作者：柴晓东，李海爽，常青，北京市神经外科研究所；裴斐，北京大学第三医院病理科
髓母细胞瘤(medulloblastoma，MB) 是儿童最常见的恶性脑肿瘤，其发病率有升高的趋势。根据MB的临床特征以及基因组学、转录组学、甲基化水平和蛋白组学差异，MB至少可分为WNT活化型、SHH活化/TP53野生型、SHH活化/TP53突变型和非WNT/非SHH活化型(包括第3亚型和第4亚型)。WNT亚型MB以Wnt通路激活为特点，预后最好，5年生存率约90%; SHH亚型以SHH通路激活为特点，预后中等，但是伴有TP53突变的患者预后差； 第3亚型和第4亚型目前的研究尚没有发现主要起作用的信号通路，分别约占所有MB的27%和34%，其中第3亚型MB预后最差。
最近的单细胞测序研究表明，第3亚型MB和第4亚型MB表现出从原始祖细胞样细胞到更成熟的神经元样细胞的发育轨迹，其相对比例区分了这些亚群，因此，第3亚型MB和第4亚型MB会有分子特征的重叠。为了解决MB各个亚型内的异质性问题，有研究将MB的4个亚型，更进一步细分为12个亚组，可以更好的与患者的年龄、临床特征、分子特征等特点相匹配，以更好地指导患者的治疗及预后。
目前，MB的标准治疗方法包括手术切除，辅以放疗和化疗。然而，这些治疗方法往往会损害神经认知和内分泌等功能，严重影响患儿的生存质量。因此，迫切需要完善治疗策略。近年来，免疫疗法在多种癌症治疗研究中进入临床转化阶段，旨在通过直接或间接提高机体的免疫应答靶向控制或消除肿瘤生长。相较于传统治疗，这种治疗方法对机体副作用更小。为了进一步提升MB患者的生存期和生存质量，需要我们更好地理解该肿瘤特有的免疫微环境，发展安全且有效的免疫治疗方法。本文将围绕MB免疫微环境的特点及治疗策略的研究进展展开综述。
1. 中枢神经系统肿瘤免疫微环境的特点
肿瘤微环境是肿瘤细胞与其周围成分相互作用而形成的活跃的、肿瘤细胞赖以生存的复杂微环境。肿瘤微环境主要包括细胞成分和非细胞成分，细胞成分包括内皮细胞、成纤维细胞和免疫细胞等，非细胞成分包括细胞外基质、肿瘤细胞或非肿瘤细胞分泌的信号分子等。中枢神经系统肿瘤免疫微环境有独特的特点。
第一，具有独特的结构特点。血脑屏障的存在将中枢神经系统区别于其他器官，它在体循环和脑循环之间提供了一个选择性屏障，可以保护这一重要器官免受感染和有毒物质的侵害，但是它同时也限制了一些免疫细胞的浸润，阻止了许多治疗药物的输送。
第二，具有独特的细胞成分。一方面，在脑肿瘤微环境中存在个体遗传学上不同的巨噬细胞群，包括组织驻留的小胶质细胞和骨髓来源的巨噬细胞，小胶质细胞作为原驻于中枢神经系统的巨噬细胞群，来源于卵黄囊祖细胞，在中枢神经系统的生长发育和稳态维持方面发挥重要作用； 另一方面，星形胶质细胞是中枢神经系统中最丰富的胶质细胞，参与血脑屏障的组成以及肿瘤微环境稳态，越来越多的研究也发现它在肿瘤发生、发展中发挥重要作用。
第三，长期以来，中枢神经系统被认为是“免疫豁免部位”。一方面，血脑屏障的存在会阻碍免疫细胞进入中枢神经系统； 另一方面，中枢神经系统被认为缺乏淋巴引流，阻止颈部淋巴结中的T细胞接触位于中枢神经实质内的抗原。然而，在炎症、肿瘤以及神经退行性疾病等中枢神经系统疾病状态下，血脑屏障发生损伤，血源性骨髓来源的免疫细胞能够通过血脑屏障进入中枢。
最近研究发现，在生理状态下，硬脑膜窦内分布着功能性淋巴管，可直接将脑脊液和免疫细胞引流至外周的颈部淋巴结，这一发现将为中枢神经系统的免疫及疾病病因学研究提供新思路。小胶质细胞、巨噬细胞、DC、T细胞、B细胞、NK细胞等免疫细胞和细胞因子、趋化因子、生长因子等免疫相关分子构成了中枢系统复杂独特的免疫微环境。
