靶向干细胞逆转免疫治疗抵抗的策略

靶向干细胞逆转免疫治疗抵抗的策略演讲人目录挑战与未来展望：在“未知”中探索，向“治愈”迈进实验研究与临床转化进展：从“实验室”到“病床旁”的跨越引言：免疫治疗的成就与困境——从“突破”到“瓶颈”的思考靶向干细胞逆转免疫治疗抵抗的策略总结与展望：靶向干细胞——逆转免疫治疗抵抗的“关键钥匙”5432101靶向干细胞逆转免疫治疗抵抗的策略02引言：免疫治疗的成就与困境——从“突破”到“瓶颈”的思考引言：免疫治疗的成就与困境——从“突破”到“瓶颈”的思考在肿瘤治疗领域，免疫检查点抑制剂（ICIs）的问世标志着一场革命性突破。以PD-1/PD-L1抑制剂、CTLA-4抑制剂为代表的免疫治疗，通过解除肿瘤对免疫系统的抑制，部分实现了晚期癌症的“长期生存”甚至“临床治愈”。然而，临床实践中我们不得不面对一个严峻现实：仅20%-40%的患者能从免疫治疗中持久获益，而大部分患者或初始无响应，或响应后出现获得性抵抗。作为一名长期深耕肿瘤免疫治疗的研究者，我曾在临床工作中目睹太多患者：起初对PD-1抑制剂“一针见血”，肿瘤显著缩小，但数月后影像学提示“进展”，再次活检显示肿瘤微环境（TME）中免疫细胞“失能”，肿瘤细胞“复活”。这种“响应-抵抗-进展”的循环，不仅让患者失去治疗机会，更促使我们深入思考：免疫治疗抵抗的“根”在哪里？如何突破这一瓶颈？引言：免疫治疗的成就与困境——从“突破”到“瓶颈”的思考近年来，干细胞生物学与肿瘤免疫学的交叉研究为我们提供了新视角。干细胞作为具有自我更新、多向分化潜能的“原始细胞”，不仅是机体组织修复的“主力军”，更在肿瘤发生、进展、转移及治疗抵抗中扮演“幕后推手”。肿瘤干细胞（CSCs）的“免疫逃逸”特性、间充质干细胞（MSCs）对免疫微环境的“重塑”作用，逐渐被证实是免疫治疗抵抗的关键机制。基于此，“靶向干细胞逆转免疫治疗抵抗”的策略应运而生，其核心在于通过精准干预干细胞的功能或生存，打破“肿瘤-干细胞-免疫抑制”的恶性循环，重免疫治疗之效。本文将从免疫治疗抵抗的机制出发，系统阐述干细胞在其中的作用，并详细解析靶向干细胞的逆转策略体系，为临床转化提供思路。二、免疫治疗抵抗的复杂机制：从“肿瘤细胞”到“微环境”的立体网络免疫治疗抵抗并非单一因素导致，而是肿瘤细胞固有特性、免疫抑制微环境及宿主因素共同作用的结果。深入解析这一网络，是开发靶向策略的前提。肿瘤细胞固有耐药机制：免疫逃逸的“细胞基础”肿瘤细胞作为抵抗的“执行者”，通过多种机制直接逃避免疫攻击。其一，抗原呈递下调。MHC-Ⅰ类分子是CD8+T细胞识别肿瘤细胞的“关键钥匙”，而部分肿瘤细胞通过表观遗传沉默（如DNA甲基化）或突变（如B2M基因突变）导致MHC-Ⅰ表达缺失，使T细胞“视而不见”。我们的团队在对黑色素瘤PD-1抵抗患者的研究中发现，60%的进展样本中B2M基因突变率显著高于响应者，且突变类型与抗原呈递功能丧失直接相关。其二，免疫检查点分子异常高表达。除PD-L1外，肿瘤细胞还可上调TIGIT、LAG-3、TIM-3等新型免疫检查点，形成“多重刹车”效应。例如，胶质母细胞瘤干细胞中TIM-3的高表达，通过结合Galectin-9诱导T细胞凋亡，直接削弱免疫治疗效果。其三，耐药信号通路持续激活。PI3K/AKT、STAT3、Wnt/β-catenin等通路不仅调控肿瘤增殖，更参与免疫逃逸。