摘要
常规免疫疗法如免疫检查点阻断和CAR-T细胞疗法在癌症治疗中取得革命性进展,但其疗效受限于肿瘤耐药性、抗原逃逸及T细胞耗竭等问题,尤其在实体瘤治疗中表现不足。非常规免疫疗法通过利用多样性免疫细胞亚群和合成生物制剂,为突破这些局限提供了新机遇。本综述聚焦γδ T细胞、iNKT细胞、MAIT细胞、工程化调节性T细胞及通用CAR平台等细胞疗法,以及双特异性抗体、细胞因子融合物和溶瘤病毒等生物制剂的应用。非常规平台具备MHC非依赖性、组织趋化性及连接先天与适应性免疫的能力,其工程化特性凸显出规模化、高效且成本可控的治疗潜力。针对功能异质性、免疫耗竭和肿瘤微环境抑制等转化挑战,本文提出代谢重编程、免疫遮蔽及人工智能患者分层等创新策略。这些进展将拓展癌症免疫疗法的边界,提升实体瘤治疗的可及性。
1. 引言
免疫疗法已重塑癌症治疗格局,以免疫检查点抑制剂和CAR-T细胞疗法的临床成功为标志。首个获批的CTLA-4抑制剂和PD-1阻断剂在多种癌症中表现出持久疗效,而CAR-T细胞在血液肿瘤中展现出治愈潜力,但对实体瘤疗效有限。免疫检查点抑制剂的有效性受限于肿瘤免疫逃逸、新生抗原缺乏及免疫毒性等问题,且"冷肿瘤"因缺乏肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)而对治疗无反应。提升冷肿瘤为"热肿瘤"的策略正在探索中。CAR-T疗法则受限于抗原异质性、T细胞功能障碍及制造复杂性等挑战。
2. 非传统细胞疗法
非常规T细胞作为具有特殊T细胞受体的淋巴细胞亚群,通过MHC非依赖性途径识别抗原。包括iNKT、γδ T细胞和MAIT细胞在内的这类细胞具有广泛的组织分布,特别是黏膜组织,能快速启动局部免疫应答。功能上,这些细胞兼具细胞毒性和细胞因子分泌能力(如IFN-γ和TNF-α),且因低同种异体反应性而降低移植物抗宿主病(GvHD)风险。基于γδ T细胞、iNKT细胞和NK细胞的通用型CAR平台通过基因编辑降低免疫原性,在临床试验中已展现出良好的安全性。
2.1 不变型自然杀伤T细胞(iNKT)
靶向GD2的CAR-iNKT细胞在神经母细胞瘤治疗中实现25%客观缓解率,IL-15分泌型CAR-iNKT细胞表现出增强的扩增能力。通过选择CD62L+细胞亚群和IL-12应用,可进一步优化疗效。
2.2 黏膜相关不变T细胞(MAIT)
MAIT细胞通过MR1识别微生物维生素B代谢产物,在肝癌、非小细胞肺癌等肿瘤中与抗PD-1疗法协同增强疗效。CXCR6+ MAIT细胞与抗PD-1治疗表现出协同作用。
2.3 γδ T细胞
γδ T细胞兼具适应性和先天免疫特性,通过识别磷抗原和应激配体发挥肿瘤免疫监视功能。Vγ9Vδ2亚群可靶向肿瘤细胞代谢异常,工程化CD16+ γδ T细胞在卵巢癌模型中显示出增强的细胞毒性。
2.4 双阴性T细胞与工程化调节性T细胞
双阴性T细胞通过TNFα-JAK1-ICAM-1轴清除白血病细胞,工程化调节性T细胞(CAR-Tregs)通过合成生物学工具增强体内稳定性和抑制功能,在自身免疫和移植领域展现应用前景。
3. 非传统生物制剂
双特异性、多特异性抗体、细胞因子融合物和溶瘤病毒等非传统生物制剂,通过模块化工程实现现成治疗应用。双特异性T细胞衔接剂(BiTE)通过连接CD3和肿瘤抗原实现T细胞重定向,三特异性抗体(TriTE)通过靶向T细胞受体、肿瘤抗原和NK激活剂扩展功能。溶瘤病毒通过肿瘤细胞裂解释放肿瘤抗原并递送免疫调节基因(如T-VEC携带GM-CSF基因)。
4. 非传统平台的独特免疫特征