2. MB免疫微环境中各类细胞的功能
2.1 肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages，TAM)
TAM在肿瘤的发生和进展中发挥着复杂的作用。小胶质细胞是机体发生病理性损伤的第一道防线，活化的小胶质细胞可以充当抗原呈递者并分泌细胞因子来触发后续的免疫反应。随着肿瘤的进展，外周来源的巨噬细胞进入中枢，与小胶质细胞共同构成了TAM。在MB中，TAM是主要的免疫细胞类型之一，可以接受微环境中各种细胞因子的影响而发生动态变化，一般包含2种表型： 经典的促炎/抗肿瘤的M1型和抑炎/促肿瘤的M2型。
Margol等率先报道，SHH亚型MB中TAM的浸润显著高于其他亚组。本课题组前期研究表明，SHH亚型MB中浸润的TAM大部分为 M2型巨噬细胞，而非小胶质细胞，抑制TAM向M2型极化可有效提高Smo(Smoothened，Hedgehog信号通路的受体之一)抑制剂的抗肿瘤效应，这一结果得到多项研究支持。然而，Maximov等研究发现，MB中髓系来源巨噬细胞构成的TAM具有抗肿瘤作用，TAM减少与较差的预后相关。上述研究结果的差异可能与研究者对肿瘤进展时间点选取的不同导致TAM的数量不同有关。
TAM作为肿瘤免疫微环境的重要成分，除了受肿瘤微环境中各种因子的调节外，也可以与其他免疫细胞发生相互作用。TAM可以被由肿瘤颗粒神经元前体细胞(granule neuron precursor，GNP)转分化而来的星形细胞分泌的IL-4所激活，进而分泌
Tan等研究显示，使用TAM生长所依赖的集落刺激因子1受体(colony-stimulating factor 1 receptor，CSF1R)抑制剂，可以减少模型鼠中TAM浸润，CTL百分比的增加使小鼠存活期延长，肿瘤体积减小。但是Crotty等的研究证明，CSF1R抑制剂并不能阻止第3亚型和SHH亚型的模型鼠中MB的复发和扩散转移。因此，肿瘤中TAM的组成及其在肿瘤生长中产生的促进或抑制作用仍然具有争议，这一方面可能是因为目前尚缺乏明确能够区分TAM表型的分子标志物，另一方面由于肿瘤进展，TAM在不同阶段的激活状态可能影响TAM的功能。
2.2 T细胞
T细胞主要包括CD4+T细胞和CD8+T细胞，在肿瘤免疫中发挥重要作用。Treg是CD4+T细胞的一个亚群，转录因子叉头盒蛋白3(Forkhead box protein 3，Foxp3)被认为是Treg的决定性转录因子，维持Treg的分化与功能。因此，Treg亚群又可被定义为CD4+CD25+Foxp3+T细胞，在肿瘤发生、进展中起促进作用。CTL则由初始CD8+T细胞分化而来，是CD8+T细胞的一个亚群，具有细胞毒性，可以直接杀伤肿瘤细胞而产生抗肿瘤作用。
MB中T细胞的浸润要低于其他脑肿瘤。有研究显示，在MB肿瘤进展中，肿瘤细胞分泌的巨噬细胞迁移抑制因子作用于血管内皮细胞，诱导内皮细胞分泌“T淋巴细胞吸引因子”-受激活调节正常T细胞表达和分泌因子(regulated upon activation normal T cell expressedand secreted，RANTES)，T细胞可以在RANTES的作用下迁移至MB肿瘤微环境。除此之外，表观遗传学调控也在肿瘤免疫微环境招募T细胞的过程中起重要作用。
Yi等研究证实，H3K27me3去甲基化酶[ubiquitously transcribed tetratricopeptide repeat，chromosome X，UTX; 又称
