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3 · 第1學期免疫學應用免疫學

腫瘤免疫學

Tumor Immunology

難度 4 · 專業immunologyoncology想做成互動版

腫瘤免疫學從 2010 年代起經歷了革命性的發展,免疫檢查點抑制劑(ICI)的臨床成功徹底改變了腫瘤學的治療典範,而對腫瘤微環境(TME)的深入理解正在推動下一代免疫治療策略。

Cancer Immunoediting 的實驗證據

Schreiber 等人(2011, Science)提出的 cancer immunoediting 假說得到了多線實驗支持:(1) 免疫缺陷小鼠(Rag2⁻/⁻、IFN-γR⁻/⁻)比野生型更容易發展自發性和化學誘導腫瘤;(2) 從免疫缺陷小鼠移植到免疫正常小鼠的腫瘤常被排斥,而從免疫正常小鼠建立的腫瘤則不被排斥——證明免疫選擇壓力「雕塑」了腫瘤的免疫原性;(3) 臨床上,器官移植受者在長期免疫抑制下癌症風險顯著增加。

腫瘤微環境的免疫圖譜

單細胞 RNA-seq 和空間轉錄組學(spatial transcriptomics)揭示 TME 的極度異質性。「熱」腫瘤(T cell-inflamed)富含 CD8+ T 細胞浸潤,對 ICI 反應率高;「冷」腫瘤缺乏 T 細胞浸潤,需要策略將其轉化為「熱」腫瘤。骨髓源性抑制細胞(MDSCs)分為 M-MDSC 和 PMN-MDSC,透過 arginase-1、iNOS 和 ROS 抑制 T 細胞。腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)在 TME 中常極化為 M2 表型(IL-10、TGF-β 高表達),促進血管生成和免疫抑制。CSF1R 抑制劑(如 pexidartinib)和 CD47-SIRPα 阻斷(如 magrolimab)靶向髓系免疫抑制。

ICI 作用的免疫學機制

Anti-CTLA-4(ipilimumab)和 anti-PD-1/PD-L1 作用於不同的免疫學節點。Anti-CTLA-4 主要在 T 細胞啟動階段(priming phase)作用,在淋巴結中釋放初始 T 細胞的活化。此外,ipilimumab 可能透過 Fc-dependent 機制選擇性耗減腫瘤內的高表達 CTLA-4 的 Treg(Simpson et al., 2013, JEM)。Anti-PD-1 主要在效應階段(effector phase)作用,在腫瘤微環境中恢復已耗竭 T 細胞的功能。前驅耗竭 T 細胞(TCF1+PD-1+, stem-like)是 anti-PD-1 治療反應的核心細胞群體——它們在 anti-PD-1 作用下可增殖並分化為效應 CTL(Siddiqui et al., 2019, Immunity)。

新抗原與腫瘤突變負荷

腫瘤的體細胞突變可產生新抗原(neoantigens)——突變蛋白經蛋白酶體加工、TAP 轉運、MHC I 載入後呈現在腫瘤細胞表面。TMB 與 ICI 反應率的相關性反映了新抗原驅動的 T 細胞辨認(Yarchoan et al., 2017, NEJM)。MSI-H 腫瘤(如 Lynch syndrome 相關的結直腸癌)因 MMR 缺陷產生極高 TMB(>10 mut/Mb),對 pembrolizumab 反應率高達 ~40%——這導致 2017 年 FDA 首次以「生物標記」而非「器官」核准 pembrolizumab 用於所有 MSI-H 實體腫瘤(Le et al., 2017, Science)。

下一代免疫治療策略

(1) 雙特異性抗體:同時結合腫瘤抗原和 CD3 的雙特異性 T 細胞接合器(BiTE, 如 blinatumomab [CD19×CD3])將 T 細胞重新導引到腫瘤。(2) ADC(抗體藥物共軛體):如 T-DXd 攜帶拓撲異構酶抑制劑,在 HER2-low 乳癌中展現突破性療效。(3) STING agonists:活化 cGAS-STING 先天免疫通路產生 type I IFN,將「冷」腫瘤轉為「熱」腫瘤。(4) 溶瘤病毒:如 T-VEC(HSV-1 基改病毒)在腫瘤內複製並表達 GM-CSF,誘導局部和全身免疫反應。(5) 聯合治療:anti-PD-1 + anti-CTLA-4(CheckMate-067, Wolchok et al., 2017, NEJM)在黑色素瘤 5 年 OS >50%;ICI + 化療、ICI + 抗血管生成(atezolizumab + bevacizumab 在 HCC)等組合策略持續擴展適應症。

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