一、研究背景概述
成纖維細(xì)胞是機(jī)體廣泛分布的基質(zhì)細(xì)胞,核心功能為維持組織架構(gòu)、調(diào)控細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)穩(wěn)態(tài)、參與組織損傷修復(fù)與炎癥應(yīng)答。在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中,正常成纖維細(xì)胞受腫瘤微環(huán)境異常信號(hào)刺激發(fā)生活化,轉(zhuǎn)化為腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAFs),參與構(gòu)建紊亂的腫瘤創(chuàng)面修復(fù)微環(huán)境,是塑造腫瘤微環(huán)境、驅(qū)動(dòng)腫瘤演進(jìn)的關(guān)鍵細(xì)胞組分。
早期研究?jī)H將CAFs簡(jiǎn)單分為炎癥型CAFs(iCAFs)和肌成纖維細(xì)胞型CAFs(myCAFs)兩類,認(rèn)知局限于其基礎(chǔ)表型與單一功能。隨著單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組、超高通量空間測(cè)序、譜系示蹤等技術(shù)的革新,學(xué)界證實(shí)CAFs不存在統(tǒng)一、穩(wěn)定的表型特征,具有極強(qiáng)的異質(zhì)性與可塑性,這也是傳統(tǒng)廣譜靶向CAFs治療失敗、療效不佳的核心原因。
CAFs的異質(zhì)性并非由基因突變、染色體異常等遺傳變異驅(qū)動(dòng),而是依賴轉(zhuǎn)錄重編程與表觀遺傳重塑,受腫瘤細(xì)胞突變狀態(tài)、微環(huán)境信號(hào)、空間定位、宿主狀態(tài)等多因素動(dòng)態(tài)調(diào)控。其可塑性表現(xiàn)為不同CAFs亞群可隨腫瘤進(jìn)展、環(huán)境變化發(fā)生表型與功能的相互轉(zhuǎn)換,廣泛參與腫瘤免疫逃逸、基質(zhì)重塑、血管生成、神經(jīng)浸潤(rùn)及治療抵抗等全過(guò)程。因此,系統(tǒng)解析CAFs異質(zhì)性的分層特征、可塑性調(diào)控機(jī)制,明確其在腫瘤治療中的作用,對(duì)開(kāi)發(fā)精準(zhǔn)的基質(zhì)靶向抗腫瘤策略、突破實(shí)體瘤治療瓶頸具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值與臨床意義。
二、腫瘤微環(huán)境空間分布異質(zhì)性
實(shí)體腫瘤內(nèi)部存在顯著的空間結(jié)構(gòu)異質(zhì)性,不同解剖區(qū)域的細(xì)胞組分、氧氣濃度、營(yíng)養(yǎng)供給、機(jī)械張力、炎癥水平與免疫細(xì)胞浸潤(rùn)程度存在明顯差異,進(jìn)而形成功能特異性的腫瘤生態(tài)龕位。不同龕位的微環(huán)境信號(hào)特征差異顯著,可定向誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞向功能特異性的CAFs亞型分化,最終形成定位專屬的CAFs亞群。各龕位CAFs通過(guò)獨(dú)特的配體-受體信號(hào)網(wǎng)絡(luò)與周邊細(xì)胞交互作用,發(fā)揮截然不同的生物學(xué)功能,直接影響腫瘤局部進(jìn)展、免疫狀態(tài)與患者臨床預(yù)后,是CAFs功能異質(zhì)性的重要空間基礎(chǔ)。
研究跨癌種整合分析,明確了四類保守的CAFs特征性龕位及對(duì)應(yīng)細(xì)胞亞群:
1. 癌細(xì)胞鄰近龕位:該區(qū)域以myCAFs為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)亞型,這類CAFs高表達(dá)I/III/IV型膠原蛋白、TGFβ通路核心組分(TGFβ、THBS1)及基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP1、MMP11)等功能分子。核心生物學(xué)功能為大量重構(gòu)ECM、顯著提升腫瘤組織硬度、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)與局部侵襲。同時(shí),該亞型可通過(guò)分泌Galectin-3、Galectin-9、CXCL12、TGFβ等關(guān)鍵因子,誘導(dǎo)微環(huán)境中SPP1+ M2型巨噬細(xì)胞極化、CD8+T細(xì)胞耗竭與功能抑制,構(gòu)建典型的免疫排斥、免疫抑制微環(huán)境。大量臨床樣本驗(yàn)證表明,該龕位myCAFs的高富集與腫瘤不良預(yù)后、免疫檢查點(diǎn)抑制劑原發(fā)耐藥密切相關(guān)。
2. 腫瘤外周/血管周龕位:腫瘤侵襲邊緣與血管周邊區(qū)域主要富集iCAFs亞型,該類細(xì)胞高表達(dá)補(bǔ)體系統(tǒng)組分、炎癥細(xì)胞因子與趨化因子,包括IL-6、IL-11、C3等核心分子。iCAFs緊鄰血管內(nèi)皮細(xì)胞、髓系免疫細(xì)胞分布,可通過(guò)多途徑調(diào)控腫瘤微環(huán)境:一方面分泌VEGFA、FGF2等因子促進(jìn)腫瘤血管新生、維持血管穩(wěn)定性;另一方面通過(guò)IL-6、CXCL12等信號(hào)招募調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)、骨髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs),抑制細(xì)胞毒性T細(xì)胞的抗腫瘤功能,介導(dǎo)免疫抑制。值得注意的是,iCAFs對(duì)患者預(yù)后的影響具有信號(hào)依賴性與腫瘤特異性,在部分腫瘤中可介導(dǎo)不良預(yù)后與耐藥,在部分癌種中也可呈現(xiàn)適度抗炎、調(diào)控穩(wěn)態(tài)的保護(hù)作用,展現(xiàn)出顯著的功能雙向性。
3. 三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu)(TLSs)龕位:三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu)是腫瘤內(nèi)部重要的功能性免疫微區(qū)域,該龕位特異性富集抗原呈遞型CAFs(apCAFs)。受限于傳統(tǒng)多重免疫熒光技術(shù)的信號(hào)重疊干擾,apCAFs長(zhǎng)期難以被精準(zhǔn)識(shí)別,而近年譜系示蹤與單細(xì)胞空間多組學(xué)技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了該亞型的精準(zhǔn)定位與功能解析。apCAFs高表達(dá)MHC II、CD74、CCL19、CCL21等關(guān)鍵分子,可直接完成抗原加工與呈遞,激活CD4+輔助性T細(xì)胞,同時(shí)招募T、B淋巴細(xì)胞、維持漿細(xì)胞穩(wěn)態(tài),促進(jìn)TLSs成熟與適應(yīng)性抗腫瘤免疫激活。臨床數(shù)據(jù)證實(shí),apCAFs高富集的腫瘤患者預(yù)后更佳,對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療的響應(yīng)率顯著提升,是腫瘤微環(huán)境中關(guān)鍵的抑瘤型基質(zhì)細(xì)胞。
4. 神經(jīng)周圍龕位:神經(jīng)-腫瘤微環(huán)境交互是近年腫瘤研究的新興熱點(diǎn),也是實(shí)體瘤惡性進(jìn)展的重要調(diào)控途徑。神經(jīng)周圍龕位主要由腫瘤相關(guān)神經(jīng)、施萬(wàn)細(xì)胞、CAFs與腫瘤細(xì)胞構(gòu)成復(fù)雜的信號(hào)交互網(wǎng)絡(luò)。腫瘤細(xì)胞可主動(dòng)重編程神經(jīng)細(xì)胞,促進(jìn)腫瘤神經(jīng)浸潤(rùn)與新生神經(jīng)纖維生成;而活化的施萬(wàn)細(xì)胞與神經(jīng)細(xì)胞可分泌IL-1α、CXCL5、CXCL12等因子,誘導(dǎo)局部CAFs向促瘤表型轉(zhuǎn)化。