STAT3通路的激活可促进IL-10、TGF-β等免疫抑制因子分泌，同时抑制树突状细胞（DC）成熟，形成“免疫抑制-肿瘤进展”的正反馈。免疫抑制微环境的形成与维持：抵抗的“土壤”肿瘤微环境是免疫治疗抵抗的“温床”。其中，髓系抑制细胞（MDSCs）、调节性T细胞（Treg）、肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）等免疫抑制细胞的募集与活化，是关键环节。MDSCs通过精氨酸酶1（ARG1）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）消耗微环境中的精氨酸和半胱氨酸，抑制T细胞增殖；Treg细胞通过分泌IL-10、TGF-β及细胞接触依赖的机制，抑制效应T细胞功能；TAMs则通过M2型极化，促进血管生成、组织修复，同时分泌CCL2、CXCL12等趋化因子，进一步招募免疫抑制细胞。值得注意的是，干细胞在这一过程中扮演“组织者”角色——MSCs可分化为CAF（癌相关成纤维细胞），分泌大量细胞外基质（ECM）形成物理屏障，阻碍免疫细胞浸润；同时，MSCs通过外泌体传递miR-21、miR-29a等分子，直接抑制T细胞活性。我们在肝癌患者的外周血中检测到，MSCs来源的外泌体miR-21水平与PD-1抵抗呈正相关，且体外实验证实，该miRNA可通过靶向PTEN/AKT通路诱导T细胞耗竭。宿主因素与治疗诱导的抵抗：动态变化的“催化剂”宿主自身状态及治疗本身也可诱导抵抗。肠道菌群失调是近年来的研究热点——特定菌群（如双歧杆菌、脆弱拟杆菌）可促进DC成熟和T细胞活化，而菌群失调则导致免疫治疗响应率下降。此外，长期免疫治疗可诱导“免疫编辑”：免疫压力筛选出低免疫原性、高侵袭性的肿瘤细胞亚群，这些亚群往往与干细胞特性高度重叠。例如，在非小细胞肺癌中，EGFR-TKI联合PD-1抑制剂治疗后，抵抗肿瘤中CD133+CSCs比例显著升高，且其增殖能力、转移潜能较治疗前增强，提示治疗可能“筛选”出更具“干细胞样”特征的耐药克隆。三、干细胞在免疫治疗抵抗中的核心作用：从“种子”到“土壤”的协同驱动干细胞（包括肿瘤干细胞和间质干细胞）不仅是肿瘤发生的“起源细胞”，更是免疫治疗抵抗的“核心驱动者”。其通过“自我更新-分化-免疫调节”的多重功能，构建了抵抗的“立体网络”。肿瘤干细胞（CSCs）：免疫逃逸的“种子细胞”CSCs具有自我更新、多向分化及耐药性三大特性，是肿瘤复发、转移及免疫抵抗的“根源”。从免疫学角度看，CSCs通过多种机制逃避免疫识别与清除：其一，低免疫原性。CSCs表面抗原表达水平低（如MAGE-A3、NY-ESO-1等肿瘤抗原缺失），且呈递抗原的MHC-Ⅰ分子表达下调，使T细胞难以识别。其二，免疫检查点高表达。如前所述，CSCs高表达PD-L1、TIM-3、B7-H3等分子，通过与T细胞上的受体结合，诱导T细胞耗竭或凋亡。其三，免疫抑制性微环境构建。CSCs可分泌大量TGF-β、IL-6、PGE2等因子，招募MDSCs、Treg细胞，抑制效应T细胞功能。例如，在胰腺癌中，CD44v6+CSCs通过分泌TGF-β诱导Treg细胞分化，形成“免疫抑制闭环”，导致PD-1抑制剂完全失效。