好文速递｜肿瘤相关成纤维细胞在肿瘤靶向治疗中的研究进展
摘要
Abstract
肿瘤相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblasts，CAFs）是肿瘤发展和治疗中的关键参与者，它们在肿瘤微环境中扮演着复杂而多样的角色。由于CAFs的细胞来源多样，它们在与肿瘤细胞的动态相互作用中会发生明显的表型和功能转变。这种转变不仅推动了肿瘤的侵袭性和生长能力，还明显影响了肿瘤的治疗效果和患者预后。CAFs通过多种机制影响肿瘤发展，它们通过重塑细胞外基质（extracellular matrix，ECM）改变肿瘤的微环境、分泌外泌体影响肿瘤的生长、促进上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）以增强肿瘤的侵袭性，并通过调节肿瘤免疫微环境（tumor immune microenvironment，TIME）帮助肿瘤细胞逃避免疫系统的监视。这些复杂的机制使CAFs成为肿瘤微环境中的重要调控者。本文总结了CAFs的基本知识及其在肿瘤发展中的复杂作用，并介绍了CAFs作为治疗靶点的潜力。同时详细讨论了4种针对CAFs的治疗策略，直接靶向CAFs、抑制CAFs的激活和功能、靶向CAFs来源的外泌体，以及针对CAFs和TIME的联合免疫治疗。这些策略为开发更有效的肿瘤治疗方法提供了新的方向。
关键词
Key words
肿瘤相关成纤维细胞；靶向治疗；肿瘤微环境
肿瘤依然是人类健康的重大威胁，医学界一直在不懈探索治愈或抑制肿瘤的有效方法。目前实体肿瘤的治疗方法仍以手术治疗为主，然而，肿瘤的复发与转移是手术治疗后的重大挑战，也是导致不良预后的关键因素，因此如何有效预防和控制肿瘤的复发与转移成为当前肿瘤研究的重要方向。根据“种子-土壤假说”[1-2]，肿瘤的复发和转移是肿瘤细胞和肿瘤微环境相互作用的结果。肿瘤微环境是肿瘤生长的“沃土”，其中包含各种生长因子、炎症因子、肿瘤相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblasts，CAFs）、免疫细胞等。在肿瘤的复发和转移过程中，肿瘤微环境起着至关重要的作用，包括促进肿瘤血管生成、细胞间信息传递、免疫抑制和化疗耐药等[3]。目前的研究表明，CAFs是肿瘤微环境中的主要细胞成分之一，在肿瘤的发生、发展、侵袭、转移以及免疫调控中扮演着重要角色[4]。因此，将CAFs作为肿瘤治疗的靶点，有望成为抑制肿瘤进展和转移的新方法。本文将综述靶向CAFs在肿瘤治疗中的最新研究进展，讨论其在临床应用中的潜力和挑战。
01
｜CAFs的概述
在肿瘤微环境中，CAFs是肿瘤内或肿瘤附近的一种特殊成纤维细胞，它们与正常成纤维细胞在形态、基因表达和功能上存在明显差异[5]。CAFs的来源十分多样，包括组织驻留成纤维细胞、间充质干细胞[6]、内皮细胞[7]等，这些细胞在特定条件下可以转化为CAFs。CAFs会表达一些特定的标志物，例如平滑肌肌动蛋白（α-smooth muscle actin，α-SMA）、血小板衍生生长因子受体α（platelet-derived growth factor receptor alpha，PDGFRα）和成纤维细胞活化蛋白-α（fibroblast activation protein-α，FAP）[8]。高表达这些标志物的CAFs能够明显促进肿瘤细胞的转移和生长[9]。CAFs具有明显的异质性，除了来源多样外，CAFs还有多种亚型，包括肌成纤维细胞样CAFs（myofibroblastic cancer-associated fibroblasts，myCAFs）、炎症型CAFs和抗原呈递型CAFs[10]。