該類CAFs可進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤EMT進(jìn)程、增強(qiáng)細(xì)胞侵襲遷移能力,同時(shí)誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞M2極化、抑制局部抗腫瘤免疫,最終形成神經(jīng)依賴性的促瘤微環(huán)境,與腫瘤高侵襲性、復(fù)發(fā)及不良預(yù)后高度相關(guān)。目前該領(lǐng)域仍以小鼠模型研究為主,人類臨床樣本的機(jī)制驗(yàn)證仍有待進(jìn)一步完善。
三、CAFs異質(zhì)性的核心特征
該綜述整合多癌種單細(xì)胞與空間多組學(xué)數(shù)據(jù)、小鼠譜系示蹤模型及功能干預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從轉(zhuǎn)錄組表型、細(xì)胞起源譜系、分子標(biāo)志物表達(dá)3個(gè)相互耦合、層層遞進(jìn)的維度,系統(tǒng)構(gòu)建了CAFs的異質(zhì)性研究體系。研究證實(shí),CAFs的亞型分化、表型特征與功能輸出并非由單一因素決定,而是空間定位、先天譜系、轉(zhuǎn)錄調(diào)控與微環(huán)境篩選共同作用的結(jié)果,不同維度的異質(zhì)性相互疊加、相互調(diào)控,最終塑造出高度復(fù)雜、動(dòng)態(tài)可變的腫瘤基質(zhì)細(xì)胞生態(tài)系統(tǒng),是腫瘤個(gè)體化進(jìn)展差異與治療響應(yīng)差異的重要基質(zhì)基礎(chǔ)。

1、轉(zhuǎn)錄水平表型異質(zhì)性
腫瘤組織存在顯著的空間異質(zhì)性,不同區(qū)域的細(xì)胞組成、營(yíng)養(yǎng)供給、機(jī)械應(yīng)力、免疫浸潤(rùn)存在明顯差異,形成特異性腫瘤生態(tài)龕位,塑造了定位特異性的CAFs亞群,各龕位CAFs的信號(hào)交互、功能效應(yīng)、臨床預(yù)后截然不同,是CAFs功能分化的空間基礎(chǔ)。
● 經(jīng)典核心亞型:myCAFs以ECM重塑為核心功能,依賴TGFβ信號(hào)通路活化;iCAFs以炎癥免疫調(diào)控為核心,受IL-1/JAK/STAT信號(hào)驅(qū)動(dòng),二者可隨微環(huán)境信號(hào)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換。apCAFs高表達(dá)MHC II類分子及抗原呈遞相關(guān)基因,主要參與免疫激活,區(qū)別于經(jīng)典促瘤亞型。
● 新型功能亞型:研究陸續(xù)鑒定出血管型CAFs(vCAFs)、代謝型CAFs(meCAFs)、衰老型CAFs(senCAFs)、網(wǎng)狀CAFs(rCAFs)等特殊亞群。其中vCAFs調(diào)控腫瘤血管生成,meCAFs通過(guò)代謝重編程介導(dǎo)免疫抑制,senCAFs通過(guò)衰老相關(guān)分泌表型促進(jìn)腫瘤進(jìn)展,各亞型轉(zhuǎn)錄特征獨(dú)立、功能互不重疊,豐富了CAFs異質(zhì)性體系。
2、細(xì)胞起源異質(zhì)性
基于單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù),該綜述突破傳統(tǒng)iCAFs/myCAFs二元分類體系,鑒定出多種具有特異性轉(zhuǎn)錄特征與功能的CAFs亞群,證實(shí)CAFs轉(zhuǎn)錄表型具有高度組織保守性與腫瘤特異性。
● 組織固有成纖維細(xì)胞:是CAFs最主要的起源細(xì)胞,不同組織、不同亞型的固有成纖維細(xì)胞受腫瘤旁分泌信號(hào)刺激后活化,形成功能差異的CAFs,如胰腺星形細(xì)胞、膽管周成纖維細(xì)胞均可分化為CAFs,且轉(zhuǎn)錄表型截然不同。