关于各分子亚型肿瘤微环境中T细胞的浸润及其与MB肿瘤预后的关系也有较多研究，但仍存在争议。Bockmayr等的数据分析结果表明，SHH亚型MB中T细胞总量较多，第3亚型MB有较多的CD8+T细胞，而CTL在第4亚型MB中最多，这与Pham等在SHH和第3亚型MB小鼠模型中的研究结果大致一致。然而，Grabovska等的数据分析结果表明，SHH亚型和WNT亚型MB中CD8+T细胞浸润更多，且儿童SHH亚型与第3亚型MB中Treg浸润高于中位数，提示预后较差。
也有研究者认为，MB各个亚型肿瘤微环境中浸润的T细胞没有差异，且与预后无关。这些研究结果的不同，可能是MB内T细胞数量较少，且检测方法的灵敏度差异所致，需更多研究进行验证。
近年来，PD-1/PD-L1的免疫检查点抑制剂在多种肿瘤中展示出良好的抗肿瘤活性。肿瘤细胞表达PD-L1，与T细胞表达的共抑制分子PD-1结合，从而抑制T细胞的增殖与活化，这是肿瘤免疫逃逸的主要原因。MB中PD-L1的表达水平目前仍有争议。Murata等使用免疫组织化学法在超过50%的MB病例(9/16)中检测到PD-L1的高表达，但更多的研究认为在MB中PD-L1的表达升高不明显。
Bockmayr等基于基因表达数据库的分析表明，MB中PD-L1在mRNA水平的表达量显著低于其他脑肿瘤，如
2.3 NK细胞
NK细胞是固有免疫系统的大颗粒淋巴细胞，不需要特异性免疫识别就可以直接溶解被感染或转化的细胞，该细胞能够产生多种细胞因子，招募其他免疫细胞，在免疫反应中发挥多种作用。肿瘤微环境中含有各种可溶性因子和免疫抑制因子能够影响NK细胞的代谢和功能。Yvon等在胶质母细胞瘤的研究中证实，TNF-β可以抑制NK细胞的激活和杀伤活性，通过反转录病毒修饰，NK细胞可以表达TNF-β显性负性受体2(TNF-β dominant negative receptor 2 ，TNF-β DNRⅡ)中和TNF-β，从而靶向识别和杀伤肿瘤细胞。这种表达TNF-β DNRⅡ的NK细胞，在MB细胞中也具有同样的作用，在杀伤高表达TNF-β的MB中具有显著优势。
但是，在MB的肿瘤微环境中NK细胞浸润要低于其他脑肿瘤，NK细胞的细胞毒性作用及细胞因子产生的能力也相应较低。因此，NK细胞用于MB免疫治疗的有效性和可行性尚待阐明。
2.4 B细胞
B细胞在肿瘤微环境中具有双重作用。一方面，B细胞可以直接杀伤肿瘤细胞或通过分泌特异性抗体以及发挥抗原呈递功能来杀伤肿瘤细胞； 另一方面，B细胞可以通过产生细胞因子募集髓源性抑制细胞、激活Treg等免疫抑制细胞，或抑制CTL的功能来促进肿瘤发展。基于基因表达的数据分析发现，相比于TIL，脑肿瘤中浸润的B细胞普遍较少，MB中相对更少，各个亚型之间B细胞的浸润程度未见显著差异。目前，关于B细胞在脑肿瘤中的研究较少，在MB中浸润性B细胞的情况仍有待大样本的验证。
2.5 肿瘤相关星形细胞(tumor-associated astrocyte，TAA)
星形细胞是中枢神经系统中最丰富的胶质细胞，是血脑屏障的重要组成部分，同时能够调节突触的形成以及神经传递，并且为神经元提供必要的营养。在健康状态下，星形细胞非激活状态的维持主要依赖于局部神经元产生的信号。在肿瘤中，TAA可以被肿瘤微环境中的成分所激活而处于“反应性状态”，在肿瘤的增殖、进展、迁移等方面产生重要作用。TAA也是脑肿瘤微环境中的重要成员，其功能及其与肿瘤和肿瘤微环境中其他细胞的相互作用近年来成为了神经肿瘤研究的热点。
多项研究证实，MB肿瘤微环境中的TAA能够通过特定信号转导通路和反馈机制促进肿瘤的生长和转移。SHH通路的异常激活是SHH亚型MB的主要发病机制，正常生理状态下，SHH蛋白可以由