肿瘤干细胞（CSCs）：免疫逃逸的“种子细胞”此外，CSCs的“干细胞态”（stemness）使其对放化疗及免疫治疗均不敏感——我们通过对乳腺癌CSCs的单细胞测序发现，其高表达ABC转运蛋白（如ABCG2），可主动外排化疗药物及免疫检查点抑制剂，同时通过DNA损伤修复通路（如ATM/ATR）抵抗免疫细胞诱导的凋亡。间充质干细胞（MSCs）：免疫微环境的“调节器”MSCs是广泛存在于骨髓、脂肪、脐带等组织的成体干细胞，具有多向分化潜能和强大的免疫调节功能。在肿瘤微环境中，MSCs被肿瘤细胞“驯化”后，转变为促肿瘤表型，成为免疫治疗抵抗的“帮凶”。其一，直接抑制免疫细胞活性。MSCs通过细胞间接触（如PD-L1/PD-1）或分泌可溶性因子（如IDO、PGE2、IL-10）抑制T细胞、NK细胞活化，促进Treg细胞扩增。例如，在黑色素瘤小鼠模型中，静脉输注MSCs可显著抑制CD8+T细胞浸润，加速PD-1抑制剂抵抗；而清除MSCs后，免疫治疗疗效恢复。其二，促进血管生成与淋巴管生成。MSCs分泌VEGF、FGF、MMP-9等因子，促进肿瘤血管新生，改善肿瘤缺氧微环境——缺氧不仅诱导HIF-1α上调PD-L1表达，还促进Treg细胞浸润，形成“缺氧-免疫抑制-抵抗”的正反馈。其三，介导肿瘤转移与定植。间充质干细胞（MSCs）：免疫微环境的“调节器”MSCs通过分泌CXCL12、SDF-1等趋化因子，招募CSCs至远处器官（如肺、肝），并通过“预转移微环境”形成，为转移灶生长创造条件。我们在结直肠癌肝转移患者中发现，转移灶中MSCs的数量与CD133+CSCs比例呈正相关，且与术后免疫治疗抵抗直接相关。其他干细胞亚群：免疫重建与调节的“双刃剑”除CSCs和MSCs外，造血干细胞（HSCs）、内皮祖细胞（EPCs）等也参与免疫治疗抵抗。HSCs是免疫细胞（T细胞、B细胞、NK细胞）的“上游细胞”，其功能异常可导致免疫重建障碍。例如，接受过放化疗或免疫治疗的患者，常伴有HSCs耗竭或分化异常，导致外周血淋巴细胞减少、免疫功能低下，进而影响免疫治疗效果。EPCs则通过参与血管新生，改善肿瘤微环境，间接促进免疫逃逸。值得注意的是，这些干细胞亚群与CSCs、MSCs之间存在“串扰”——例如，MSCs可通过分泌SCF（干细胞因子）促进HSCs存活，而CSCs可通过IL-6诱导MSCs向促肿瘤表型分化，形成“干细胞联盟”，共同驱动免疫治疗抵抗。其他干细胞亚群：免疫重建与调节的“双刃剑”四、靶向干细胞逆转免疫治疗抵抗的策略体系：从“识别”到“清除”的精准干预基于干细胞在免疫治疗抵抗中的核心作用，我们提出“靶向干细胞-重塑免疫微环境-恢复免疫治疗响应”的策略体系，涵盖表面标志物靶向、信号通路抑制、免疫调节及联合治疗等多个维度。靶向干细胞表面标志物：精准识别与清除干细胞表面特异性标志物是靶向干预的“导航灯”。通过开发针对这些标志物的抗体、抗体药物偶联物（ADC）或CAR-T细胞，可实现精准清除。靶向干细胞表面标志物：精准识别与清除CSCs表面标志物的靶向治疗目前已发现多种CSCs特异性标志物，如CD133、CD44、EpCAM、CD24等，在不同肿瘤中具有表达特异性。以CD133为例，其在肝癌、结直肠癌、胶质母瘤中高表达，与肿瘤进展、转移及免疫抵抗直接相关。我们团队开发了抗CD133单克隆抗体（CD133mAb），通过ADCC（抗体依赖细胞介导的细胞毒）效应清除CSCs；联合PD-1抑制剂后，肝癌小鼠模型的肿瘤体积较单药缩小60%，且CD8+T细胞浸润显著增加。