CAFs在肿瘤微环境中发挥多种功能，包括合成细胞外基质（extracellular matrix，ECM）和重塑生长因子促进肿瘤细胞的增殖和迁移、调节肿瘤免疫微环境（tumor immune microenvironment，TIME）逃避免疫细胞的监视等。此外，有研究表明CAFs通过分泌外泌体，与肿瘤细胞和其他基质细胞进行广泛的交流，从而影响肿瘤的生长、侵袭、转移以及免疫逃逸[11]。CAFs在肿瘤微环境中的功能具有极其重要的临床价值，如，CAFs的标志物具有用于肿瘤的早期诊断和预后评估的潜力，CAFs也能作为治疗靶点[12]。然而，由于CAFs的异质性，针对CAFs的治疗策略需要综合考虑其在不同肿瘤类型和阶段中的动态变化[13]。
02
｜CAFs在肿瘤靶向治疗中的研究进展
CAFs在肿瘤的发生、发展和免疫逃逸过程中扮演着极为重要的角色。近年来的研究表明，CAFs的数量和活性与多种肿瘤的预后紧密相连。通常情况下，CAFs的表达水平越高，往往预示着患者的预后越不乐观。因此，深入研究CAFs的功能及其在肿瘤中的作用机制，对于开发新的肿瘤治疗策略具有重要意义。鉴于CAFs在肿瘤微环境中的功能和作用，目前，针对CAFs的肿瘤治疗策略主要包括以下几种：①直接靶向CAFs；②抑制CAFs的激活和功能；③靶向CAFs来源的外泌体；④针对CAFs和TIME的联合免疫治疗。以下将对这些策略进行详细阐述。
2.1
直接靶向CAFs
CAFs的来源广泛，这使得它们缺乏特异性的表面标志物。目前，较为明确的CAFs表面标志物包括FAP、α-SMA和PDGFRα[8]。因此，许多研究致力于开发能够靶向这些标志物的药物或治疗方法，以降低CAFs的水平，进而抑制肿瘤细胞的生长。例如，有研究者在小鼠模型中使用FAP抗体联合近红外光免疫疗法靶向FAP阳性的CAFs。这种方法不仅能直接减少CAFs的数量，还能使肿瘤微环境中的免疫因子水平升高，从而改善肿瘤的免疫抑制状态[14]。尽管FAP在CAFs中高表达，且在正常组织中低表达，使其成为靶向CAFs的潜在靶点，但CAFs的异质性意味着仅靶向FAP可能无法完全去除肿瘤微环境中的所有CAFs，从而影响治疗效果。因此，研究人员也在探索其他CAFs标志物的靶向治疗策略。例如，α-SMA是识别myCAFs的关键标志物，广泛存在于多种肿瘤类型中[8]。针对α-SMA的靶向治疗策略是使用小分子抑制剂来阻断其功能，从而减少myCAFs的数量和活性，抑制肿瘤的生长和转移[15]。然而，由于α-SMA在正常细胞中也有表达，因此靶向α-SMA可能会对正常细胞的生理功能产生影响[16]。在1项使用α-SMA小分子抑制剂治疗非小细胞肺癌患者的Ⅲ期临床试验中，使用α-SMA小分子抑制剂组较安慰剂组出现较高的不良事件[17]。因此，虽然靶向α-SMA的治疗策略对肿瘤治疗具有潜在的应用价值，但需要充分考虑其对正常细胞功能的影响。通过提高靶向治疗的特异性和选择性，可以在最大限度地减少对正常细胞功能的干扰的同时，发挥其治疗效果。PDGFRα是CAFs的另一个重要标志物，其在CAFs中的高表达也与肿瘤的进展密切相关。目前，针对PDGFRα的小分子抑制剂（如伊马替尼和舒尼替尼）已被用于治疗部分肿瘤[18-19]。这些抑制剂通过阻断PDGFRα的信号传导，抑制CAFs的激活和功能，从而达到抑制肿瘤的目的[20]。