● 血管壁基質(zhì)細(xì)胞:周細(xì)胞等血管壁基質(zhì)細(xì)胞可通過(guò)轉(zhuǎn)分化形成CAFs,分為纖維化周細(xì)胞、血管周細(xì)胞兩類,分別介導(dǎo)ECM重塑與血管生成,是腫瘤血管微環(huán)境中CAFs的重要來(lái)源。
● 間皮細(xì)胞:主要起源于體腔間皮細(xì)胞,是apCAFs的重要前體細(xì)胞,在胰腺癌、卵巢癌、腹膜轉(zhuǎn)移癌中富集,特異性調(diào)控腫瘤免疫微環(huán)境。
● 其他起源細(xì)胞:骨髓來(lái)源細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞等均可通過(guò)轉(zhuǎn)分化、遷移活化形成CAFs,這類外源起源CAFs多具有更強(qiáng)的促轉(zhuǎn)移、促耐藥能力。
3、分子標(biāo)志物表達(dá)異質(zhì)性
CAFs標(biāo)志物無(wú)絕對(duì)通用性,其表達(dá)隨腫瘤類型、進(jìn)展階段、微環(huán)境狀態(tài)動(dòng)態(tài)變化,同一標(biāo)志物可在不同亞型中差異化表達(dá),形成標(biāo)志物層面的異質(zhì)性,同時(shí)也為亞型鑒定與靶向篩選提供了依據(jù)。
● 泛CAFs標(biāo)志物:PDPN、PDGFRα、CD90等可廣譜標(biāo)記多數(shù)CAFs,但存在組織特異性差異,如PDPN僅特異性標(biāo)記乳腺癌、鱗癌中的iCAFs與myCAFs,無(wú)法標(biāo)記apCAFs。
● 亞型特異性標(biāo)志物:α-SMA、LRRC15特異性標(biāo)記myCAFs,參與ECM重塑與免疫抑制;IL-6、CLU為iCAFs特征標(biāo)志物,介導(dǎo)炎癥信號(hào)與免疫逃逸;MHC II、CD74為apCAFs核心標(biāo)志物,主導(dǎo)抗原呈遞功能;FAP可標(biāo)記多種促瘤CAFs亞群,參與腫瘤轉(zhuǎn)移調(diào)控。
● 功能分型標(biāo)志物:CD105可區(qū)分促瘤與抑瘤CAFs,CD105+ CAFs促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng),CD105- CAFs可激活適應(yīng)性免疫抑制腫瘤進(jìn)展。
四、CAFs異質(zhì)性與可塑性的核心驅(qū)動(dòng)機(jī)制
CAFs的靜態(tài)異質(zhì)性由細(xì)胞先天譜系特征決定,而動(dòng)態(tài)可塑性則完全依賴腫瘤與微環(huán)境的多層次信號(hào)調(diào)控,是腫瘤適應(yīng)性進(jìn)化的重要體現(xiàn)。該綜述整合多組學(xué)與功能實(shí)驗(yàn)證據(jù),將CAFs異質(zhì)性與可塑性的核心驅(qū)動(dòng)機(jī)制系統(tǒng)性劃分為三大層級(jí):原發(fā)腫瘤微環(huán)境的局部信號(hào)調(diào)控、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移微環(huán)境的特異性重塑、宿主全身狀態(tài)的系統(tǒng)性調(diào)控,從局部到整體、從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)完整闡釋了CAFs表型轉(zhuǎn)換與功能重塑的分子機(jī)制,厘清了CAFs可塑性的多重調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
1、原發(fā)腫瘤微環(huán)境驅(qū)動(dòng)因素
● 腫瘤細(xì)胞遺傳特征:腫瘤細(xì)胞的基因突變亞型與驅(qū)動(dòng)基因狀態(tài)是調(diào)控CAFs分化方向的上游核心因素,可通過(guò)旁分泌信號(hào)特異性塑造基質(zhì)細(xì)胞表型。例如BRCA基因突變的腫瘤可通過(guò)激活基質(zhì)HSF1信號(hào)通路,特異性誘導(dǎo)CLU+ iCAFs大量擴(kuò)增,形成炎癥型促瘤微環(huán)境;TP53功能缺失或突變可誘導(dǎo)CAFs高表達(dá)蛋白多糖等基質(zhì)重塑因子,促進(jìn)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移與化療耐藥;胰腺基底樣腫瘤細(xì)胞可與周邊myCAFs形成雙向正反饋調(diào)控環(huán)路,持續(xù)富集纖維化、免疫抑制的促瘤微環(huán)境,加速腫瘤惡性進(jìn)展。
