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这篇综述聚焦肿瘤免疫治疗中的关键问题 ——T 细胞耗竭（T-cell depletion）。详细阐述其在肿瘤发生中的作用机制，涵盖异常 T 细胞受体（TCR）信号传导、肿瘤微环境（TME）影响等多方面因素，并介绍评估方法、临床研究进展与治疗策略，为肿瘤免疫治疗提供重要参考。
引言
T 细胞（T lymphocyte）作为适应性免疫系统的关键成员，在识别和清除受感染细胞及肿瘤细胞的过程中发挥着核心作用。其表面独特的 T 细胞受体（TCR），能够精准识别抗原呈递细胞表面的肽 - 主要组织相容性复合体（MHC）分子，这一特性赋予了 T 细胞强大的特异性识别能力，使其可以精准定位并攻击肿瘤细胞内的异常肽段。
激活后的 T 细胞如同被点燃的 “战斗引擎”，迅速增殖并释放大量细胞因子，如肿瘤坏死因子（TNF）和干扰素 - γ（IFN - γ）。这些细胞因子不仅能增强其他免疫细胞的抗肿瘤活性，还能直接作用于肿瘤细胞，对其造成致命打击。T 细胞还具备 “记忆” 功能，部分 T 细胞在抗肿瘤免疫反应中会分化为记忆 T 细胞。它们如同潜伏在体内的 “卫士”，在肿瘤被清除后仍长期存在，一旦肿瘤复发或转移，能迅速被激活，再次投入战斗，有效降低肿瘤复发风险。
在肿瘤免疫治疗领域，基于 T 细胞的疗法不断取得突破。免疫检查点抑制剂，像 PD - 1/PD - L1 和 CTLA - 4 抑制剂，通过阻断肿瘤对 T 细胞的抑制作用，重新激活 T 细胞的功能，为肿瘤治疗带来了新的希望。然而，肿瘤细胞并非 “坐以待毙”，它们会通过多种手段导致 T 细胞耗竭（T-cell depletion），这一现象严重影响了肿瘤免疫治疗的效果，成为肿瘤治疗路上的一大 “绊脚石”。
T 细胞耗竭是指在持续的抗肿瘤免疫反应中，T 细胞的增殖能力、细胞因子分泌能力以及细胞毒性逐渐下降，最终导致抗肿瘤免疫功能减弱。这种现象与肿瘤治疗效果密切相关。肿瘤组织中大量耗竭的 T 细胞无法充分发挥其抗肿瘤作用，使得免疫治疗效果大打折扣；同时，研究表明，肿瘤组织中严重耗竭的 T 细胞数量与患者的生存率和治疗反应呈负相关，即数量越多，患者预后越差；此外，T 细胞耗竭还会影响免疫治疗策略的选择，因为耗竭的 T 细胞对免疫检查点抑制剂的反应性降低，需要寻找其他替代治疗方法。
本文将深入探讨 T 细胞耗竭的基本概念、机制，总结当前基础和临床癌症研究中的进展，并对未来发展方向进行展望，为从临床和基础两个层面深入理解 T 细胞耗竭在肿瘤发生发展中的重要作用提供有价值的参考。
T 细胞耗竭的临床表现
- 肿瘤进展和复发：正常情况下，人体免疫系统能够有效抑制肿瘤的生长和扩散。但当 T 细胞耗竭时，就像军队失去了战斗力，无法再对肿瘤细胞进行有效监管。肿瘤细胞趁机疯狂生长、转移，导致肿瘤复发。这一方面是因为耗竭的 T 细胞抗肿瘤功能受损，另一方面是肿瘤微环境（TME）中的其他免疫细胞，如调节性 T 细胞（Tregs）和髓源性抑制细胞（MDSCs），会释放免疫抑制因子，进一步助长肿瘤细胞的嚣张气焰。
- 临床病程恶化：T 细胞耗竭使得患者的病情 “雪上加霜”，症状加剧，肿瘤负荷不断增加，生存时间缩短。这背后的原因是多方面的，除了耗竭 T 细胞的抗肿瘤功能下降，肿瘤细胞还会通过各种手段逃避机体的免疫监视，而且肿瘤微环境中的其他免疫抑制因素也在不断 “捣乱”，共同推动病情恶化。
- 治疗耐药：T 细胞耗竭会让患者对化疗、放疗和靶向治疗等肿瘤治疗手段产生耐药性。由于 T 细胞功能受损，免疫系统对肿瘤细胞的反应减弱，这些治疗方法的效果也会大打折扣。而且，T 细胞耗竭还可能增加治疗相关的副作用和毒性，让患者在治疗过程中承受更多痛苦。
