前言

近十年來，腫瘤免疫治療取得了顯著的成功。然而，高響應率只體現(xiàn)在血液系統(tǒng)腫瘤，實體瘤的臨床應用也僅限于少數有反應的惡性腫瘤。反應不佳的實體瘤顯示出腫瘤細胞和周圍微環(huán)境（TME）的顯著異質性。

TME內的纖維化基質會產生堅硬的細胞外基質蛋白（ECM）傳遞強有力的信號，鼓勵腫瘤細胞逃避任何免疫治療的攻擊。一些實體瘤類型，特別是與廣泛的纖維化腫瘤間質相關的實體瘤類型對免疫療法反應不佳，例如胰腺導管腺癌（PDAC）。炎癥衍生慢性纖維化作為其易感因素的癌癥，如肝細胞癌、乳腺癌，對免疫治療的反應較弱。腫瘤相關纖維化由癌癥相關成纖維細胞（CAFs）介導的ECM重塑，從而導致復雜和動態(tài)的基質變化。纖維化基質如膠原I和IV、纖連蛋白、層粘連蛋白、透明質酸、彈性蛋白和非結構基質細胞蛋白如CCN家族成員細胞通訊網絡因子1（CCN1）和細胞通訊網絡因子2（CCN2）、腱糖蛋白C（TNC）的過度沉積，導致基質重塑并隨后釋放蛋白酶，如金屬蛋白酶（MMPs）和組織蛋白酶。此外，腫瘤相關免疫細胞也主要通過合成蛋白酶、細胞因子和一定程度上的ECM蛋白來參與纖維化基質的形成。這些纖維化基質通過多種機制阻礙免疫的效果。

纖維化腫瘤微環(huán)境

纖維化是由慢性炎癥引起的，導致過度的組織重塑和修復。與正常傷口愈合類似，在腫瘤附近募集的組織駐留成纖維細胞通過TGF-β等細胞因子分化為肌成纖維細胞（?-SMA+，F(xiàn)AP+）表型。成纖維細胞被激活成為肌成纖維細胞，并產生過多的ECM成分，如I型膠原。這種由異常ECM硬化定義的組織重塑，由過度活躍的膠原交聯(lián)酶介導，傳遞破壞器官正常生理功能的異常線索。換句話說，腫瘤不僅僅是一團轉化的細胞，而且還具有纖維化的微環(huán)境。事實上，這種纖維化微環(huán)境是炎癥的產物，不僅富含肌成纖維細胞和堅硬的ECM，而且具有高活性細胞因子和生長因子，它們共同決定了腫瘤對治療反應的總體行為。

這些分化/激活的肌成纖維細胞被歸類為CAF，積極產生纖維細胞外基質蛋白，如膠原蛋白，這些膠原蛋白使用賴氨酰羥化酶2（LH2）和賴氨酰氧化酶（LOXs）交聯(lián)，產生硬基質。在PDAC中，LOX的mRNA表達增加對TME中CD8+T細胞的浸潤產生負面影響。此外，TGF-β信號激活的CAFs還產生基質細胞蛋白，如CCN1、CCN2，以及各種生長因子，如VEGF、PDGF，這些生長因子被證明與抗腫瘤治療耐藥性有關。CAFs是最豐富的基質細胞，在與免疫細胞共存時，它們直接和間接影響腫瘤免疫相互作用。

腫瘤纖維化的類型

腫瘤纖維化反應可以分為2種類型：結締組織增生（腫瘤周圍）和腫瘤內纖維化。

一些實體瘤以纖維化為特征，表現(xiàn)出與病理性纖維化相似而又不同的纖維化特征。這種纖維化間質被稱為結締組織增生，是許多極惡性癌癥的標志。它是由生長因子、趨化因子和細胞因子驅動的，這些細胞因子在腫瘤間質中沉積ECM蛋白。這種沉積是在基質細胞的幫助下完成的，例如癌癥相關的成纖維細胞和腫瘤相關的巨噬細胞，這兩種細胞在整個非惡性細胞庫中占主導地位。眾所周知，結締組織增生是干擾藥物滲透到腫瘤中的物理屏障。此外，促結締組織增生性癌癥，如BC、PDAC對免疫療法提出了獨特的臨床挑戰(zhàn)，因為過量的ECM沉積積極促進免疫抑制微環(huán)境。

腫瘤內纖維化是指存在于腫瘤邊界內的纖維間質。它被視為一種組織學表現(xiàn)，影響腎細胞癌（RCC）、BC、肺癌、結直腸癌等纖維化實體瘤的預后。當腫瘤內的膠原以可區(qū)分的輪輻狀模式排列時，稱為纖維化病灶（FF）。纖維灶是膠原生物合成的一個位點，存在于被癌細胞包圍的腫瘤中心。腫瘤內的這種纖維化區(qū)域代表了慢性傷口愈合反應，在許多實體瘤中與化療耐藥性有關。此外，腫瘤內纖維化被認為在腫瘤中施加機械力，腫瘤內的物理壓力增加導致血管滲漏，最終阻礙治療藥物的輸送——這是成功免疫治療的另一個可能障礙。

