免疫治疗耐药的分子机制

吕世
吕世 主治医师
2025-12-30 01:01 来源:免疫治疗

摘要: 免疫治疗为许多癌症患者带来了希望,但耐药问题却常常成为拦路虎。这篇文章不谈空泛概念,直接聊清楚肿瘤细胞和微环境是怎么“耍花招”导致耐药的。从抗原丢失到信号通路异常,理解这些分子机制,才能明白为什么TMB、MSI等检测如此关键,并为克服耐药找到真正的方向。

开篇:为什么“神药”也会失灵?聊聊免疫治疗耐药这件事

免疫检查点抑制剂,比如大家熟知的PD-1/PD-L1抗体,已经改变了晚期肿瘤的治疗格局。但一个无法回避的现实是:只有一部分患者能从中长期获益,即便是最初有效的患者,也有相当一部分会在治疗一段时间后出现疾病进展。这背后,就是复杂的免疫治疗耐药的分子机制在起作用。耐药不是简单的“药没用了”,而是一场肿瘤细胞与人体免疫系统之间动态博弈的结果。肿瘤细胞为了生存,进化出了多种精妙的策略来逃避免疫攻击。理解这些策略,是寻找克服耐药方法的第一步。

肿瘤自己“变脸”了:抗原丢失与呈递缺陷,PD-1抑制剂还怎么找目标?

我们可以把免疫治疗想象成一场“通缉”行动:免疫T细胞是警察,肿瘤细胞表面的新抗原(由基因突变产生)是通缉犯的“脸部特征”。PD-1抑制剂的作用是解除对T细胞的“手铐”,让它们能去识别并攻击这些“通缉犯”。

但肿瘤细胞非常狡猾。一种经典的耐药机制就是“变脸”——让T细胞找不到目标。这主要通过两种方式实现:

第一,抗原丢失。肿瘤细胞在免疫治疗的选择压力下,那些表达强免疫原性新抗原的细胞被清除掉了,而原本不表达或低表达这些抗原的细胞克隆则存活下来并增殖,成为优势群体。这就好比通缉犯整容换了一张脸,警察手里的旧照片没用了。这也是为什么肿瘤突变负荷(TMB)高的肿瘤,理论上对免疫治疗更敏感,因为“脸部特征”多,不容易全部丢失。

第二,抗原呈递通路缺陷。即使肿瘤细胞内部存在突变蛋白(新抗原),也需要通过一个叫做“主要组织相容性复合物”(MHC,在人类中称为HLA)的“展示架”把抗原片段呈递到细胞表面,T细胞才能识别。肿瘤细胞可以通过使HLA基因沉默、或破坏抗原加工呈递通路中的关键蛋白(如β2-微球蛋白),让这个“展示架”失效。内部有“犯罪证据”,但就是不展示出来,免疫系统自然无从下手。这种机制与微卫星高度不稳定(MSI-H)肿瘤的耐药密切相关,因为MSI-H肿瘤虽然突变多,但如果抗原呈递通路坏了,再多突变也无法被免疫系统识别。

肿瘤微环境“拉偏架”:免疫抑制细胞与因子如何筑起“铜墙铁壁”?

肿瘤细胞不仅自己“变脸”,还会改造周围的生存环境,打造一个对自己有利、对免疫细胞极度不友好的“堡垒”。这个堡垒就是肿瘤微环境。

PD-1/PD-L1抑制剂作用原理示意图
PD-1/PD-L1抑制剂作用原理示意图

在这个微环境里,肿瘤细胞招募了大量“帮凶”——免疫抑制性细胞。比如调节性T细胞(Tregs)、髓源性抑制细胞(MDSCs)、肿瘤相关巨噬细胞(M2型TAMs)。这些细胞会分泌各种抑制性因子,像白细胞介素-10(IL-10)、转化生长因子-β(TGF-β)等,直接抑制效应T细胞的功能,或者消耗掉T细胞生存必需的氨基酸(如色氨酸)。

