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前言：
现在我们认为免疫介导的衰老在癌症中发挥了重要的作用。与肿瘤相关的Th1细胞、细胞因子或针对免疫检查点的抗体都会诱导细胞衰老。这一概念不同于细胞毒性治疗（通常针对癌细胞的基因）。免疫系统的能力是在肿瘤周围建立一道“防御墙”，同时也将肿瘤微环境置于抗癌战场中。免疫系统还使肿瘤细胞保持在非增殖状态，从而纠正异常的组织动态平衡。该综述描述了细胞因子在肿瘤微环境中诱导衰老的机制。总而言之，通过免疫细胞加强肿瘤的衰老监测是未来努力的方向之一。
背景知识：
组织动态平衡是由组织生成（细胞的增殖、分化）和清除（老化或死亡）之间平衡调节的动态过程 (图1A)。虽然细胞凋亡是细胞程序性死亡的一种形式，但衰老是细胞抵抗凋亡的一种终极状态。因此，尽管受到生长因子的刺激，衰老的细胞仍然可以存活，但会永久地停止生长，不能重新进入细胞周期。然而，也有研究表明，生长受阻的癌细胞可以逃脱衰老，并产生更具侵袭性的肿瘤。衰老的另一个特征是细胞保持代谢活性，并分泌多种促炎因子，包括趋化因子、细胞因子、生长因子和蛋白酶，这被称为衰老相关分泌表型(SASP)。SASP引起组织微环境的变化，吸引免疫细胞清除衰老细胞，并通过促进组织再生来取代衰老细胞（比如：通过调节干细胞和祖细胞，诱导血管生成或细胞外基质(ECM)）。总之，SASP参与组织动态平衡的维持。除了这些有益的特征外，SASP也有“消极的一面”，因为SASP可以导致肿瘤的发生或调节衰老逃逸。在人体中，细胞衰老通常是对内在或外在细胞应激的反应，如DNA损伤、异常的有丝分裂信号、端粒缩短、表观遗传学变化、炎症信号、或暴露于电离辐射或遗传毒性物质。此外，细胞衰老的不同触发因素和多个阶段、特定的细胞类型和细胞间的变异性是可以调节SASP组成，从而影响免疫介导的清除和组织内稳态的效果。虽然人们早就知道肿瘤的发生是一个复杂的多步骤过程，但过去最能描述肿瘤形成的分子事件的是癌基因的激活和抑癌基因的抑制(图1B)。事实上，肿瘤不仅含有癌细胞，还含有一系列“正常”的非癌症细胞，特别是免疫细胞和基质细胞。有趣的是，许多癌细胞相关的损伤，如基因组不稳定和有丝分裂失调，都是细胞衰老的潜在触发因素。衰老细胞存在于大多数(不是全部)癌症中，并且最近被添加到癌症标志列表中。衰老通常被认为是一种保护性的肿瘤抑制机制，因为它阻止了癌细胞的增殖和从癌前向恶性肿瘤的进展。除了固有的细胞损伤外，免疫细胞还可以通过分泌特定的细胞因子来诱导细胞衰老。细胞因子诱导的衰老(CIS)已被认为是阻止恶性肿瘤生长的重要屏障。由于衰老也可以在TME的非癌症细胞类型(即间质细胞和免疫细胞)中发生，这又增加了我们理解细胞衰老在癌症中作用的难度。在这篇综述中，作者详细介绍了CIS如何影响TME中的肿瘤和非肿瘤细胞，以及SASP如何调节TME。
肿瘤微环境(TME)
实体瘤是由肿瘤细胞与免疫细胞、间质细胞和细胞外环境(包括细胞外基质和细胞分泌的可溶性生物分子)相互作用而形成的复杂的、动态的环境。此外，许多肿瘤已被证明含有微生物组，例如结直肠癌、皮肤癌和乳腺癌，这无疑增加了TME的复杂性。虽然科学家们已经对肿瘤细胞中的细胞衰老进行了详细的研究，但细胞衰老仍可以直接或间接地影响许多不同类型细胞的行为。
同一种癌症的不同的患者之间、同一患者的不同肿瘤之间，甚至在单个肿瘤内肿瘤细胞都是高度异质性的。这种异质性与肿瘤细胞的高基因突变和表观遗传修饰、增殖率以及与周围微环境的相互作用有关。此外，科学家们也发现了癌细胞可以处于休眠状态，要么是静止状态，要么是衰老状态。静止状态是可逆的，静止的细胞能够在受到特定信号(例如，生长因子)的刺激后在较短的时间内重新进入细胞周期，这取决于静止的“深度”。相反，衰老通常被认为是一个不可逆转的过程，其特征是永久性的细胞生长停止，尽管已经描述了逃脱衰老。然而，衰老细胞在分泌生物活性信号(如细胞因子、蛋白酶、生长因子)方面保持活跃，并能适应干细胞的功能。
