北京大学肿瘤医院

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肿瘤细胞损伤神经髓鞘带来免疫抑制

作者: 来源: 发布时间:2025-09-29

美国MD安德森癌症中心Baruch等,借助电子显微镜等技术手段,发现癌细胞其实可与神经元直接互作,降解神经纤维髓鞘,造成肿瘤诱导的神经损伤,受损的神经元会通过IL-6等免疫调节因子介导炎症促进神经愈合。在肿瘤的进展过程中,神经损伤不断发生,神经不停地启动愈合程序,由此带来的慢性炎症,导致肿瘤微环境陷入免疫抑制状态。(Nature. 2025年8月20日在线版)

PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂是多种实体瘤的一线治疗,但仅30%~50%的患者产生持久应答,非免疫细胞(如肿瘤相关神经)的免疫调节作用或是未被充分探讨的耐药原因。肿瘤神经浸润(肿瘤细胞侵入肿瘤相关神经)是皮肤鳞状细胞癌、黑色素瘤、胃癌等多种肿瘤的不良预后因素,但肿瘤神经浸润如何影响抗肿瘤免疫和免疫治疗耐药尚不明确。

此前有研究发现,胶质母细胞瘤中的巨噬细胞可啃食神经元髓鞘,并消化髓鞘喂给肿瘤细胞,满足肿瘤细胞代谢需求促进肿瘤进展。借助神经促肿瘤进展的现象不仅发生在脑瘤中,皮肤鳞癌、黑色素瘤和胃癌中也存在类似的伤神经促癌的现象。有些脑外实体瘤会通过损伤神经元诱发慢性炎症,导致瘤内免疫微环境处于抑制状态,进而促进肿瘤进展和对免疫治疗耐药。靶向神经损伤/修复和炎症相关分子,可逆转肿瘤对免疫治疗的耐药。有较多研究发现,肿瘤可借助神经系统的电信号或信号分子,促进肿瘤的发生和进展。

为探讨瘤内神经对瘤内微环境的影响及肿瘤对免疫治疗反应的影响,研究者评估了肿瘤相关神经损伤与PD-1抑制剂治疗效果的关系。基于临床样本分析发现,与对免疫治疗有反应的患者相比,无反应患者的神经损伤/修复相关蛋白水平较高。小鼠实验证实,肿瘤相关神经元损伤与肿瘤对PD-1抑制剂耐药密切相关。

研究者通过电镜、体外共培养、空间多组学等技术,拆解了肿瘤诱导的神经损伤影响免疫微环境的核心机制:细胞直接降解神经髓鞘,引发神经损伤。

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借助于电子显微镜,研究者发现肿瘤细胞与神经元共培养时,会直接附着并侵入神经外膜,导致髓鞘层解离、形成圆形碎片(正常髓鞘为线性致密结构),甚至完全丢失髓鞘;同时神经元轴突线粒体异常。肿瘤细胞会附着在神经元上,且暴露于肿瘤细胞的神经元会出现髓鞘分解的现象。肿瘤细胞与神经元共培养7天时,肿瘤细胞附着位点的髓鞘就全没了。体外实验排除 “旁分泌作用”(癌细胞条件培养基不损伤神经)和 “突触形成”(电镜未观察到突触间隙特征结构),证实肿瘤细胞需直接接触神经元才能引发髓鞘降解。

研究者分析了与肿瘤共培养受损神经的基因表达情况,发现包括IFN-1和IL-6信号通路在内的与免疫相关的基因高表达。在暴露于肿瘤细胞之后,神经元分泌的IL-6增加最为显著。研究结果表明,肿瘤细胞通过髓鞘降解诱导高度特异性的神经元损伤,受损的神经元分泌免疫调节因子,引发炎症反应。这些发现支持瘤内神经元作为免疫调节因素的作用。

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基于肿瘤小鼠模型实验发现,瘤内受损神经的丰度增加与肿瘤微环境中免疫抑制巨噬细胞和耗竭CD8阳性T细胞的浸润增加有关。借助临床样本,进一步确认了瘤内神经受损与免疫抑制微环境之间的密切关系。为确定二者之间存在因果关系,研究者在不同的肿瘤小鼠模型中开展实验,发现改善肿瘤诱导神经元损伤信号传导,可降低黑色素瘤微环境的免疫抑制。阻断IFN-1或IL-6介导的炎症信号通路,可逆转免疫抑制并恢复PD-1抑制剂的疗效。阻断神经损伤/修复信号和炎症信号,可改善肿瘤免疫微环境。

该研究成果表明,肿瘤诱导的神经损伤及相关的慢性炎症,是某些脑外肿瘤对免疫治疗耐药的重要原因。首次明确肿瘤相关神经主动参与免疫调节,为免疫治疗耐药提供了全新视角。研究结果明确了可作为预测免疫治疗效果的标志物,有望指导研发针对相关靶点的药物,改善肿瘤免疫治疗效果。该研究不仅揭开神经-免疫交互导致治疗失败的谜底,还给出可逆转的方案,为免疫治疗耐药患者带来新希望。IL-6 抑制剂、IFN-Ⅰ抑制剂已在临床使用(如类风湿关节炎治疗),联合抗 PD-1 的临床试验可快速推进。

(编译 姜娜)