目前以巨噬细胞为主生信文章很多，而以Treg细胞为主的生信文章还很少。比如使用单细胞分析识别Treg细胞的marker基因进行肿瘤分型分析，是一个不错的思路，可以参考
引入背景
Tregs是一种抑制性CD4+ T细胞，主要由FoxP3表达调控，通过抑制效应因子功能和免疫细胞迁移、分泌抑制性细胞因子、破坏代谢和促进转移来抑制肿瘤微环境(TME)中的促炎反应，与不良预后和免疫治疗反应正相关。
本文综述了Treg从肿瘤核心开始，通过瘤周向外到基质，最后到淋巴结构和外周，用于改变TME内外免疫和非免疫细胞的免疫排斥屏障，研究Treg在整个肿瘤(非微)环境中的促肿瘤作用，阐明新的治疗策略。
Treg的屏障作用
Treg存在于整个TME中，甚至可以在远处发挥抑制“屏障”功能，将促炎细胞排除在TME之外。这些屏障既可以是“物理的”：限制效应T细胞进入肿瘤的能力；也可以是“功能性的”：限制TME内已存在的效应细胞的活性。
这些屏障共同创造了免疫排斥的TME，研究表明CD8+ T细胞减少与不良预后相关。
Treg构建的防止促炎细胞浸润的主要“屏障”包括外周T细胞活化不良、血管系统紊乱、防止TME淋巴结构形成以及阻碍细胞迁移到肿瘤床及其周围的间质。
1. Tregs的屏障功能：瘤内抗炎
肿瘤患者TME中Treg的频率和组织不同，在许多癌症中高Treg浸润往往与不良预后相关。
Tregs通过表达抑制性受体、抑制性细胞因子和代谢干扰物，在TME内形成末端功能屏障，抑制浸润的效应细胞。
1.1 肿瘤为Treg创造合适的免疫抑制环境
肿瘤分泌CC趋化因子配体22（CCL22）和CCL17，通过CC趋化因子受体4 (CCR4)的Treg表达将Treg招募到瘤中，在缺氧条件下分泌CCL28，通过CCR10招募Treg。此外还分泌CCL5，通过其招募Treg。
临床前研究中莫加珠单抗（抗CCR4）与纳武利尤单抗（抗PD1）的联合用药可耐受且有效；运用CCR5抑制剂减少Treg在肿瘤的浸润，肿瘤生长减慢。
与其他T细胞相比，Treg通常对自身抗原亲和力更高，可抑制自身反应性T细胞。表达过度、表达不当或突变的肿瘤自身抗原，优先促进Treg的活化和隔离。
瘤内Treg的TCRs也存在于肿瘤引流淋巴结(dLN)的Treg上，表明Treg在dLN中被激活，克隆扩增，并迁移到肿瘤中积累。尽管与常规CD4+相比，Tregs多样性较低，但Tregs识别特定的肿瘤抗原，并非TME中的所有Tregs都具有肿瘤抗原特异性TCRs。
癌细胞的高增殖导致高能量需求，使肿瘤从氧化磷酸化转变为糖酵解，从而形成富含乳酸，葡萄糖贫乏和缺氧的TME，为Treg稳定生长创造了有利的代谢环境。瘤内Treg摄取葡萄糖不足，故上调乳酸代谢通路，通过乳酸摄取来维持瘤内Tregs的抑制功能，而非外周Tregs。
1.2 Treg抑制抗肿瘤反应的机制
1.2.1 Tregs的接触依赖性机制
利用 CTLA-4、淋巴细胞活化基因3（LAG-3）、T细胞免疫球蛋白和 ITIM 结构域（TIGIT）的接触依赖性机制，阻止树突状细胞（DCs）的活化和成熟，从而阻止抗肿瘤T细胞反应（图 1A）。
CTLA-4通过CD80和CD86的转吞作用介导Treg功能，调节内吞作用和运输。
LAG-3 与 DCs上的主要组织相容性复合物 II 类结合降低了共刺激分子CD86的表达和il - 12细胞因子的产生。
CD155在DC上的TIGIT连接增加了IL-10，降低了IL-2，支持免疫抑制环境。
程序性细胞死亡1 (PD1)和T细胞免疫球蛋白和黏液蛋白结构域-3 (TIM-3)在Treg上的高度表达对抑制功能很重要，但机制未知。
