调节性T细胞(Treg)作为关键的免疫调节细胞,在维持机体免疫自稳和防止自身免疫反应中发挥核心作用。然而,在不同病理环境下,Treg展现出高度的表型异质性与功能可塑性。在肿瘤微环境(TME)中,Treg过度积聚并介导强效的抗肿瘤免疫抑制,促进肿瘤免疫逃逸;而在自身免疫及慢性炎症疾病中,Treg功能缺陷或稳定性丧失则会导致持续性炎症及组织损伤。近年来,以CTLA-4、PD-1/PD-L1等为靶点的免疫检查点抑制剂以及细胞疗法取得了飞速发展,尤其是在肝细胞癌(HCC)等实体瘤中,基于靶向Treg和双重免疫检查点阻断的联合方案[如HIMALAYA研究的STRIDE方案(曲麦利尤单抗+度伐利尤单抗)与CheckMate 9DW研究的伊匹木单抗+纳武利尤单抗方案]展现出了长生存获益。本文系统总结了Treg在肿瘤与炎症疾病中的双重角色、分子调控机制,并结合最新临床循证医学证据探讨靶向Treg的治疗策略与前景。
一、Treg的基本概念与功能机制
1. 分化与分类
根据来源不同,Treg主要分为胸腺来源的tTreg和外周诱导的pTreg[1]:
tTreg:在胸腺内由识别自身抗原的CD4单阳性T细胞分化而来。Foxp3基因座保守非编码序列2(CNS2)区域(即TSDR)的低甲基化状态是维持其稳定表达Foxp3及谱系承诺的关键。tTreg主要负责防止自身免疫。
pTreg:在外周由初始CD4⁺ T细胞在TGF-β、IL-2及短链脂肪酸(SCFA)等微环境信号刺激下分化而成。TGF-β-Smad3信号通路作用于CNS1区域促进其分化,pTreg在维持黏膜免疫耐受中发挥核心作用。
在人体内,FOXP3⁺CD4⁺ T细胞主要分为三类亚群:初始或静息状态的Treg(Fr. I);效应型或活化型Treg(Fr. II),能高表达CTLA-4,并表现出强烈的抑制活性;Treg与Non-Treg的混合体(Fr. III),缺乏抑制功能且分泌促炎因子[2]。
2. 抑制与组织修复机制
Treg通过多种途径发挥免疫抑制与组织稳态调节功能[1]:
细胞接触性抑制:高表达CTLA-4和LAG3,与抗原提呈细胞(APC)表面的CD80/CD86及MHC-II结合。特别是CTLA-4可通过反式内吞作用捕获并清除CD80/CD86,削弱T细胞激活的共刺激信号。
可溶性介质与代谢干预:表达胞外酶CD39/CD73,将胞外ATP/ADP水解为腺苷,抑制效应T细胞(Teffs);分泌抑制性细胞因子(IL-10, TGF-β, IL-35);释放含抑炎microRNA的外胞体。
竞争性消耗IL-2:高表达CD25(IL-2RA),争夺环境中的IL-2,诱导Teffs凋亡。
组织修复:在肌肉、心脏、脑及皮肤等组织中,分泌Areg、Sparc、Opn及Penk等分子,促进损伤修复与干细胞再生。
二、Treg在肿瘤微环境(TME)中的角色与稳定性
1. 肿瘤微环境中的积聚与作用
在肿瘤微环境中,Treg占CD4⁺ T细胞的比例明显高于外周血[3]。肿瘤细胞、成熟调节性树突状细胞(mregDC)及肿瘤相关成纤维细胞(CAF)通过释放趋化因子(如CCL17/CCL22-CCR4、CCL1-CCR8等轴)招募Treg[3]。此外,TME中的缺氧、高乳酸、低糖及氨基酸匮乏等代谢环境进一步促使为成熟T细胞向Treg分化,并维持其生存[1]。