- 免疫治疗反应差异：T 细胞耗竭状态会影响患者对免疫治疗的反应。不同患者的 T 细胞耗竭程度不同，对 PD - 1/PD - L1 或细胞毒性 T 淋巴细胞相关蛋白 4（CTLA - 4）抗体等免疫治疗药物的疗效也会有很大差异。有些患者可能通过免疫治疗实现临床缓解，而有些患者则可能毫无效果。因此，在选择和评估免疫治疗方案时，必须充分考虑患者的 T 细胞耗竭状态。
- 免疫相关不良事件：免疫治疗虽然在肿瘤治疗中展现出强大的威力，但也可能引发免疫相关不良事件（irAEs）。这些不良事件与耗竭 T 细胞的状态和功能恢复密切相关。比如免疫检查点抑制剂在激活耗竭 T 细胞功能的同时，也可能引发自身免疫反应，导致组织损伤和器官功能障碍。
评估 T 细胞耗竭的方法
- 组织病理学检查：通过免疫组织化学染色（IHC）和免疫荧光染色技术，可以直接观察肿瘤组织中耗竭 T 细胞的分布、数量和亚型。研究人员利用 IHC 对非小细胞肺癌（NSCLC）样本中的 PD - 1+ T 细胞进行定量分析，发现这些耗竭 T 细胞的密度越高，患者对 PD - 1 阻断疗法的反应越好；还有研究运用多重免疫荧光技术，揭示了黑色素瘤中耗竭 T 细胞与表达 PD - L1 的肿瘤细胞之间的空间关系，为预测免疫治疗反应提供了重要依据。
- 流式细胞术：流式细胞术就像一个 “细胞分析仪”，可以对耗竭 T 细胞的表面标记和功能分子进行多参数检测和定量分析。在慢性病毒感染和癌症研究中，科研人员运用该技术识别出 CD8(+) T 细胞上 PD - 1、CTLA - 4 和 T 细胞免疫球蛋白黏蛋白结构域蛋白 3（TIM - 3）等抑制性受体的共表达模式，揭示了 T 细胞耗竭的异质性；也有研究利用它评估乳腺癌患者 T 细胞的激活标记（CD25、CD69）表达和细胞因子产生（IFN - γ、TNF - α、IL - 2）情况，并将这些免疫特征与临床结果和治疗反应相关联。此外，通过增殖试验和细胞毒性试验等功能检测，还能深入了解耗竭 T 细胞的效应功能受损情况。
- 基因表达谱分析：借助 RNA 测序、微阵列和实时定量 PCR 等技术，能够全面、深入地分析耗竭 T 细胞的基因表达谱。研究人员通过基因表达谱分析，鉴定出慢性病毒感染中耗竭 T 细胞的关键转录因子和抑制性受体，确定了其耗竭表型；在肝细胞癌（HCC）患者的研究中，也通过 RNA 测序找到了与 T 细胞耗竭相关的基因特征，这些特征与患者预后不良和免疫治疗耐药密切相关。研究中还会利用实时定量聚合酶链反应验证高通量方法确定的关键基因表达水平，确保研究结果的可靠性和可重复性。
- 表观遗传和非编码 RNA 分析：近年来，表观遗传修饰和非编码 RNA 在调节 T 细胞耗竭中的作用受到越来越多的关注。研究人员对黑色素瘤患者耗竭 T 细胞的 DNA 甲基化模式进行研究，发现了与 T 细胞功能障碍和 PD - 1 阻断耐药相关的特定甲基化标记；在结直肠癌模型中，对组蛋白修饰的分析揭示了与抑制性受体表达相关的染色质状态改变；对微小 RNA（miRNA）的研究也发现，miRNA - 5119 在胃癌耗竭 T 细胞中表达下调，恢复其表达可以改善 T 细胞功能和抗肿瘤活性。这些研究不仅揭示了 T 细胞耗竭的调控机制，还为指导肿瘤免疫治疗策略的选择和优化提供了潜在的生物标志物。
T 细胞耗竭的机制
- 异常 TCR 信号传导：TCR 信号传导对于 T 细胞的激活和功能发挥至关重要，就像汽车的启动系统一样。在耗竭的 T 细胞中，TCR 信号通路出现了故障。TCR - CD3 复合物的磷酸化水平降低，阻碍了下游信号分子 ZAP70、LAT、PLCγ1 和 PKCθ 的激活；同时，SHP1、SHP2 和 CBL - B 等信号转导抑制分子的表达增加，进一步抑制了 TCR 信号传导。这些异常会影响 T 细胞的激活、增殖和分化，使其抗肿瘤能力大幅下降。