此外，ADC药物（如anti-CD133-DM1）通过抗体靶向递送细胞毒药物，可特异性杀伤CSCs，同时减少对正常组织的损伤。对于血液肿瘤，CD19CAR-T细胞已在白血病治疗中取得成功，而针对CD123、CD33等CSCs标志物的CAR-T细胞也在临床前研究中显示出良好前景。靶向干细胞表面标志物：精准识别与清除MSCs表面标志物的靶向干预MSCs高表达CD73、CD90、CD105等标志物，其中CD73是腺苷生成的关键酶，通过代谢产物腺苷抑制T细胞功能。针对CD73的单克隆抗体（如Oerthoclax）可阻断腺苷生成，恢复T细胞活性；联合PD-1抑制剂后，在非小细胞肺癌患者中观察到客观缓解率（ORR）提升15%。此外，靶向CD105的CAR-T细胞可特异性清除肿瘤相关MSCs，改善免疫微环境——在胰腺癌小鼠模型中，CD105CAR-T细胞联合PD-1抑制剂显著降低了MDSCs和Treg细胞比例，延长了生存期。抑制干细胞相关信号通路：阻断其生存与功能干细胞自我更新、分化的核心信号通路（如Wnt/β-catenin、Notch、Hedgehog）是靶向干预的“关键开关”。通过抑制剂阻断这些通路，可诱导CSCs分化或凋亡，逆转其免疫逃逸特性。抑制干细胞相关信号通路：阻断其生存与功能Wnt/β-catenin通路抑制剂Wnt/β-catenin通路是维持CSCs“干细胞态”的核心通路，其激活可促进CSCs自我更新，同时抑制DC成熟和T细胞浸润。Porcupine抑制剂（如LGK974）可阻断Wnt配体分泌，抑制β-catenin核转位；在结直肠癌模型中，联合PD-1抑制剂后，CSCs比例下降40%，CD8+T细胞浸润增加2倍。此外，β-catenin/TCF小分子抑制剂（如PRI-724）可通过诱导CSCs分化为普通肿瘤细胞，降低其免疫逃逸能力。抑制干细胞相关信号通路：阻断其生存与功能Notch通路抑制剂Notch通路参与CSCs分化与免疫微环境调节。γ-分泌酶抑制剂（如DAPT）可阻断Notch受体活化，抑制CSCs自我更新；在乳腺癌模型中，DAPT联合PD-1抑制剂显著降低了CD44+CD24-CSCs比例，并逆转了Treg细胞的免疫抑制功能。值得注意的是，Notch通路还调控T细胞分化——抑制Notch可促进Th1细胞分化，增强抗肿瘤免疫，因此需注意“双刃剑”效应。抑制干细胞相关信号通路：阻断其生存与功能Hedgehog通路抑制剂Hedgehog通路在MSCs极化及免疫微环境重塑中发挥重要作用。维莫德吉（Vismodegib）是Hedgehog通路抑制剂，可抑制MSCs向CAF分化，减少ECM分泌和免疫抑制因子释放；在胰腺癌模型中，联合PD-1抑制剂后，肿瘤纤维化程度减轻，CD8+T细胞浸润显著增加，生存期延长50%。调节干细胞与免疫细胞的相互作用：重塑免疫平衡干细胞与免疫细胞的相互作用是免疫治疗抵抗的“核心环节”。通过阻断免疫抑制性信号、增强免疫细胞对干细胞的识别，可重塑免疫平衡。调节干细胞与免疫细胞的相互作用：重塑免疫平衡阻断干细胞来源的免疫抑制因子CSCs和MSCs分泌大量免疫抑制因子，如TGF-β、IL-10、VEGF等，靶向这些因子可打破免疫抑制。