更关键的是,这个微环境可能形成一个物理和化学屏障。异常的肿瘤血管导致血流不畅、缺氧,而缺氧环境会诱导肿瘤细胞高表达PD-L1,同时促进更多抑制性细胞聚集。细胞外基质过度沉积形成致密的结构,物理上阻挡T细胞浸润到肿瘤内部。你可以想象,即便PD-1抑制剂解除了T细胞的“手铐”,但这些T细胞要么在堡垒外被“劝退”(抑制),要么根本挤不进堡垒的大门(无法浸润)。这是免疫治疗耐药的分子机制中,与肿瘤细胞自身特性同等重要的外部因素。

3条信号通路出问题:为什么免疫细胞就是冲不进去?

除了上述“目标丢失”和“环境压制”,T细胞自身功能的耗竭或失调,是耐药发生的直接内部原因。这背后涉及几条关键的细胞内信号通路。

干扰素-γ(IFN-γ)信号通路扮演着“双刃剑”角色。一方面,T细胞释放的IFN-γ是杀伤肿瘤的关键武器;另一方面,肿瘤细胞在长期IFN-γ暴露下,可能通过激活JAK/STAT通路,上调更多的免疫抑制分子(如PD-L1),并促进对IFN-γ信号产生抵抗,形成负反馈循环。这导致T细胞的攻击信号失效。

T细胞受体(TCR)信号通路共刺激信号通路的异常,则让T细胞从“源头”上失去了活力。持续的抗原刺激会导致T细胞耗竭,其表面表达大量抑制性受体(如TIM-3, LAG-3等),而激活所需的共刺激信号(如CD28)却不足。此时的T细胞即使没有PD-1的束缚,也已经是“疲惫之师”,无法有效增殖和执行杀伤功能。

代谢通路的竞争也不容忽视。肿瘤微环境中,肿瘤细胞和免疫细胞会争夺葡萄糖、氨基酸等营养。肿瘤细胞的快速增殖往往占尽代谢优势,导致浸润的T细胞处于“饥饿”状态,能量不足,功能自然受损。这些信号通路层面的紊乱,共同构成了T细胞功能障碍的复杂网络,是耐药发生的执行环节。

我们的应对策略:耐药后,路该怎么走?

肿瘤抗原丢失与免疫编辑过程漫画图
肿瘤抗原丢失与免疫编辑过程漫画图

面对如此复杂的免疫治疗耐药的分子机制,临床上的应对策略必须基于精准的检测和机制理解。盲目换药或继续使用原方案往往无效。

首要步骤是尽可能进行再活检。对耐药后的肿瘤组织进行病理学和基因组学分析,可以明确具体的耐药类型。是抗原呈递机制缺陷?还是出现了新的免疫抑制微环境?通过检测HLA表达、T细胞浸润程度、以及包括PD-L1在内的多种免疫相关标志物,可以大致区分是“免疫原性丢失”型还是“免疫豁免/沙漠”型耐药。

基于分型的联合治疗是核心方向。对于免疫微环境抑制强的患者,可以考虑免疫治疗联合抗血管生成药物(改善微环境缺氧和血管异常)、联合针对其他免疫检查点的药物(如CTLA-4、TIM-3抑制剂)、或联合溶瘤病毒等重塑免疫微环境。对于抗原丢失或呈递缺陷的患者,联合可诱导肿瘤细胞免疫原性死亡的疗法(如某些化疗、放疗、靶向药)或新兴的肿瘤疫苗、T细胞受体工程化T细胞(TCR-T)疗法,可能是重新唤醒免疫应答的关键。

此外,治疗过程中的动态监测也愈发重要。利用循环肿瘤DNA(ctDNA)进行外周血基因检测,可以无创地监测克隆演变,早期发现可能导致耐药的基因改变,为及时调整治疗策略提供线索。

总之,免疫治疗耐药并非终点,而是一个需要深入探究其背后生物学原因的新起点。只有系统性地剖析肿瘤细胞、微环境和免疫系统三者互动的失衡点,才能设计出下一阶段有效的个性化治疗方案,让免疫治疗这场“持久战”取得最终胜利。

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