TME的免疫细胞组成包括肿瘤浸润性淋巴细胞(TILs)、肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)、肿瘤相关中性粒细胞(TANs)和髓系抑制细胞(MDSCs)。随着免疫治疗等新疗法的出现，抗肿瘤治疗的重点从靶向肿瘤细胞转变为靶向TME的细胞。这种转变使TME的免疫细胞成为关注的焦点，因为免疫疗法通过免疫细胞和非免疫细胞间接杀死肿瘤。因此，分析肿瘤中存在的细胞类型和分子将有助于阐明控制肿瘤的机制。
TIL由几个免疫细胞亚群组成，包括T细胞、先天淋巴细胞如自然杀伤细胞（NKs）和B细胞。所有这些细胞都在血液中循环，必须迁移到肿瘤中，才能发挥促肿瘤和抗肿瘤的功能。TIL的成分随肿瘤类型的不同而变化，并且变化很大。
自然杀伤细胞(NK)：NKs是一种天然的淋巴样细胞，具有与CD8+T细胞相似的细胞毒功能，但没有克隆型受体。NKs通过释放颗粒酶和穿孔素来杀死目标。为了防止对正常细胞的杀伤，NKs具有抑制性受体和NK激活性受体。抑制受体与主要组织相容性复合体I类分子(MHC-I)相互作用，避免杀死MHC-I阳性细胞。激活受体识别来自病原体、病毒或生长因子的分子。在肺癌和胃肠癌中，NK细胞改变了抑制性和激活性受体的表达，过度表达耗竭标志，如带有Ig和ITIM结构域的T细胞免疫受体(TIGIT)和T细胞免疫球蛋白和粘蛋白结构域包含蛋白3(TIM-3)。T细胞的经典的耗竭标志--程序性细胞死亡1(PD-1)，似乎在NK耗竭中没有起作用。
T细胞：CD8+T细胞在与T细胞受体(TCR)结合时识别MHC-I复合体上的抗原。CD8+T细胞的激活发生在肿瘤转移的淋巴结中。在淋巴结中（肿瘤），传统的树突状细胞(CDCs)在MHC-I上交叉呈递肿瘤抗原。CD4+T辅助细胞促进CD8+T细胞进一步克隆扩增和分化为效应性和记忆性T细胞。CD8+效应T细胞可通过释放穿孔素和颗粒酶或通过Fas-Fas配体结合诱导细胞凋亡来杀伤转化的细胞。根据产生的细胞因子不同，细胞毒性T淋巴细胞(CTL)可分为Tc1、Tc2、Tc9、Tc17和Tc22亚型。在实体瘤中，产生INF-γ的Tc1细胞是最常见的亚型，但不同的肿瘤类型具有不同的CTL亚型。在许多肿瘤中，如结直肠癌、乳腺癌、卵巢癌或膀胱癌，CD8+CTL的浸润被认为是一个很好的预后标志。然而，在大型进展性肿瘤中，CTL通常是耗尽和功能失调的，并表达高水平的耗竭标志，如PD-1、淋巴细胞激活基因3(LAG-3)、细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(CTLA-4)或TIGIT。CD4+T辅助细胞(Th)识别与抗原提呈细胞(APC)上的MHC-II复合体相关的抗原。由于大多数肿瘤细胞不表达MHC-II，因此CD4+Th细胞不能直接感知肿瘤抗原或肿瘤细胞。然而，Th细胞是任何抗肿瘤免疫反应所必需的，因为Th细胞调节大多数TIL的免疫功能。根据APC产生的细胞因子环境，幼稚的CD4+T细胞可以分化为几个亚型。在肿瘤中，Th1细胞最为丰富，但也存在Th2、Th17、Th9、Th22和调节性T细胞(Tregs)等其他亚型。在几种癌症类型中，包括乳腺癌、胃癌、肝细胞癌或肺癌，产生INF-γ的Th1细胞与良好的预后有关。在一些肿瘤实体中，产生IL-4的Th2细胞和产生IL-17的Th17细胞主要与肿瘤进展有关。产生IL-22的Th22细胞数量增加与肿瘤进展有关，这与IL-22的免疫抑制功能有关。CD4+Tregs具有免疫抑制功能，因此具有促进肿瘤的作用。