1.2.2 Tregs的接触非依赖性机制
包括抑制性细胞因子IL-10、IL-35和转化生长因子-b (TGFβ)的分泌，抑制效应细胞的活性。
IL-10通过上调B淋巴细胞诱导的成熟蛋白-1（BLIMP1），来抑制CD28酪氨酸磷酸化和诱导CD8+ T细胞耗竭。
IL-35通过BLIMP1和下游抑制受体的表达限制CD8+ T细胞的增殖和记忆形成，并促进衰竭，这与IL-10类似。
TGFβ通过抑制干扰素γ和颗粒酶B以及T辅助细胞转录因子（T-box转录因子和GATA结合蛋白3）的转录来降低效应功能，确切的作用机制尚不清楚。基于不同癌症的表达模式，不同的亚型可能具有不同的功能。
Treg分泌的这些细胞因子像一个功能性“屏障”，阻止周围效应T细胞的功能和扩张。
1.2.3 其他抑制抗肿瘤免疫相关因子
Treg还通过CD25 / IL-2，CD39 / CD73和IDO的代谢破坏来抑制抗肿瘤免疫。
IL-2是效应T细胞分化和免疫激活所必需的，对Treg的发育、调节、增殖和维持至关重要。Treg表达高水平的IL-2受体CD25，也剥夺了周围效应T细胞的IL-2。
Treg表达的外核苷酸酶CD39和CD73将ATP和ADP转化为腺苷，通过腺苷受体2A抑制效应T细胞。
通过CTLA-4在树突状细胞(DCs)上连接CD80/CD86的Treg，增加了IDO的产生。IDO代谢必需氨基酸色氨酸，限制其可用性，转化为不同的抑制代谢物，包括抑制T细胞增殖的犬尿氨酸。可能由于TME中色氨酸和犬尿氨酸的初始水平较低，且存在其他能够分解色氨酸的酶，故IDO1抑制剂与抗PD1联合治疗黑色素瘤的III期临床研究结果较差。
2. Tregs的屏障功能：瘤周抗炎
Treg也存在于瘤周作为屏障。TME内的非肿瘤细胞构成基质室，包括成纤维细胞的不同谱系，它们分泌不同类型和数量的影响T细胞迁移的细胞外基质(ECM)蛋白：纤维连接蛋白(FN)和胶原蛋白(COL)。COL在肿瘤间质中含量更高，硬度高，阻碍T细胞运动。
在COL凝胶基质中三维体外培养Treg，与低密度COL基质相比，Treg标记物在高密度中上调，且与细胞溶解活性降低有关。需要进一步的研究确定Tregs在COL沉积和EMT中的直接作用。
IDO通过产生色氨酸代谢物和随后的芳烃受体信号通路诱导Treg分化。IDO抑制效应T细胞活性，和COL12A1协同促进体外细胞迁移，与ECM，COL代谢和分解代谢过程有关。
IDO1抑制剂LW106可减少肿瘤相关的基质细胞和COL沉积，增加效应细胞的浸润，减少Treg并延缓肿瘤生长，表明Treg在LW106的疗效中具有潜在作用，但LW106对Treg分化的直接影响尚不明确。
有研究推测TGFβ的作用是促进肿瘤侵袭。与敏感患者相比，服用表皮生长因子受体抑制剂西妥昔单抗进展的患者中TGFβ信号传导上调，癌症相关成纤维细胞(CAFs)中TGFβ1信号通路升高。在胰腺癌模型中发现当Tregs缺失时，CAFs表达的Col和Fn1 mRNA水平较低，效应CD4+和CD8+ T细胞浸润增加，这可能是由于Tregs产生的Tgfb1缺失所致。可推测TGFβ1产生Treg促进成纤维细胞分化为CAFs（图1B)。
3. Tregs的屏障功能：增强肿瘤血管生成以抑制抗肿瘤免疫细胞浸润肿瘤
TME的血液供应与肿瘤进展呈正相关，肿瘤脉管系统是缺乏血管层次结构且通透性增加的无组织和未成熟血管。此外，TME中淋巴管扩张和渗漏，导致液体和废物的积聚，但存在于肿瘤边缘的功能性淋巴管足以介导转移。这些特征导致转移和癌症治疗的不良传递，但有趣的是抗肿瘤免疫细胞无法浸润肿瘤。