TCR 刺激在 T 细胞的发育、内稳态维持、增殖、细胞死亡、细胞因子产生和分化等过程中都起着关键作用。它能够识别抗原呈递细胞表面的抗原肽，并将细胞外的识别信号转化为细胞内信号，激活酪氨酸激酶，促进信号复合物的组装，进而激活 MAPK、PKC 和钙离子等下游信号通路，最终完成 T 细胞的激活。研究表明，调节早期 TCR 信号可以促进 T 细胞在体内外的激活；在小鼠模型中，减弱 TCR 信号强度会影响 T 细胞在不同细胞因子环境中的内稳态和分化。
异常的 TCR 信号传导是肿瘤微环境中有效 T 细胞反应的主要障碍。通过靶向抑制分子，如使用特异性抑制剂靶向 SHP2，有望恢复 TCR 信号传导，增强 T 细胞功能。但在实施这些策略时需要谨慎平衡，避免 T 细胞过度激活引发自身免疫副作用。2. 肿瘤微环境因素：肿瘤微环境（TME）就像一个 “免疫抑制泥潭”，充满了各种对 T 细胞功能产生负面影响的因素。调节性 T 细胞（Tregs）和髓源性抑制细胞（MDSCs）等免疫抑制细胞会分泌 TGF - β、IL - 10 和吲哚胺 - 2,3 - 双加氧酶（IDO）等细胞因子，这些因子就像 “免疫抑制剂”，抑制 T 细胞的激活、增殖和细胞因子分泌；肿瘤细胞还会表达 PD - L1、FasL 和 PDL2 等配体，直接抑制 T 细胞的活性。
肿瘤微环境中的代谢挑战也不容小觑，缺氧、乳酸积累以及对能量代谢物质的竞争，都会进一步抑制 T 细胞的功能。T 细胞在发挥免疫反应时需要大量的营养物质，当无法获取足够的营养或代谢途径出现问题时，其效应功能就会受到影响。肿瘤微环境中的抑制性受体还可以通过直接作用或释放细胞外囊泡（如外泌体）来抑制 T 细胞代谢，改变 T 细胞信号传导。研究发现，T 细胞在浸润小鼠和人类肿瘤时，会出现线粒体功能和质量的持续下降，这是由于肿瘤微环境抑制了 T 细胞线粒体的生物合成，导致肿瘤内 T 细胞代谢不足和功能障碍。
调节性 T 细胞的耗竭也会对肿瘤微环境产生影响。在小鼠模型中，调节性 T 细胞的耗竭会加速胰腺癌的发生，并通过与成纤维细胞的相互作用，导致炎症性成纤维细胞亚群的分化，促进髓细胞浸润。
肿瘤微环境的免疫抑制作用在促进 T 细胞耗竭方面起着关键作用。通过抑制免疫抑制细胞因子，如使用 IDO 抑制剂或 TGF - β 阻断剂，或者清除调节性 T 细胞和髓源性抑制细胞，可以恢复 T 细胞的活性，增强抗肿瘤反应；对肿瘤微环境进行代谢重编程，为 T 细胞提供充足的营养，也是增强抗肿瘤免疫的有前景的途径。但在实施这些策略时，需要仔细优化，避免破坏正常的生理过程，确保能够精准地靶向肿瘤相关的免疫抑制因素。3. 代谢紊乱：肿瘤细胞和 T 细胞之间存在着激烈的 “营养争夺战”，肿瘤细胞大量消耗氨基酸、葡萄糖等能量代谢物质，导致 T 细胞营养供应不足，引发 T 细胞耗竭。在缺氧的肿瘤微环境中，肿瘤细胞通过乳酸发酵产生大量乳酸，使微环境酸化，进一步抑制 T 细胞的功能；肿瘤细胞还能通过表达 IDO 消耗色氨酸，影响 T 细胞的增殖和分化。这些代谢紊乱不仅影响 T 细胞的能量供应，还会干扰其信号传导和基因表达，最终导致 T 细胞功能障碍。
在肺癌的肿瘤微环境研究中发现，抑制精氨酸酶可以调节 T 细胞反应；在晚期肿瘤中，系统中 L - 精氨酸浓度降低会损害抗原特异性 T 细胞的增殖，而全身或髓系特异性敲除精氨酸酶 1 可以改善过继转移 T 细胞的抗原诱导增殖，并抑制肿瘤生长。肿瘤中富马酸水合酶（FH）的缺失会抑制功能性 CD8+ T 细胞的激活、扩增和功效，因为富马酸的积累会直接使 ZAP70 发生琥珀酰化，抑制其活性，从而抑制 CD8+ T 细胞的激活；L - 精氨酸的缺乏也会抑制肿瘤中的 T 细胞反应；在卵巢癌中，肿瘤诱导的葡萄糖限制会导致 T 细胞中甲基转移酶 EZH2 表达下调，通过 Notch 信号通路导致 T 细胞功能障碍，与不良的临床预后相关。