● 微環(huán)境信號(hào)梯度:TGFβ與IL-1信號(hào)梯度是調(diào)控CAFs雙向可塑性的核心經(jīng)典通路,二者的信號(hào)強(qiáng)度動(dòng)態(tài)平衡直接決定CAFs的亞型分化。高濃度TGFβ信號(hào)可顯著促進(jìn)iCAFs向myCAFs轉(zhuǎn)化,強(qiáng)化基質(zhì)纖維化與免疫排斥;而IL-1介導(dǎo)的JAK/STAT炎癥信號(hào)活化,則可逆轉(zhuǎn)該過(guò)程,誘導(dǎo)myCAFs向iCAFs轉(zhuǎn)換,提升微環(huán)境炎癥水平。這種信號(hào)梯度依賴性的表型轉(zhuǎn)換,是CAFs適應(yīng)局部微環(huán)境變化、實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可塑性的核心機(jī)制。
● 代謝與應(yīng)激狀態(tài):腫瘤微環(huán)境的代謝異質(zhì)性是塑造CAFs空間表型差異的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。腫瘤內(nèi)部缺氧區(qū)域可激活CAFs的HIF-2α信號(hào),特異性誘導(dǎo)iCAFs富集,構(gòu)建炎癥、促血管生成微環(huán)境;而腫瘤高增殖區(qū)域存在嚴(yán)重的谷氨酰胺匱乏,細(xì)胞通過(guò)巨胞飲作用代償供能,該代謝應(yīng)激可穩(wěn)定myCAFs表型,促進(jìn)基質(zhì)硬化。反之,抑制巨胞飲代謝應(yīng)激可有效誘導(dǎo)myCAFs向iCAFs轉(zhuǎn)換,重塑腫瘤免疫微環(huán)境。此外,氧化應(yīng)激、酸中毒等代謝壓力也可選擇性調(diào)控不同CAFs亞型的富集與功能,進(jìn)一步放大CAFs的異質(zhì)性差異。
2、轉(zhuǎn)移腫瘤微環(huán)境驅(qū)動(dòng)因素
轉(zhuǎn)移灶CAFs(mCAFs)與原發(fā)灶CAFs存在顯著的功能異質(zhì)性,整體表現(xiàn)出更強(qiáng)的促轉(zhuǎn)移、促增殖、促耐藥特性,是晚期腫瘤進(jìn)展與治療失敗的重要原因。其異質(zhì)性與可塑性主要源于兩大機(jī)制:一是遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移器官的固有基質(zhì)前體細(xì)胞譜系不同,可分化形成器官特異性mCAFs,適配不同轉(zhuǎn)移臟器的微環(huán)境特征;二是原發(fā)腫瘤可提前分泌外泌體、細(xì)胞因子等系統(tǒng)性信號(hào),遠(yuǎn)程重塑遠(yuǎn)處臟器微環(huán)境,誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移前生態(tài)位形成,為腫瘤定植轉(zhuǎn)移提供條件。同時(shí),部分原發(fā)灶CAFs可隨腫瘤細(xì)胞進(jìn)入循環(huán),直接定植于轉(zhuǎn)移灶并參與微環(huán)境構(gòu)建,進(jìn)一步豐富了轉(zhuǎn)移灶CAFs的異質(zhì)性與可塑性。
3、宿主系統(tǒng)性驅(qū)動(dòng)因素