B细胞：与T细胞相比，TME中B细胞的数量较少。一些研究确定了其促进肿瘤的作用，而另一些研究表明与B细胞改善癌症预后有关，尤其是在具有三级淋巴结构的淋巴器官形成时。在这些三级淋巴结构中，B细胞向T细胞递送肿瘤抗原，产生抗肿瘤抗体，并分泌可以增强CTL功能的细胞因子。并且，B细胞也可以通过分泌细胞因子IL-10和TGF-β促进肿瘤进展。
肿瘤相关巨噬细胞(TAM)：肿瘤细胞主要通过分泌集落刺激因子-1(CSF-1)和单核细胞趋化蛋白-1(MCP1)从外周血中招募循环中的单核细胞进入肿瘤中。在TME中，渗透的单核细胞被极化成M1和M2巨噬细胞。传统上，产生活性氧(ROS)的M1巨噬细胞被认为是肿瘤生长的抑制因子，而产生IL-10和转化生长因子-β的M2巨噬细胞被认为促进肿瘤生长。
树突状细胞(DCs)：DCs起源于骨髓中的祖细胞，在骨髓中DCs分化为浆细胞样树突状细胞和未成熟的树突状细胞。未成熟的DCs离开骨髓，迁移到远处的组织，并吞噬抗原。成熟的DCs是有效地处理这些抗原，并将抗原呈现在MHC-II复合体上的关键。
髓系来源的抑制细胞(MDSCs)：骨髓间充质干细胞来源于骨髓中常见的髓系祖细胞。髓系祖细胞产生粒-单核细胞祖细胞和髓系树突状细胞祖细胞。祖细胞进一步分化为中性粒细胞、单核细胞和DC。然而，当血液循环中可溶性因子的释放受阻时，就会产生未成熟的髓系前体细胞。这些未成熟的前体细胞表现出很强的免疫抑制能力，被称为MDSCs。由于MDSCs是不成熟的，它们具有粒细胞和单核细胞的特征。在TME中，MDSC可以被多种因素激活，如血管内皮生长因子、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、基质金属肽酶9、INF-γ、转化生长因子-β、IL-1β、IL-6、IL-10、IL-12、IL-13、CCL2、C-X-C基序趋化因子配体5、CXCL12和前列腺素。这些因子中的大多数也是衰老细胞分泌程序SASP的成员。
肿瘤相关中性粒细胞(TANS)：TANS是一种寿命较短的髓系免疫细胞，起源于髓系前体细胞。C-X-C趋化因子的分泌将中性粒细胞招募到组织中，但肿瘤细胞分泌的氧固醇和补体成分过敏曲霉毒素C5a有助于将中性粒细胞从血液中招募到肿瘤中。在肿瘤中，癌细胞可以通过分泌IL-1β和粒细胞集落刺激因子来显著延长TANS的存活期。G-CSF联合转化生长因子-β可诱导TME中精氨酸酶1(Arg1)、一氧化氮(NO)和ROS表达。这些中性粒细胞衍生因子有效地抑制TME中T细胞的激活。TANs与前列腺素E2(PGE2)的合成和程序性细胞死亡配体1(PD-L1)的表达一起被认为是免疫抑制的重要驱动因素。但是，与TME中的其他免疫细胞一样，TANS也可以显示出抗肿瘤活性。TANS可以通过诱导细胞凋亡或诱导钙离子内流直接杀死肿瘤细胞。
除了免疫细胞外，肿瘤细胞还与基质细胞相互作用，从而重塑TME并促进肿瘤生长。基质细胞群主要包括内皮细胞、周细胞、成纤维细胞和其他细胞。内皮细胞是排列在血管或淋巴管内壁的细胞。在肿瘤中，血液内皮细胞(BECs)感知到肿瘤细胞（高代谢）诱导出的低氧环境，以创造新的血管，这一过程被称为肿瘤血管生成。这使得肿瘤中的氧气和营养物质的灌注量增加，同时也为细胞的渗透或扩散提供了途径。类似地，淋巴管内皮细胞(LECs)通过淋巴管生成来形成新的淋巴管。淋巴管可增加肿瘤和淋巴结之间的细胞运输来调节肿瘤免疫。