肿瘤浸润性Treg(TI-Treg)通过抑制CD8⁺ 细胞毒性T细胞活性、限制mregDC迁移以及促使TAM向M2型极化,协助肿瘤实现免疫逃逸[1,3]。在肝细胞癌(HCC)中,TI-Treg的高密度积聚与患者的不良预后相关[1]。不过,Treg的作用存在癌种异质性,例如在部分结直肠癌或头颈部肿瘤中,高密度Treg可能通过抑制促癌性炎症而提示较好预后[1]。
2. 肿瘤环境中Treg的代谢与表型稳定性
TI-Treg在TME中表现出强烈的代谢适应性[1]:
脂质与乳酸利用:不同于依赖糖酵解的Teffs,TI-Treg主要依赖氧化磷酸化(OXPHOS)、脂肪酸氧化(FAO)以及通过MCT1吸收乳酸作为能量来源。乳酸摄入还可进一步通过NFAT及Foxp3-USP39轴促进PD-1与CTLA-4的表达,巩固其抑制表型[1]。
稳定性与可塑性(脆弱性):Foxp3表达的稳定性受转录、表观遗传及去泛素化酶(如USP7, USP22)调控。在缺氧或IFN-γ刺激下,Treg可进入“脆弱”状态,表现为保持Foxp3表达的同时上调T-bet与IFN-γ,损害其抑制功能[4]。诱导TI-Treg发生表型转变或失去稳定性是解除肿瘤免疫抑制的重要切入点。
三、基于阻断CTLA-4与调控Treg策略的双免联合抗肿瘤治疗——以HCC为例
针对TME中的Treg,通过阻断CTLA-4不仅可以解除其对共刺激分子的争夺,还能通过抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用(ADCC)及抗体依赖的细胞吞噬作用(ADCP)选择性清除高表达CTLA-4的TI-Treg。基于这一机制,靶向CTLA-4联合PD-(L)1抑制剂的双免联合方案在肝细胞癌(HCC)的临床研究中取得了突破性进展。
1. 机制驱动的双免联合方案与分子设计
(1)HIMALAYA研究与STRIDE方案
分子设计与作用机制:曲麦利尤单抗是IgG2亚型人源化CTLA-4单抗。IgG2亚型选择性结合激活型FcγRIIa(CD32a),对NK细胞高表达的FcγRIIIa(CD16a)亲和力较低。研究表明,IgG2亚型主要通过CD32a⁺髓系细胞介导对肿瘤内Treg的清除[5]。这一工程化设计为STRIDE方案维持强效抗肿瘤活性的同时保持良好的安全性提供了机制基础。
给药策略:采用了单次300 mg曲麦利尤单抗启动剂量联合每4周一次1500 mg度伐利尤单抗(PD-L1单抗)的STRIDE方案[6]。单次高剂量阻断可在早期快速扩增肿瘤特异性T细胞克隆,同时避免长期CTLA-4暴露引发的自身免疫毒性。
(2)CheckMate 9DW研究与伊匹木单抗+纳武利尤单抗方案
分子设计与作用机制:伊匹木单抗属于IgG1亚型CTLA-4单抗,对FcγRIIIa(CD16a)和FcγRIIa(CD32a)均具有较高亲和力,能够强效招募NK细胞与巨噬细胞,通过ADCC与ADCP效应实现对肿瘤浸润性Treg的清除[5]。
给药策略:采用高剂量伊匹木单抗(3 mg/kg)联合纳武利尤单抗(PD-1单抗;1 mg/kg, Q3W,共4剂)启动,随后以纳武利尤单抗单药维持。该方案通过IgG1亚型强效清除Treg并配合PD-1阻断,协同产生抗肿瘤免疫应答。
2. 循证医学证据总结
HIMALAYA研究:STRIDE 方案较索拉非尼显著降低了 22% 的死亡风险(HR=0.78, P=0.0035),6年OS率达19.6%(索拉非尼对照组8.9%),展示出明显的“拖尾效应”[6,7]。