另一種觀察到的腫瘤內纖維化是“腫瘤基質軌道”，它將腫瘤細胞分離成聚集體或“巢”和叉指狀基質。這些軌跡主要存在于早期腫瘤中，但隨著腫瘤成熟也會保留，并參與腫瘤血管生成和轉移。這些基質軌道在基底膜排列，由纖連蛋白、XII型膠原、TNC分子以及含有波形蛋白和SMA的成纖維細胞組成。

纖維化TME如何影響免疫治療

在腫瘤相關纖維化中，細胞和非細胞成分作為一個整體或單獨對免疫治療劑進行累積干擾。

CAFs

CAFs是腫瘤微環(huán)境中存在的最豐富的基質細胞，間質內存在的CAFs表現(xiàn)出復雜的功能和表型異質性。CAFs在修飾免疫TME中的作用已有廣泛研究，表達MHC-II的抗原遞呈CAFs（apCAFs）直接將幼稚的CD4+T細胞誘導為Tregs，從而抑制細胞毒性CD8+T細胞的增殖。CAFs的免疫調節(jié)分泌，包括CXCL8-10、TGF-β、IL-6、IL-10等，調節(jié)先天免疫反應。此外，CAFs還通過誘導TME中TAM和MDSC的活性來促進免疫抑制。此外，CAFs還具有PD-L1等免疫檢查點分子，誘導T細胞耗竭。

總之，CAFs通過多種機制干擾免疫療法反應，最終導致免疫抑制微環(huán)境的形成。因此，CAFs也成為改善免疫療法整體治療反應的潛在靶點。

ECM

免疫療法的治療結果取決于T淋巴細胞能否成功浸潤到腫瘤區(qū)域。ECM的結構，特別是高度交聯(lián)的膠原基質，被認為與確定這些TIL遷移到腫瘤中的程度有關。例如，在PDAC中，具有高ECM的腫瘤細胞中T細胞浸潤較少。最近使用3D培養(yǎng)技術顯示，TIL的活性，特別是CD8+TIL的活性，很大程度上受三陰性乳腺癌（TNBC）腫瘤標本中膠原密度的影響。當使用賴氨酰氧化酶抑制劑攻擊膠原交聯(lián)時，它緩解了PDAC臨床前腫瘤模型中的腫瘤硬化，改善了T細胞遷移和PD-1免疫治療。

ECM介導的缺氧

腫瘤相關纖維化導致的硬化ECM在TME內及其周圍產生缺氧條件。缺氧被證明是導致癌癥進展、轉移以及治療失敗的原因之一。在免疫療法的背景下，缺氧與產生高度免疫抑制的微環(huán)境有關。

缺氧的主要標志物是缺氧誘導因子（HIF）-1?，當其穩(wěn)定時可促進血管生成。缺氧作為一種整體現(xiàn)象，最近被證明與頭頸部癌癥對PD-1阻斷免疫治療的耐藥性有關。一種理論是，HIF-1?直接上調PDL-1免疫檢查點分子，從而干擾治療效]。另一種理論是，HIF1?通過進行表觀遺傳學修飾來抑制效應T細胞和NK細胞的活性，從而調節(jié)抗腫瘤免疫療法。

機械傳遞導致免疫功能障礙

在腫瘤中，堅硬的ECM功能不僅作為腫瘤細胞組織的支架，而且還提供激活各種免疫抑制途徑的關鍵機械傳遞。最常見的激活途徑通過整合素，整合素作為機械傳感器，對CAFs、腫瘤和免疫細胞具有功能活性，主要介導粘附信號通路。在免疫治療方面，整合素通過TGFβ-SOX4途徑激活腫瘤免疫逃逸，限制T細胞介導的腫瘤殺傷。此外，在多種癌癥中，活化的整合素TGF-β信號級聯(lián)也與降低CD8+T細胞的腫瘤殺傷能力有關。

另一個因ECM硬度而被激活的重要信號軸是YAP/TAZ機械轉導通路，也稱為Hippo信號通路�；罨痀AP/TAZ的存在對免疫細胞，特別是T細胞的功能和活性有多種影響。在黑色素瘤中，YAP表達升高增強了Treg細胞的免疫抑制活性，也增加了PD-L1的表達。YAP還參與調節(jié)腫瘤微環(huán)境中效應T細胞、TMAs和MDSCs的功能。

小結

總的來說，整個纖維化反應直接和間接地影響了免疫療法的治療反應。纖維化反應的成分、腫瘤細胞和免疫細胞之間的相互作用是復雜的，并且相互關聯(lián)。在任何情況下，腫瘤相關纖維化是否阻斷細胞毒性免疫細胞的活性或增強免疫抑制調節(jié)免疫細胞的活動，是免疫治療方案成功還是失敗的最終決定因素。

參考文獻：

1. Tumor-AssociatedFibrosis Impairs the Response to Immunotherapy. Matrix Biol.2023 Apr18;S0945-053X(23)00050-1.

       原文標題 : 纖維化腫瘤微環(huán)境