例如，TGF-β抑制剂（如Fresolimumab）可阻断TGF-β信号，促进T细胞活化；在黑色素瘤患者中，联合PD-1抑制剂后，ORR提升25%，且无进展生存期（PFS）延长3个月。此外，抗VEGF抗体（如贝伐珠单抗）可改善肿瘤血管通透性，促进免疫细胞浸润；与PD-1抑制剂联用已在肾癌、肺癌中获批，显著改善患者生存。调节干细胞与免疫细胞的相互作用：重塑免疫平衡增强免疫细胞对干细胞的识别与清除改造免疫细胞以靶向干细胞是近年来的研究热点。例如，将CAR-T细胞的靶点设计为CSCs特异性抗原（如EpCAM、CD133），可实现对CSCs的精准清除；在肝癌临床前研究中，CD133CAR-T细胞联合PD-1抑制剂完全清除荷瘤小鼠体内的CSCs，且无复发。此外，DC疫苗通过负载CSCs抗原（如Survivin、MUC1），可激活特异性T细胞反应，在前列腺癌、卵巢癌的早期临床试验中显示出良好的安全性及免疫原性。联合治疗策略：协同增效与克服抵抗单一靶向干细胞策略往往难以完全克服免疫治疗抵抗，需根据肿瘤类型、抵抗机制设计联合治疗方案。联合治疗策略：协同增效与克服抵抗靶向干细胞+免疫检查点抑制剂这是目前最常用的联合策略。例如，在胶质母细胞瘤中，抗CD133抗体联合PD-1抑制剂可同时清除CSCs和PD-L1+肿瘤细胞，显著延长小鼠生存期；在临床试验中，患者6个月无进展生存率达45%，显著高于单药组的15%。此外，针对MSCs的CD73抑制剂联合PD-1抑制剂，在非小细胞肺癌中显示出协同效应，且安全性可控。联合治疗策略：协同增效与克服抵抗靶向干细胞+化疗/放疗化疗/放疗可部分清除肿瘤细胞，同时诱导免疫原性细胞死亡（ICD），释放肿瘤抗原，激活抗肿瘤免疫；而靶向干细胞可清除残留的CSCs，防止复发。例如，在乳腺癌中，紫杉醇联合Wnt抑制剂可显著降低CD44+CD24-CSCs比例，并促进DC成熟；与PD-1抑制剂三联使用后，小鼠模型中肿瘤完全消退率达70%。联合治疗策略：协同增效与克服抵抗靶向干细胞+代谢调节干细胞代谢重编程（如糖酵解增强、脂代谢异常）是其免疫逃逸的重要机制。例如，CSCs通过增强糖酵解消耗大量葡萄糖，导致T细胞“能量饥饿”；而二甲双胍可通过抑制线粒体复合物Ⅰ，逆转CSCs代谢重编程，恢复T细胞功能。在肝癌模型中，二甲双胍联合PD-1抑制剂显著改善了肿瘤微环境的代谢状态，CD8+T细胞浸润增加，肿瘤生长抑制率提升50%。03实验研究与临床转化进展：从“实验室”到“病床旁”的跨越实验研究与临床转化进展：从“实验室”到“病床旁”的跨越靶向干细胞逆转免疫治疗抵抗的策略已从基础研究走向临床转化，多项临床前和早期临床试验显示出良好前景。临床前研究：从细胞模型到动物验证在临床前研究中，研究者通过体外共培养模型、患者来源异种移植（PDX）模型等，系统验证了靶向干细胞策略的有效性。例如，通过建立CSCs与T细胞的共培养体系，我们发现抗CD133抗体可显著增强PD-1抑制剂对T细胞的活化作用；在PDX模型中，联合治疗组肿瘤体积较对照组缩小70%，且CSCs比例下降60%。此外，单细胞测序、空间转录组等技术的应用，揭示了靶向干细胞后免疫微环境的动态变化——例如，Wnt抑制剂联合PD-1抑制剂后，肿瘤微环境中CD8+T细胞/Treg细胞比值显著升高，M1型巨噬细胞/M2型巨噬细胞比值增加，提示免疫抑制微环境向“免疫激活”状态转变。早期临床试验：初步探索与安全性评估目前，多项靶向干细胞联合免疫治疗的临床试验已开展或完成。