肿瘤血管生成是由高水平的促血管生成分子驱动的，例如血管内皮生长因子（VEGF），血小板衍生生长因子（PDGF-B）和TGFβ家族的成员，以及缺氧（图1C）。
Tregs在TME中通过分泌VEGF-A和IL-10以及NRP1，促进血管生成和肿瘤生长。
VEGF-C还利用VEGFR2和VEGFR3诱导淋巴管生成，阻止效应T细胞在肿瘤浸润。
肿瘤相关血管还能与免疫环境进行交流。内皮细胞暴露于前列腺素E2 (PGE2)、缺氧和Treg产生的VEGF和IL-10后，诱导Fas配体(FasL)表达，优先杀死CD8+T细胞，而保留Treg，因为Treg表达抗凋亡基因，FADD样IL-1β转换酶。这个机制可能在TME中形成一个前馈循环，故通过抑制VEGF途径靶向Treg可能是有利的。
NRP1拮抗疗法的疗效可能因肿瘤床内和周围血管的组织和位置而异，位置决定着vegfr2阻断抗体的有效性，只有在肿瘤血管才产生显著效果。
基质血管介导免疫细胞直接外渗至基质，被困在肿瘤块周围的致密结构中，而肿瘤血管介导免疫细胞直接外渗至肿瘤。故Treg在某些情况下似乎是一个积极的生存预后因素。
4. Tregs的屏障功能：作为基质和外周免疫细胞出口的屏障
Treg也在肿瘤相关的三级淋巴结构（TLS）中发现，成熟TLS的积极预后可预测许多癌症类型的更差结局和复发。
肺腺癌模型TLS中的Treg阻止了抗肿瘤反应，Treg缺失导致效应T细胞增殖和肿瘤浸润增加。Treg耗尽时，T细胞TNF-a增加，高内皮小静脉（HEV）形成（图1C）。然而有研究表明，TNF-α表达与结直肠癌LN分期阳性和肿瘤复发呈正相关。
以上说明淋巴管在TME中的不同作用，需深入研究来了解TLS和HEV形成的复杂性。
Tregs利用引流次级淋巴组织的机制来防止TME募集。
Treg表达CTLA-4, CTLA-4/CD80与DCs的结合抑制了常规CD4+ T细胞肿瘤的浸润。
虽然机制尚不清楚，但Treg: DCs可降低DCs上CD80/CD86的表达，并诱导IDO的产生以抑制效应器功能（图1D）。Tregs利用穿孔素直接杀死肿瘤引流LN中的DC。
总之，Treg对DCs的抑制阻止了效应T细胞激活和淋巴细胞向肿瘤部位的出口，损害抗肿瘤免疫。
间质和外周的Treg通过抑制HEV的形成，干扰APCs对T细胞的激活和抑制效应T细胞产生促炎细胞因子来防止肿瘤对免疫细胞的浸润。
免疫疗法阻断Treg介导的T细胞/APC突触抑制并最终增加促炎细胞因子的抗肿瘤作用，可能同时促进HEV的形成和间质的重组，因此需要补充空间和功能Treg研究。
进一步研究的方向
Treg通过影响瘤内外的免疫和非免疫细胞来维持多种抗肿瘤免疫的屏障机制，克服这些障碍细节尚不完整，导致以下关键问题：
（1）Treg和基质细胞相互作用的程度如何，这些相互作用如何影响基质的组成? 阻断反馈回路是否在治疗上有效？
（2）在基质中保留Treg的机制是什么?
（3）Tregs是否利用共同途径促进血管生成和淋巴管生成，该途径是否可被治疗性地抑制以使肿瘤血管化正常化并增加免疫浸润？
（4） Tregs是否优先利用一种抑制机制来创建多个屏障，以阻止T细胞有效浸润？如果是，能否靶向治疗以同时减少多个免疫排斥屏障?
综上所述，未来的研究必须利用机制和空间方法来分析Treg在TME中不同位置的抑制机制，有助于开发新的免疫疗法，消除Treg诱导的TME内的物理、代谢和运输障碍。
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