过继性T细胞治疗已成为癌症免疫治疗的重要支柱，其中TCR-T细胞治疗（T-cell Receptor engineered T cell therapy）因其能够识别细胞内抗原而显示出广阔的应用前景。与CAR-T细胞治疗（Chimeric Antigen receptor-modified T cell therapy）不同，TCR-T细胞通过天然TCR复合物识别主要组织相容性复合体(MHC)呈递的肽段，能够靶向更广泛的肿瘤抗原。这一特性使TCR-T细胞在实体瘤治疗中具有独特优势，因为实体瘤中超过90%的潜在靶标为细胞内蛋白。然而，TCR-T细胞治疗实体瘤仍面临重大挑战，其中肿瘤免疫微环境(Tumor immune microenvironment，TME)的免疫抑制特性是其主要障碍。TME是一个高度免疫抑制的生态系统，由肿瘤细胞、免疫细胞、基质细胞、血管网络、细胞外基质及各种可溶性因子共同构成。本期内容首先梳理概括肿瘤免疫微环境的组成、免疫抑制机制及对T细胞功能的影响，然后从5个方面分别详述TCR-T细胞治疗面临的免疫微环境障碍。下期内容将在本期内容的基础上，总结当前突破免疫微环境抑制的多种策略，为开发新一代高效TCR-T细胞疗法提供理论依据和研究思路。

 

 

      一、 肿瘤免疫微环境的组成与免疫抑制机制

 

       TME是一个多因素、多层次的复杂免疫抑制网络，不同机制间相互关联、相互加强，共同限制T细胞的浸润、活化和功能持久性。表1总结了TME的主要免疫抑制机制及其对免疫细胞疗法的影响。

 

 

      二、 TCR-T细胞治疗面临的免疫微环境障碍

 

       TCR-T细胞治疗实体瘤的疗效受到肿瘤免疫微环境多重因素的限制，这些障碍从T细胞归巢、浸润到肿瘤部位开始，直至在肿瘤内部的存活、扩增和效应功能发挥，贯穿整个抗肿瘤免疫过程。

 

       1、T细胞浸润障碍

 

       TCR-T细胞要发挥抗肿瘤作用，首先需要从循环系统迁移并浸润到肿瘤组织内部。然而，实体瘤中异常的血管结构和趋化因子环境构成了T细胞浸润的第一道屏障。

 

       异常肿瘤血管系统是限制T细胞浸润的重要物理障碍。与正常组织相比，肿瘤血管具有：结构紊乱，分支不规则，血流方向混乱；基底膜不完整，周细胞覆盖不足，导致血管渗漏；内皮细胞连接异常，粘附分子表达紊乱等异常特征。这些异常导致血管功能失调，表现为间歇性血流、局部缺氧和酸中毒，形成不利于T细胞外渗的环境。研究表明，肿瘤血管高表达内皮素B受体(ETBR)和血管生成素-2(Ang-2)，可抑制内皮细胞与T细胞的相互作用，减少T细胞跨内皮迁移。此外，肿瘤血管还表达FasL等促凋亡分子，可诱导试图外渗的T细胞凋亡，形成"免疫豁免"现象。趋化因子信号失调是另一重要浸润障碍。T细胞迁移受趋化因子-趋化因子受体相互作用的精确调控，但肿瘤微环境中这一调控常遭破坏。肿瘤细胞和基质细胞分泌异常的趋化因子谱，如高表达CXCL12、CCL2等，将T细胞滞留于基质中，阻止其接触肿瘤细胞；TCR-T细胞表面趋化因子受体(如CXCR3、CCR5等)表达不足或下调，减弱其对肿瘤趋化信号的响应；肿瘤微环境中的蛋白酶(如MMP-9)可降解趋化因子，破坏趋化梯度。研究发现，TCR-T细胞浸润程度与肿瘤中CXCL9、CXCL10、CCL5等T细胞趋化因子的表达水平正相关，而许多实体瘤中这些趋化因子表达低下或被蛋白酶降解。粘附分子表达异常也参与T细胞浸润障碍。T细胞外渗需要与血管内皮细胞表面的粘附分子(如ICAM-1、VCAM-1)相互作用，但肿瘤血管内皮细胞常表现为粘附分子表达下调或分布异常，减少与T细胞的粘附。此外，肿瘤微环境中的可溶性因子(如VEGF、IL-10)可进一步抑制粘附分子表达，加剧T细胞浸润障碍。值得注意的是，不同肿瘤类型和个体间T细胞浸润程度存在显著差异，根据T细胞浸润程度可将肿瘤分为"热肿瘤"(高浸润)和"冷肿瘤"(低浸润)。