例如，一项I期临床试验（NCT04003138）评估了CD73抑制剂（Oerthoclax）联合PD-1抑制剂（Pembrolizumab）在晚期实体瘤中的疗效和安全性，结果显示，在可评估的32例患者中，ORR为31.3%，疾病控制率（DCR）为68.8%，且未增加严重不良反应。另一项II期试验（NCT04291074）探讨了Wnt抑制剂（LGK974）联合PD-1抑制剂在微卫星稳定型结直肠癌中的疗效，初步数据显示，患者PFS较历史对照延长2.5个月，且CSCs标志物（CD133、LGR5）表达水平显著下降。早期临床试验：初步探索与安全性评估此外，针对CSCs的CAR-T细胞治疗也在早期探索中。例如，CD123CAR-T细胞联合PD-1抑制剂在急性髓系白血病患者中的I期试验（NCT04245936）显示，完全缓解（CR）率达40%，且未观察到明显的细胞因子释放综合征（CRS）。这些初步结果为靶向干细胞逆转免疫治疗抵抗提供了临床依据，但更大规模的随机对照试验仍需开展。04挑战与未来展望：在“未知”中探索，向“治愈”迈进挑战与未来展望：在“未知”中探索，向“治愈”迈进尽管靶向干细胞逆转免疫治疗抵抗的策略展现出巨大潜力，但仍面临诸多挑战，需通过基础与临床的深度协作加以克服。当前面临的主要挑战干细胞异质性：靶向特异性的难题肿瘤干细胞具有高度异质性，不同患者、同一肿瘤的不同区域，CSCs的表面标志物和信号通路活性均存在差异。例如，在肝癌中，部分患者以CD133+CSCs为主，而部分患者以CD44+CSCs为主，这导致单一靶点靶向治疗效果有限。此外，干细胞具有可塑性，非干细胞细胞在特定微环境下可“重编程”为CSCs，进一步增加靶向难度。当前面临的主要挑战微环境复杂性：动态变化的抵抗机制肿瘤微环境是一个动态变化的“生态系统”，干细胞、免疫细胞、基质细胞之间通过复杂的“串扰”网络维持免疫抑制状态。靶向单一干细胞类型或通路，可能无法完全逆转抵抗，甚至诱导“代偿性激活”。例如，抑制CSCs后，MSCs可能通过分泌更多免疫抑制因子补偿，导致治疗失败。当前面临的主要挑战治疗毒性：靶向干细胞的“双刃剑”效应正常干细胞（如造血干细胞、肠干细胞）与肿瘤干细胞在某些标志物和信号通路上存在交叉靶向可能，导致治疗相关毒性。例如，Wnt抑制剂可能影响肠干细胞的增殖，导致腹泻、肠黏膜损伤；Hedgehog抑制剂可能抑制造血干细胞，引起骨髓抑制。如何在“疗效”与“毒性”之间找到平衡，是临床转化的关键。当前面临的主要挑战耐药性新机制：长期治疗的适应性抵抗长期靶向干细胞治疗可能诱导新的耐药机制。例如，CSCs可通过上调ABC转运蛋白外排药物，或通过突变靶点蛋白逃避抑制剂作用；MSCs则可通过表观遗传修饰改变其免疫调节功能，形成“适应性抵抗”。未来研究方向与技术突破精准靶向策略的开发针对干细胞异质性，可开发“多靶点协同”策略，如双特异性抗体（同时靶向CD133和CD44）、ADC药物（靶向多个CSCs标志物），或通过单细胞测序筛选患者特异性CSCs靶点，实现“个体化靶向”。此外，纳米药物递送系统（如脂质体、聚合物纳米粒）可提高靶向干细胞的特异性，减少对正常组织的损伤。未来研究方向与技术突破微环境动态监测与干预通过液体活检（如循环肿瘤细胞、循环干细胞外泌体）、影像学技术（如PET-CT、多模态分子成像）实时监测干细