CheckMate 9DW研究:伊匹木单抗+纳武利尤单抗组较对照索拉非尼/仑伐替尼组降低死亡风险21%(HR=0.79, P=0.018),4年OS率分别为31%和18%[8,9]。
四、Treg在炎症与自身免疫性疾病中的机制与治疗
与肿瘤环境相反,自身免疫性疾病及慢性炎症疾病(如多发性硬化症 MS、炎症性肠病 IBD、系统性红斑狼疮 SLE、类风湿关节炎 RA、1型糖尿病 T1D 及动脉粥样硬化等)通常伴随着Treg数量减少、表型不稳定或抑制功能缺陷,导致抗原耐受打破与持续性组织破坏[1]。
1. 典型疾病中的 Treg 异常机制
多发性硬化症(MS):Treg功能发生缺陷,出现高表达IFN-γ的Th1-like脆弱Treg亚群。高盐饮食(激活β-catenin-SGK1轴)和肠道微生态失调(短链脂肪酸及次级胆汁酸减少)可进一步破坏Treg稳定性[1] 。
炎症性肠病(IBD):局部炎症黏膜中Treg数量可能呈代偿性增多,但Th17/Treg平衡遭到破坏。高脂饮食诱导GPX4下降引发Treg铁死亡,且Wnt/β-catenin与高琥珀酸(Succinate)积聚均可促使Foxp3降解,导致其向Th17-like表型转化[1]。
系统性红斑狼疮(SLE):内源性IL-2缺乏、METTL3缺陷导致的Foxp3 m6A修饰减少,以及中性粒细胞外诱捕网(NETs)的激活均会阻碍Treg的正常分化[1]。
类风湿关节炎(RA):滑膜缺氧微环境中HIF-1α激活促使Foxp3泛素化降解;炎症因子(如IL-6)诱导Treg转变为Th17-like细胞,并通过表达RANKL加重骨侵蚀[1]。
2. 扩增与增强Treg的治疗策略
针对炎症疾病,治疗核心在于恢复并增强Treg的数量与抑炎功能:
低剂量 IL-2 疗法:利用Treg表面高表达高亲和力IL-2受体(CD25)的特性,选择性激活JAK-STAT5轴,促进内源性Treg的扩增与稳定。目前已在SLE、T1D等疾病中开展临床验证[1]。
mTOR 抑制剂与表观遗传调控:小剂量雷帕霉素(Rapamycin)可抑制mTOR信号,促进Treg分化并维持表型;HDAC抑制剂与TNFR2激动剂也可通过提高Foxp3乙酰化和基因稳定性增强Treg功能[1]。
过继性细胞移植(ACT)[10]:
多克隆Treg:离体扩增后回输,在T1D、ALS中展现出良好的安全性。
TCR基因工程Treg:导入抗原特异性TCR,使其能精准归巢至病变组织(如MOG特异性Treg治疗MS)。CAR-Treg:构建非MHC限制性的嵌合抗原受体Treg(如CD19 CAR-Treg治疗SLE,CEA CAR-Treg治疗哮喘),提供更高靶向性与临床通用性。
五、 总结与展望
Treg是机体免疫调控系统中的“双刃剑”。在肿瘤免疫中,打破其表型稳定性、抑制其招募或通过ADCC作用实现特异性清除,能够显著释放内源性抗肿瘤免疫力;而在自身免疫和慢性炎症中,稳定其Foxp3表达、扩大其数量则是重建免疫耐受的必由之路。
从机制研究到临床转化,基于免疫检查点阻断与Treg调控的双免联合治疗已经在晚期HCC等领域建立了新的标准。未来,随着单细胞多组学、时空转录组学以及精准基因编辑技术(如CAR-Treg)的发展,深入揭示不同疾病微环境中Treg的动态演变,并设计兼具高选择性与低全身毒性的精准调控策略,将为肿瘤和自身免疫性疾病的治疗带来更多革命性的突破。
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