MB中的TAA还可以分泌多种细胞因子促进肿瘤的增殖。Liu等证实，发生播散和复发的MB患者由于接受化疗或放疗，导致肿瘤中TAA出现坏死性凋亡，相关标志物受体相互作用蛋白激酶3和混合系激酶区域样蛋白表达增加，这些坏死性TAA产生高水平的CCL2，能够促进MB的增殖，在放化疗前使用坏死性抑制剂Nec-1可显著抑制TAA中CCL2的产生。Yao等在动物模型中证实，MB中的TAA可以分泌IL-4促进小胶质细胞极化为M2型TAM，后者产生IGF-1促进肿瘤进展。
这些TAA是由MB中部分肿瘤颗粒神经元前体细胞分化而来，而并非脑内原有的星形细胞。Guo等的研究支持这一结论。Tao 等利用第3亚型小鼠模型证实，MYC基因可以驱动具有分化能力的星形细胞祖细胞分化，成为第3亚型MB肿瘤细胞的来源。这些研究为TAA在MB的肿瘤微环境中的功能探讨打开了新思路。
3. MB免疫治疗新策略
免疫治疗是通过诱导和修饰等方法利用患者自身的免疫系统清除肿瘤细胞的手段，相对于传统的术后放化疗，免疫治疗能够通过抗原识别特异性靶向肿瘤细胞，减少对周围正常组织的损伤。免疫治疗已经在多种肿瘤中取得了良好的治疗效果，但在MB的肿瘤微环境中浸润性免疫细胞数量较少，免疫原性低，因此，免疫治疗仍然是一个挑战。
3.1 免疫检查点抑制剂
如前所述，PD-1/PD-L1在MB中的低表达提示免疫检查点抑制剂可能对MB的治疗效果有限，但PD-1抑制剂在第3亚型MB小鼠模型中展示出有效的抗肿瘤活性，也有研究表明，PD-1抑制剂在治疗复发或难治脑肿瘤(包括MB)中有效。MB患者对免疫检查点抑制剂治疗的反应性不同可能是由于MB不同亚型之间或个体之间潜在的分子差异造成的。
3.2 嵌合抗原受体 (chimeric antigen receptor，CAR)-T 细胞治疗
传统的溶瘤病毒疗法和癌症疫苗旨在刺激T细胞的反应，依赖于APC激活、抗原呈递以及T细胞的浸润，由于肿瘤细胞可以通过下调MHCⅠ降低T细胞的识别功能，因而治疗效果欠佳。CAR-T细胞治疗可以克服肿瘤细胞对MHC Ⅰ的下调，直接靶向肿瘤细胞表面抗原，在恶性脑肿瘤中具有很大的应用前景。
有研究基于基因表达量的大规模数据分析筛选出3个第3亚型MB中高表达于细胞表面的分子： 促
目前，开发新一代CAR-T细胞用于治疗包括MB在内的脑肿瘤仍面临着许多挑战，包括CAR-T细胞增殖能力差，进入肿瘤微环境受限以及肿瘤细胞靶抗原的变异、下调、丢失导致CAR-T细胞失效等，这些难题需要未来更多的研究去攻克。
3.3 过继性NK细胞治疗
如前所述，NK细胞具有杀伤细胞的能力。目前，大多数用于MB治疗的NK细胞多来自自体离体或捐献，疗效受到MB微环境中释放的免疫抑制细胞因子的限制，因此，对NK细胞进行修饰，避免其受到肿瘤细胞毒性下调作用可能是未来NK细胞用于肿瘤治疗的研究方向。
4. 结语
MB是儿童最常见的恶性脑肿瘤，其致死率和传统放化疗所带来的副作用不容忽视，同时MB各亚型之间存在明显的分子差异，因此，寻找特异且高效的治疗方法是目前亟需解决的问题。近年来，研究者对MB的肿瘤微环境以及肿瘤免疫微环境的深入研究，为探索潜在的免疫治疗靶点提供了坚实的基础。免疫治疗作为一种副作用较小、高效的新兴治疗方法，在脑肿瘤中也展示出良好的应用前景。新的治疗靶点在不断探索中，有望在不久的将来，对于MB的治疗能够取得突破性进展。
来源：柴晓东,李海爽,裴斐,等.髓母细胞瘤肿瘤微环境及免疫治疗新策略研究进展[J].现代免疫学,2024,44(05):437-442+448.
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