肿瘤微环境中的代谢失调是导致 T 细胞耗竭的重要因素。肿瘤细胞的高代谢需求使得 T 细胞面临营养匮乏的困境，影响其功能和存活。针对代谢途径的治疗方法，如抑制 IDO 或精氨酸酶，在恢复 T 细胞功能和增强抗肿瘤免疫方面显示出了潜力；通过代谢重编程或使用代谢抑制剂来补充或优化 T 细胞的营养供应，也可以减轻代谢竞争的影响。但这些干预措施需要精确靶向，避免对正常细胞代谢产生不良影响，确保能够选择性地增强肿瘤微环境中 T 细胞的反应。4. 转录因子和表观遗传调控：转录因子和表观遗传调控在 T 细胞耗竭过程中扮演着重要角色，它们就像细胞内的 “调控开关”。在耗竭的 T 细胞中，NFAT、T - bet、Eomes 和 Blimp - 1 等关键转录因子的表达和活性发生改变，导致抗肿瘤免疫功能下降。同时，DNA 甲基化、组蛋白修饰和 miRNA 调节等表观遗传修饰也参与了耗竭 T 细胞的产生和维持。比如，耗竭 T 细胞中 PD - 1 和 TIM - 3 等免疫抑制受体基因启动子区域的 DNA 去甲基化，会导致这些基因的表达上调；组蛋白修饰（如乙酰化和甲基化）以及 miRNA（如 miR - 199a - 5p）调节也在 T 细胞耗竭的表观遗传调控中发挥作用。
研究发现，转录因子 MAF 在耗竭的 CD8+ T 细胞中过表达，它会诱导 TGF - β 和 IL - 6 的产生；通过单细胞测序发现，耗竭的 CD8+ T 细胞和调节性 T 细胞中 layilin 基因的高表达会抑制肝癌肿瘤组织中 CD8+ T 细胞的功能。在 CAR - T 细胞模型中，TOX 和 TOX2 在 “耗竭” 的肿瘤浸润淋巴细胞（CAR TILs）中高度诱导，同时敲除 TOX 和 TOX2 的 CAR TILs 在抑制肿瘤生长和延长荷瘤小鼠生存期方面比野生型、TOX 缺陷型或 TOX2 缺陷型的 CAR TILs 更有效，这表明 TOX 和 Nr4a 转录因子是 NFAT 下游 CD8+ T 细胞耗竭转录程序的关键因素。同样，Nr4a 三敲除的 CAR TILs 表现出 CD8+效应 T 细胞的表型和基因表达谱，其染色质区域与野生型相比，富含 NF - κB 和 AP - 1 的结合基序，这些转录因子参与了 T 细胞的激活，突出了 NR4A 转录因子在 T 细胞低反应性中的重要作用。研究人员通过 CRISPR 筛选发现，扰动 INO80 和 BAF 染色质重塑复合物可以改善肿瘤中 T 细胞的持久性，体内 Perturb - seq 技术揭示了每个复合物独特的转录作用，敲除经典 BAF 复合物成员（如 Arid1a）可以维持肿瘤浸润 T 细胞的效应程序，并下调耗竭相关基因的表达。
转录因子和表观遗传修饰是 T 细胞耗竭的关键调节因素。靶向这些因素为逆转 T 细胞耗竭、恢复其功能提供了有前景的策略。抑制 MAF 或 TOX 等转录因子，可以减轻耗竭 T 细胞中的免疫抑制程序，增强其抗肿瘤活性；通过表观遗传疗法修饰 DNA 甲基化或组蛋白乙酰化状态，可以重新激活参与 T 细胞激活和效应功能的沉默基因。这些方法不仅可以使耗竭的 T 细胞重获活力，还为开发将转录和表观遗传调节与其他免疫治疗策略相结合的联合疗法奠定了基础。5. 细胞因子信号传导：细胞因子信号传导在免疫反应中对 T 细胞的调节起着至关重要的作用，它就像细胞间的 “通信兵”。在耗竭的 T 细胞中，关键的细胞因子信号通路受到抑制。IL - 2/STAT5 信号通路对于 T 细胞的增殖和存活至关重要，但在耗竭的 T 细胞中，IL - 2 的产生减少，STAT5 的磷酸化水平降低；TGF - β 和 IL - 10 等抑制性细胞因子则会对耗竭的 T 细胞进行负调节，进一步损害其功能。
研究发现，抑制 MondoA - TXNIP 轴可以促进葡萄糖摄取和糖酵解，诱导高糖酵解的 Th17 样调节性 T 细胞，这一过程会促进 Th17 炎症反应，导致 IL - 17A 诱导的 CD8+ T 细胞耗竭，并驱动结直肠癌的发生；在胰腺癌小鼠模型中，调节 CXCR3 轴可以增强 NK 和 CD8+ T 细胞的浸润，提高抗 PD1 疗法的疗效；在急性髓系白血病细胞中，LILRB4 通过涉及 AP<