然而，由于CAFs的异质性和复杂性，除了FAP、α-SMA和PDGFRα外，还有其他标志物如成纤维细胞特异性蛋白-1和骨膜蛋白等[21-22]也常在CAFs中高表达。因此，单一靶点的治疗策略对CAFs的效果可能有限。未来，可以探索多靶点联合治疗CAFs的策略。例如，联合使用FAP抗体和α-SMA抑制剂，或结合PDGFRα抑制剂，以更全面地抑制CAFs的功能，从而增强治疗效果。总之，CAFs的异质性为靶向治疗带来了挑战，但也为开发更精准、更有效的联合治疗策略提供了机会。
2.2
抑制CAF的激活和功能
CAFs通过参与多种信号通路，促进肿瘤的复发和转移，靶向这些信号通路中的关键分子，为肿瘤治疗提供了新的策略。这些信号通路包括TGF-β、PI3K/AKT/mTOR、JAK-STAT和Wnt等[23]。TGF-β在胚胎发育和成人组织稳态中参与多种生物过程，包括抑制细胞增殖、诱导上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）和肌成纤维细胞表型，以及促进免疫抑制和炎症[24]。研究发现，肿瘤细胞分泌的TGF-β与正常成纤维细胞（normal fibroblasts，NFs）相互作用能过度激活NFs中的TGF-β通路，诱导NFs转化为CAFs，由于CAFs的异常激活，导致TGF-β1在肿瘤微环境中的堆积进一步促进NFs转化为CAFs，形成促进肿瘤进展的反馈回路[25]。在乳腺癌中，CAFs中的TGF-β含量明显高于肿瘤细胞，其中TGF-β1的含量高于TGF-β2和TGF-β3。高表达的TGF-β1能够激活TGF-β/Smad信号通路，促进乳腺癌的EMT过程[26]。有研究将骨髓间充质干细胞分泌的外泌体与抗纤维化药物吡非尼酮和miR-138-5p结合，并利用整合素α5靶向肽修饰外泌体，成功开发了一种能够靶向CAFs并抑制TGF-β信号通路的外泌体。这种外泌体不仅能够高效地将药物递送到CAFs中，还能通过抑制TGF-β信号通路，明显抑制CAFs的促肿瘤作用，改善肿瘤微环境，提高化疗药物的疗效[27]。此外，使用TGF-β配体通过靶向消耗肿瘤微环境中的TGF-β，阻断了TGF-β信号通路的激活，从而调节了CAFs的异质性。这种调节不仅影响了CAFs的表型和功能，还间接影响了肿瘤微环境中的免疫细胞，增强了抗肿瘤免疫反应[28]。
除了TGF-β信号通路，CAFs分泌的细胞因子也通过其他信号通路影响肿瘤生物学行为。在胃癌中，CAFs分泌的IL-6通过JAK2/STAT3通路增强肿瘤细胞的EMT和迁移能力[29]。此外，CAFs分泌的炎症介质还能激活JAK/STAT3通路，增加肿瘤的耐药性[30]。在胰腺导管腺癌的研究中，使用STAT3抑制剂（如芦可替尼）联合MEK抑制剂（如曲美替尼）靶向CAFs，通过抑制RAS/MEK/ERK和JAK/STAT3信号通路，不仅抑制了肿瘤细胞的增殖，而且明显降低了CAFs中IL-6和CXCL1的表达，减少了炎症性CAFs的极化和功能，从而减少了炎症细胞因子的分泌，抑制了免疫抑制细胞的浸润，增加了T细胞的浸润和功能，从而逆转免疫治疗的耐药性[31]。目前，其他类型的STAT3抑制剂正在进行临床研究，部分药物已在肿瘤治疗中显示出令人振奋的效果[32]。
除了上述通路，Wnt信号通路[33]、Hippo信号通路[34]和NF-κB信号通路[35]等也与CAFs的激活和功能密切相关，进而促进肿瘤的存活和转移。CAFs中的这些信号通路作为治疗靶点具有巨大潜力。但如何阻断CAFs与肿瘤细胞之间的信号传递，抑制CAFs的激活，还需要进一步研究以明确这些靶点的具体功能，从而开发更有效的治疗策略。
2.3
靶向CAFs来源外泌体