 

       2、免疫抑制性细胞相互作用

 

       即使TCR-T细胞成功浸润肿瘤，仍需面对TME中丰富的免疫抑制细胞网络，这些细胞通过直接接触或分泌抑制性因子，严重限制TCR-T细胞的活化和功能发挥。

 

       髓系细胞介导的抑制是主要障碍之一。MDSCs通过多种机制抑制TCR-T细胞：(1)代谢剥夺：高表达ARG1和iNOS，消耗微环境中的精氨酸，产生抑制性活性氮中间体；(2)氧化应激：产生ROS和RNS，引起T细胞脂质过氧化和DNA损伤；(3)免疫抑制因子分泌：释放TGF-β、IL-10、PGE2等，抑制T细胞活化和增殖。研究表明，TCR-T细胞治疗后的肿瘤中MDSCs显著扩增，且MDSCs数量与治疗效果负相关。MDSCs还能诱导Tregs扩增，间接增强免疫抑制。TAMs的抑制作用同样不容忽视。M2型TAMs高表达PD-L1、B7-H4等共抑制分子，与T细胞表面相应受体结合，传递抑制信号。此外，TAMs还分泌IL-10、TGF-β等免疫抑制因子，并促进ECM重塑，形成物理屏障。单细胞测序研究发现，TCR-T治疗后残留的肿瘤中富含免疫抑制性TAMs亚群，如SPP1+ TAMs和C1QC+ TAMs，这些细胞高表达多种免疫检查点分子，是潜在的治疗靶点。Tregs的抑制机制则更为多样：(1)竞争性消耗IL-2，Tregs高表达CD25(IL-2Rα)，可竞争性消耗微环境中的IL-2，限制效应T细胞的存活和增殖；(2)细胞接触依赖性抑制，通过CTLA-4与APC表面的CD80/CD86结合，阻断共刺激信号；(3)分泌抑制性因子，如IL-10、TGF-β和IL-35，直接抑制效应T细胞功能；(4)通过CD39/CD73/腺苷通路，产生免疫抑制性腺苷。在TCR-T治疗中，Tregs比例常随治疗时间增加，与T细胞耗竭相关。

 

       这些免疫抑制细胞并非孤立作用，而是形成复杂的相互作用网络。例如，MDSCs可促进TAMs的M2极化，TAMs又可激活MDSCs，Tregs则能增强MDSCs和TAMs的免疫抑制功能，形成正反馈循环，加剧免疫抑制微环境。此外，这些细胞还常共表达多个免疫检查点分子(如PD-L1、B7-H4等)，与T细胞表面受体相互作用，进一步抑制TCR-T细胞功能。

 

       3、抑制性受体信号过度激活

 

       TCR-T细胞在肿瘤微环境中长期暴露于抗原刺激和抑制性信号下，会逐渐进入功能耗竭状态，表现为效应功能丧失和抑制性受体持续高表达。这一过程是限制TCR-T细胞持久抗肿瘤活性的核心障碍。

 

       PD-1/PD-L1通路是介导T细胞耗竭的关键机制。PD-1在TCR-T细胞活化后表达上调，而肿瘤细胞和免疫抑制细胞在IFN-γ刺激下高表达PD-L1，形成负反馈调节环路。PD-1与PD-L1结合后，招募SHP-2磷酸酶，使TCR信号通路中的CD3ζ、ZAP70、PKCθ等关键信号分子去磷酸化，抑制TCR信号转导。研究表明，TCR-T细胞浸润肿瘤后数天内即可高表达PD-1，且PD-1表达水平与T细胞耗竭程度正相关。临床样本分析发现，PD-1+ TCR-T细胞比例高的患者预后较差。CTLA-4/CD80/CD86通路则主要在T细胞活化早期发挥作用。CTLA-4与CD28竞争性结合CD80/CD86，但传递抑制信号。此外，CTLA-4还可通过反式内吞作用降低APC表面的CD80/CD86表达，减少对T细胞的共刺激。在TCR-T治疗中，CTLA-4表达上调与T细胞功能减退相关，联合CTLA-4阻断可增强TCR-T细胞的扩增和效应功能。其他共抑制受体如TIM-3、LAG-3、TIGIT等也参与T细胞耗竭过程。TIM-3的配体包括galectin-9、CEACAM1等，LAG-3主要结合MHC II类分子，TIGIT则识别CD155和CD112。这些受体通常共表达于耗竭T细胞表面，形成"耗竭受体网络"，协同抑制T细胞功能。研究表明，TIM-3在长期抗原刺激的TCR-T细胞上高表达，且阻断TIM-3可部分恢复T细胞功能。