除腫瘤局部微環(huán)境外,宿主全身生理病理狀態(tài)可從系統(tǒng)層面重塑CAFs的表型與功能,調(diào)控腫瘤整體進(jìn)展與治療響應(yīng)。衰老機(jī)體的成纖維細(xì)胞普遍呈現(xiàn)細(xì)胞衰老特征,分泌大量衰老相關(guān)炎癥因子,持續(xù)促進(jìn)腫瘤增殖、侵襲與治療耐藥;肥胖狀態(tài)下,脂肪干細(xì)胞可異常分化為促瘤CAFs,高脂代謝重編程進(jìn)一步強(qiáng)化CAFs的促瘤功能,構(gòu)建慢性炎癥促瘤微環(huán)境;在癌癥惡病質(zhì)狀態(tài)下,CAFs可通過(guò)分泌IL-6重塑全身ECM代謝,放大機(jī)體分解代謝信號(hào),不僅促進(jìn)腫瘤進(jìn)展,還會(huì)加劇肌肉、脂肪消耗,形成腫瘤-基質(zhì)-宿主的惡性調(diào)控環(huán)路。
五、CAFs異質(zhì)性與可塑性對(duì)腫瘤治療的影響
CAFs的多維度異質(zhì)性與動(dòng)態(tài)可塑性是實(shí)體瘤固有耐藥、獲得性耐藥及治療后復(fù)發(fā)的核心基質(zhì)機(jī)制。不同CAFs亞型可通過(guò)重塑腫瘤細(xì)胞惡性表型、重構(gòu)免疫抑制微環(huán)境、介導(dǎo)治療適應(yīng)性重編程等多種途徑,廣泛影響化療、放療、靶向治療、免疫治療的臨床療效。且CAFs的功能輸出具有顯著的亞型特異性,促瘤亞型介導(dǎo)治療抵抗,抑瘤亞型可增強(qiáng)治療敏感性,這種功能差異是腫瘤患者治療響應(yīng)個(gè)體化差異的重要基質(zhì)根源。
1、介導(dǎo)放化療抵抗
在化療與放療治療中,CAFs主要通過(guò)物理屏障與生物學(xué)調(diào)控雙重機(jī)制介導(dǎo)耐藥。myCAFs介導(dǎo)的ECM過(guò)度沉積與基質(zhì)硬化,可形成致密物理屏障,阻礙化療藥物滲透與富集,降低腫瘤局部藥物濃度;CD10+GPR77+、TSPAN8+等特異性耐藥相關(guān)CAFs亞型,可持續(xù)分泌IL-6、IL-8等炎癥因子,激活腫瘤干細(xì)胞干性通路,維持腫瘤細(xì)胞耐藥表型,促進(jìn)化療抵抗與復(fù)發(fā)。放療干預(yù)可誘導(dǎo)CAFs發(fā)生表型重塑,分泌PAI-1等特異性因子,抑制遠(yuǎn)端抗腫瘤旁路效應(yīng),削弱放療療效,同時(shí)構(gòu)建放療適應(yīng)性耐藥微環(huán)境,導(dǎo)致腫瘤局部殘留與復(fù)發(fā)。
2、介導(dǎo)靶向治療抵抗
CAFs可通過(guò)旁分泌信號(hào)網(wǎng)絡(luò)激活腫瘤細(xì)胞增殖、存活與旁路代償通路,廣泛介導(dǎo)各類靶向藥物的獲得性耐藥。例如CAFs分泌的HGF、FGF7可激活腫瘤細(xì)胞下游通路,有效拮抗EGFR靶向抑制劑的抗腫瘤效應(yīng);FAK信號(hào)活化的CAFs可持續(xù)激活腫瘤細(xì)胞RAS-MAPK通路,同時(shí)介導(dǎo)化療與MAPK靶向藥物雙重耐藥;在KRAS突變腫瘤中,CAFs分泌的NRG1可旁路激活腫瘤細(xì)胞生存信號(hào),逃逸KRAS抑制劑的殺傷作用。同時(shí),靶向治療本身可誘導(dǎo)CAFs可塑性轉(zhuǎn)換,如前列腺癌雄激素剝奪治療可驅(qū)動(dòng)iCAFs向促瘤myCAFs轉(zhuǎn)換,重塑耐藥微環(huán)境,最終導(dǎo)致治療失敗。
3、介導(dǎo)免疫治療抵抗
CAFs是調(diào)控腫瘤免疫治療療效的核心基質(zhì)細(xì)胞,不同亞型的雙向免疫調(diào)控功能直接決定免疫治療結(jié)局。LRRC15+ myCAFs、FAP+促瘤CAFs可通過(guò)物理排斥與信號(hào)抑制雙重機(jī)制,阻礙T細(xì)胞浸潤(rùn)、誘導(dǎo)T細(xì)胞耗竭,介導(dǎo)免疫檢查點(diǎn)抑制劑原發(fā)耐藥;iCAFs通過(guò)招募Tregs、MDSCs、M2型巨噬細(xì)胞等免疫抑制細(xì)胞,構(gòu)建全面的免疫抑制微環(huán)境,阻斷適應(yīng)性抗腫瘤免疫應(yīng)答;神經(jīng)周圍CAFs-神經(jīng)信號(hào)環(huán)路可誘導(dǎo)CD8+T細(xì)胞功能耗竭,進(jìn)一步弱化免疫治療效果。與之相反,apCAFs可通過(guò)促進(jìn)TLSs成熟、激活CD4+T細(xì)胞、維持免疫細(xì)胞穩(wěn)態(tài),顯著增強(qiáng)腫瘤免疫原性,提升免疫治療響應(yīng)率,這種亞型功能差異是免疫治療療效不均一的關(guān)鍵原因。