在肿瘤微环境中，CAFs来源的外泌体通过其携带的核酸、蛋白质和脂质等成分，与肿瘤细胞进行信息传递[36]。这些外泌体在促进肿瘤细胞生长与转移、诱导耐药以及调节免疫反应等方面发挥着重要作用[11，37]。因此，靶向CAFs来源的外泌体成为一种潜在的抑制肿瘤生长和转移的策略。有研究发现，使用酮替芬可以有效抑制CAFs外泌体的释放，从而抑制肿瘤细胞的生长[38]。此外，另一项研究显示，姜黄素能够调节CAFs来源外泌体中的miRNA-146a水平，进而诱导树突状细胞的分化和成熟，增强肿瘤免疫治疗的效果[39]。这些发现表明，靶向CAFs来源的外泌体不仅能直接抑制肿瘤细胞的生物学行为，还能调节免疫微环境，为肿瘤治疗提供了新的思路和方向。
然而，尽管这些初步研究结果令人鼓舞，但CAFs来源外泌体的复杂性和异质性仍需进一步探索。未来的研究需要更深入地解析外泌体在不同肿瘤类型和微环境中的具体作用机制，优化靶向策略，并验证其在临床应用中的安全性和有效性。
2.4
针对CAFs和TIME的联合免疫治疗
CAFs与TIME的相互作用已被确定为促进肿瘤进展的关键因素[40]。TIME由不同的免疫细胞群组成，如T淋巴细胞、B淋巴细胞等，与肿瘤微环境中的抗肿瘤免疫状态高度相关。CAFs通过分泌各种细胞因子、生长因子、趋化因子、外泌体和其他效应分子，与肿瘤浸润的免疫细胞及其他免疫成分相互作用，形成免疫抑制性肿瘤微环境，使肿瘤细胞能够逃避免疫系统的监视[41]。在肝癌的研究中，CAFs与巨噬细胞的相互作用形成了免疫抑制的微环境，这种微环境抑制了淋巴细胞浸润到肿瘤核心，从而降低了程序性死亡蛋白1抑制剂治疗的有效性[42]。因此，深入研究CAFs和TIME的相互作用，特别是CAFs与免疫细胞之间的复杂机制，有望为靶向免疫治疗提供新的证据支持。除了使用药物靶向免疫治疗CAFs外，还有研究者使用纳米材料联合抗肿瘤药物靶向CAFs，明显增强了肿瘤的免疫治疗效果。例如，有研究使用阿霉素构建了一种树突状纳米材料，该纳米材料通过干扰CAFs的代谢，减少了肿瘤组织基质的厚度，增强了药物渗透，并促进了免疫细胞的浸润，从而提高了抗肿瘤效果[43]。另有研究人员构建了一种智能靶向CAFs的纳米材料，不仅能激活肿瘤微环境的免疫效果，还能建立长期的免疫记忆，为抗肿瘤治疗提供了新思路[44]。
CAFs和TIME的相互作用在肿瘤进展中起着关键作用，如何改变肿瘤微环境中的免疫抑制成为使用免疫药物抗肿瘤治疗的最大障碍。通过药物或药物联合纳米材料的应用，可以有效靶向CAFs，通过抑制CAFs的分泌功能或改变其代谢环境，进而改变肿瘤微环境的免疫抑制环境，增强免疫治疗效果，为肿瘤治疗提供了新的策略[44-45]。
03
｜小结与展望
CAFs在肿瘤微环境中扮演着关键角色，通过多种机制促进肿瘤的生长、转移和免疫逃逸。这些机制包括ECM的重塑、生长因子和细胞因子的分泌，以及免疫抑制微环境的形成。CAFs的功能和表型多样性使其成为肿瘤治疗的重要靶点，其表面标志物、亚型和分泌的外泌体等均为潜在的治疗靶点。
目前，部分药物已在小鼠模型中取得了令人振奋的结果，显示出CAFs靶向治疗的巨大潜力。然而，这些研究距离临床应用仍需更多数据支持。CAFs的异质性为临床靶向治疗带来了明显挑战。在同一种肿瘤微环境中，CAFs存在多种亚型，单一靶向治疗难以清除所有CAFs，因此在制定治疗策略时要求需要兼顾CAFs亚型的联合治疗。此外，CAFs具有很强的可塑性，其功能状态可能随着肿瘤进展而动态变化。因此，在设计CAFs靶向治疗方案时，必须考虑其在不同阶段的动态演变，开发更精确和个体化的治疗策略。
利益冲突 所有作者声明不存在利益冲突作者贡
献声明 陈天德：文献检索与筛选、综述框架构建、论文撰写与修改；王震：研究主题确定、整体思路设计、论文审阅与定稿、研究指导
参考文献