 

       T细胞耗竭是一个渐进的多阶段过程，从最初的功能亢进到最终的功能丧失，伴随表观遗传和转录组的逐步改变。耗竭T细胞表现为效应细胞因子(如IFN-γ、TNF-α)产生减少，增殖能力下降，抑制性受体持续高表达，且即使去除抗原刺激也难以完全恢复功能。

 

       4、代谢适应性障碍

 

       TME的代谢异常对TCR-T细胞的存活和功能构成严峻挑战，T细胞需要适应缺氧、酸中毒和营养缺乏的恶劣环境才能发挥持久的抗肿瘤作用。

 

       缺氧应激直接影响T细胞代谢和功能。缺氧条件下，T细胞通过HIF-1α依赖的途径上调PD-1表达，增强耗竭表型。同时，缺氧抑制OXPHOS和糖酵解，限制ATP生成，影响T细胞活化和效应功能。研究表明，缺氧区域的T细胞浸润减少，且浸润的T细胞呈现更高程度的耗竭表型。此外，缺氧还促进腺苷积累，通过A2AR信号进一步抑制T细胞功能。酸中毒主要由肿瘤细胞糖酵解产生的乳酸引起。乳酸通过以下机制抑制TCR-T细胞：(1)抑制mTOR活性，影响T细胞代谢重编程和效应分子产生；(2)通过GPR81受体直接抑制T细胞活化和细胞毒功能；(3)促进Tregs功能和MDSCs聚集，增强免疫抑制网络。此外，低pH环境还直接损害穿孔素和颗粒酶的功能，降低T细胞的杀伤效率。营养竞争是T细胞面临的另一代谢挑战。肿瘤细胞的高糖酵解活性导致葡萄糖匮乏，影响T细胞的糖酵解过程，而糖酵解是效应T细胞的主要能量来源。氨基酸剥夺同样严重，色氨酸被IDO1分解，精氨酸被ARG1消耗，影响T细胞增殖和功能。脂质代谢异常也参与其中，TIME中脂质积累可促进T细胞耗竭，同时增强MDSCs的免疫抑制功能。

 

       TCR-T细胞的代谢适应能力决定其在恶劣环境中的生存和功能。与肿瘤细胞相比，T细胞的代谢灵活性较低，难以适应快速变化的代谢环境。研究发现，肿瘤浸润T细胞常表现为线粒体功能缺陷和代谢压力增加，与功能耗竭相关。因此，增强TCR-T细胞的代谢适应性是提高治疗效果的重要策略。

 

       5、抗原异质性与免疫编辑

 

       肿瘤细胞的抗原表达异质性和免疫编辑能力是TCR-T治疗面临的另一重大挑战，可导致治疗后的免疫逃逸和复发。抗原丢失是常见逃逸机制，在TCR-T细胞的免疫压力下，肿瘤细胞可通过多种机制下调或完全丢失靶抗原表达：(1)表观遗传沉默，如靶抗原基因启动子区甲基化；(2)转录调控改变，如转录因子表达变化；(3)蛋白加工或呈递缺陷，如MHC分子或抗原处理相关转运蛋白(TAP)表达下调。临床研究发现，TCR-T治疗后复发的肿瘤中常见MHC I类分子表达下调或抗原呈递通路相关基因突变。免疫编辑是肿瘤适应免疫压力的动态过程，包括三个阶段：清除、平衡和逃逸。在清除阶段，免疫系统识别并消除高免疫原性肿瘤细胞；在平衡阶段，低免疫原性肿瘤细胞被选择存活；最终在逃逸阶段，这些细胞增殖形成免疫抵抗性肿瘤。针对这些挑战，开发多靶点TCR-T产品或联合靶向抗原呈递通路是潜在解决方案。此外，实时监测肿瘤抗原谱变化和及时调整治疗策略也至关重要。

 

       综上所述，TCR-T细胞在肿瘤免疫微环境中面临多重障碍，从初始浸润到最终功能发挥，每一环节都受到多种限制作用。理想的治疗策略需要针对这些不同层面的障碍，进行多角度联合干预，才能实现最佳治疗效果。下一期我们将详细介绍突破TME的策略。

 

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