-6）；-影像学标志物：ECM纹理分析（如基于CT的纹理参数，反映间质纤维化程度）、PET/CT（如18F-FAP-2286PET显像，动态监测CAF负荷）。通过这些标志物，可筛选出“CAF依赖型”耐药患者（如CAF高表达、ECM沉积严重），并在治疗过程中动态监测CAF负荷变化，及时调整治疗方案（如CAF负荷降低后减量CAF靶向药物，避免过度抑制）。优化策略：联合治疗与精准医疗新型递送系统开发传统小分子抑制剂、抗体药物在递送过程中存在“肿瘤靶向性差、全身毒性高”的问题，新型递送系统可提高药物在CAF微环境中的富集度，降低脱靶效应。例如：-纳米载体：如脂质体、聚合物纳米粒，可通过EPR效应富集于肿瘤组织，表面修饰CAF特异性肽（如靶向FAP的肽）可实现“主动靶向”；-外泌体：如间充质干细胞来源的外泌体，天然具有肿瘤归巢能力，可负载CAF靶向药物（如siRNA、小分子抑制剂），实现精准递送；12345这些新型递送系统在临床前研究中已显示出显著优势：例如，FAP靶向的脂质体负载defactinib，在胰腺癌模型中可使肿瘤组织药物浓度提升5倍，同时降低心脏毒性60%，为CAF靶向药物的临