六、CAFs靶向治療策略與研究挑戰(zhàn)
1、精準(zhǔn)靶向治療策略
傳統(tǒng)廣譜清除CAFs的治療策略因破壞基質(zhì)穩(wěn)態(tài)、誘發(fā)更強(qiáng)免疫抑制而失敗,基于CAFs異質(zhì)性與可塑性的精準(zhǔn)靶向、表型重編程策略成為研究主流,核心分為四類:
● 致病性CAFs亞型特異性靶向:針對(duì)LRRC15+ myCAFs、FAP+促瘤CAFs等預(yù)后不良亞型,開(kāi)發(fā)特異性靶向藥物,精準(zhǔn)清除促瘤基質(zhì),保留抑瘤CAFs功能,避免廣譜靶向的副作用。
● CAFs表型重編程:通過(guò)阻斷TGFβ、IL-6等核心信號(hào)通路,逆轉(zhuǎn)促瘤CAFs表型,將myCAFs、iCAFs重編程為低促瘤、抑瘤表型;采用MEK/STAT3聯(lián)合抑制方案,重塑CAFs分化狀態(tài),打破免疫抑制微環(huán)境。
● 基質(zhì)微環(huán)境重塑:通過(guò)降解透明質(zhì)酸、抑制ECM過(guò)度沉積,解除物理屏障,改善藥物與免疫細(xì)胞浸潤(rùn);靶向CAFs代謝通路、氧化應(yīng)激通路,阻斷其可塑性調(diào)控核心,穩(wěn)定CAFs抑瘤表型。
● 聯(lián)合治療策略:將CAFs靶向治療與免疫檢查點(diǎn)抑制劑、放化療、靶向藥物聯(lián)用,協(xié)同打破治療抵抗。如TGFβ/PD-L1雙重阻斷、FAK抑制劑聯(lián)合免疫治療等,在多種實(shí)體瘤中展現(xiàn)出顯著的協(xié)同抗腫瘤效應(yīng)。
2、現(xiàn)存研究挑戰(zhàn)
● 亞型分類體系不統(tǒng)一:不同研究的CAFs亞型命名、標(biāo)志物界定存在差異,缺乏跨癌種通用的標(biāo)準(zhǔn)化分類體系,阻礙研究結(jié)果整合與臨床轉(zhuǎn)化。
● 可塑性機(jī)制尚未完全闡明:CAFs表型轉(zhuǎn)換的上游調(diào)控靶點(diǎn)、時(shí)空動(dòng)態(tài)規(guī)律、組織特異性機(jī)制仍不清晰,難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的表型調(diào)控。
● 體外模型局限性:現(xiàn)有細(xì)胞共培養(yǎng)、類器官模型難以精準(zhǔn)模擬體內(nèi)CAFs的空間分布、機(jī)械應(yīng)力、免疫交互特征,無(wú)法真實(shí)還原CAFs異質(zhì)性與可塑性。
● 靶向特異性不足:CAFs與正常成纖維細(xì)胞基因組高度同源,靶向藥物易損傷正常組織,存在毒性風(fēng)險(xiǎn),亞型特異性靶向靶點(diǎn)仍需進(jìn)一步挖掘。
七、總結(jié)
本文對(duì)Sneha Pramod等發(fā)表于《Nature Cancer》的綜述文章《Heterogeneity and plasticity of cancer-associated fibroblasts》進(jìn)行系統(tǒng)分析。該文獻(xiàn)依托單細(xì)胞測(cè)序、空間多組學(xué)、譜系示蹤等前沿技術(shù),聚焦腫瘤微環(huán)境(TME)核心基質(zhì)細(xì)胞——腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAFs),系統(tǒng)闡釋了CAFs的空間分布、表型特征、起源分化的異質(zhì)性規(guī)律,深度解析了驅(qū)動(dòng)CAFs可塑性的微環(huán)境、腫瘤及宿主系統(tǒng)性機(jī)制,同時(shí)明確了CAFs異質(zhì)性與可塑性對(duì)腫瘤進(jìn)展、治療抵抗的調(diào)控作用,梳理了靶向CAFs的精準(zhǔn)治療策略與現(xiàn)存挑戰(zhàn),構(gòu)建了“異質(zhì)性特征-可塑性機(jī)制-臨床效應(yīng)-靶向策略”的完整研究體系,為腫瘤基質(zhì)靶向治療的研發(fā)與臨床轉(zhuǎn)化提供了核心理論支撐。