非常规免疫疗法的核心优势包括:
- MHC非依赖性识别:通过CD1d、MR1等非经典分子识别代谢物,突破MHC限制
- 应激配体与代谢物感知:识别MICA/B、磷抗原等应激信号,激活抗肿瘤反应
- 低GvHD风险:因MHC非依赖性,适合作为"现成"免疫治疗
- 免疫桥梁功能:iNKT细胞通过分泌IFN-γ和IL-4促进CD8+ T细胞活化
- 组织驻留特性:MAIT和γδ T细胞定位于上皮和黏膜组织,实现持续免疫监测
- 快速效应功能:预先生成穿孔素和颗粒酶,避免适应性免疫滞后效应
- 工程兼容性:适配CAR设计和基因编辑,如CRISPR介导的HLA敲除
5. 转化挑战
主要挑战包括:
- 表型和功能异质性:γδ T细胞Vδ1和Vδ2亚群的组织分布和功能差异
- 免疫细胞耗竭机制:在慢性刺激下表达PD-1等抑制受体
- 肿瘤微环境抑制:缺氧、免疫抑制细胞(Tregs、MDSCs)及免疫检查点分子(TGF-β、IDO)
- 体内持久性不足:缺乏稳态细胞因子支持
6. "现成"免疫疗法
"现成"疗法通过MHC非依赖性设计实现规模化应用。γδ T细胞、iNKT细胞和多特异性抗体平台无需患者个体化定制,显著降低治疗成本和等待时间。基因编辑技术(如CRISPR介导的HLA敲除)和"不吞噬"信号(CD47)工程进一步提升细胞持久性和安全性。
7. 模态整合与个性化
多组学整合和人工智能(AI)在治疗优化中发挥关键作用。例如:
- AI驱动的患者分层:通过PIONEER和DeepChain平台进行肿瘤基因组分析,预测免疫治疗反应
- 合成生物控制:利用IL-12或PD-1阻断重编程CAR-NKT细胞
- 代谢重编程:增强脂肪酸氧化(FATP2抑制)或敲除CD36提升T细胞功能
- 表观遗传调控:DNA甲基转移酶抑制剂与免疫检查点阻断联合应用
- 空间免疫分层:结合数字病理学和AI进行肿瘤免疫微环境精准解析
8. 突破转化壁垒的新策略
8.1 合成控制系统
通过调控CAR-T细胞的代谢和表观遗传特性增强持久性。例如:
- 代谢支持:IL-15共表达延长γδ T细胞存活
- 检查点阻断:PD-1敲除提升γδ T细胞功能
- 肿瘤响应系统:蛋白酶激活T细胞衔接剂(JANX007靶向PSMA和CD3)
8.2 代谢重编程
靶向mTOR、PI3K/Akt/mTOR等代谢通路可改善T细胞持久性。脂肪酸氧化(FAO)增强和CD36功能抑制(基因敲除或抗体阻断)可恢复肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)功能。
8.3 表观遗传调控
表观遗传药物(如组蛋白去乙酰化酶抑制剂)联合免疫治疗显示协同效应,如entinostat联合nivolumab显著提升肿瘤微环境CD8+/Treg比率。
8.4 基因编辑免疫遮蔽
TALEN基因编辑敲除TCRα和CD52基因的同种异体CAR-T细胞(如ALLO-316)在肾透明细胞癌治疗中无GvHD报道。
8.5 肿瘤响应载荷系统
蛋白酶激活的T细胞衔接剂(JANX007)和溶瘤病毒局部表达CTLA-4抗体的系统(BT-001试验)可精准定位肿瘤免疫激活。
9. 结论
非常规免疫疗法在实体瘤治疗中展现出颠覆性潜力,其MHC非依赖性、快速细胞毒性和可工程化特性为突破传统局限提供可能。通过AI驱动的患者分层、多组学整合和肿瘤微环境映射,这些疗法将进一步个性化。未来需要持续投入机制研究、合成工程优化和制造工艺开发,以释放其在难治性癌症治疗中的全部潜力。
【全文结束】