此外，淋巴管为肿瘤转移提供了额外的途径。虽然肿瘤中的血管和淋巴管有功能的，但它们的结构与生理上健康的血管不同；例如，肿瘤中的血管具有高度的通透性和混乱的结构，部分血管甚至失去了基底膜的支持。肿瘤毛细血管周围的周细胞与内皮细胞松散接触，与健康血管相比，周细胞的数量失调。有趣的是，周细胞不仅在维持血管完整性方面起重要作用，而且还是多能细胞，是肿瘤干细胞的来源。肿瘤微环境的另一种重要细胞类型是癌症相关成纤维细胞(CAF)。CAF是在肿瘤中被重新激活的成纤维细胞，从而协调肿瘤的发展。事实上，CAF通过分泌生长因子影响肿瘤细胞和毛细血管的生长。因此，CAF在肿瘤中构成了高度异质性的细胞群体，并且仍然是癌症中研究最多的间质细胞类型之一。此外，在肿瘤间质中还可以发现许多其他类型的细胞，如间充质干细胞(MSCs)或脂肪细胞。
细胞外基质的结构和组成调节其生物力学和生化特性。ECM可以通过提供黏附配体和生物活性信号分子直接调节细胞的行为。ECM主要由胶原纤维和弹性纤维混合构成，弹性纤维是一种核心支架，进一步装饰着糖蛋白、蛋白多糖和糖氨基多聚糖(GAG)。在TME中， ECM调节失调，经常获得促结缔组织增生性表型，胶原含量增加，纤维排列增加，其他ECM蛋白和GAG失衡。同样，基底膜在肿瘤中也受到损害。基底膜是上皮细胞或周围血管(和部分淋巴管)下面的特殊基质，主要由IV型胶原和层粘连蛋白组成。
如前所述，TME及其组成是一个相当复杂的网络(图2)。尤其是TME中发现的不同细胞类型之间存在分子相互作用，使TME更加复杂。特别是，免疫系统细胞或肿瘤细胞分泌的可溶性因子对周围组织有很大的影响。
通过毒性和无毒机制对肿瘤进行免疫监测
根据100多年前由Paul Ehrlich首次提出的“magic bullet”概念：肿瘤应该通过切除或破坏细胞来根除。这种杀死肿瘤细胞的策略是“抗癌战争”的基本原则，并依赖于(i)诱导细胞程序性死亡(例如，凋亡)，(ii)坏死性细胞死亡，(iii)自噬，(iv)靶细胞溶解，或(v)氧化爆发。这一概念为目前肿瘤治疗的四大支柱。在肿瘤开始转移之前进行彻底的手术切除，并通过放射治疗消除剩余的肿块、化疗杀死播散的肿瘤细胞、通过细胞毒免疫治疗破坏肿瘤细胞。随着免疫检查点抑制剂疗法的引入，通过免疫细胞激活来控制播散性肿瘤被证明是治疗恶性肿瘤一种非常成功的策略。这种肿瘤免疫监测主要是在癌细胞被破坏的情况下考虑的。此外，由于肿瘤免疫控制可以通过无毒机制来解释(图3)，作者在这里重点关注细胞因子诱导的肿瘤细胞衰老(CIS)。
众所周知，免疫系统控制组织的动态平衡，从而有效地防止组织过度生长。通常情况下，免疫系统是用来限制癌症的发展的，因为恶性肿瘤细胞会表达不同于正常细胞的标志(即肿瘤抗原)，从而允许通过免疫细胞识别并破坏这些细胞。如果这种癌症免疫监控失败，肿瘤的形成和进展将进入癌症免疫编辑的过程，该过程包括三个阶段：(i)消除、(ii)平衡和(iii)逃逸。首先，癌细胞的清除是通过NKs、CD8+CTL或中性粒细胞的细胞毒机制实现的。除了直接杀死肿瘤细胞外，诱导衰老是另一种(无毒的)防止肿瘤生长的方法。一般来说，衰老被定义为一种永久性的或持久的生长停滞状态，可由多种刺激诱导，包括DNA损伤、致癌因素、化疗药物或细胞因子。尽管衰老被认为是一种强大的抗癌机制，但其也可能伴随着SASP的形成。这种SASP含有许多促炎因子，如细胞因子(如IL-6)和趋化因子(如CCL2)，根据具体情况，这些因子可(i)加强细胞的衰老状态，(ii)诱导邻近细胞的“旁观者”衰老，(iii)促进衰老细胞的免疫监视，或(iv)促进癌症的进展。近年来，科学家们已经发现不同免疫细胞产生和分泌的细胞因子在诱导衰老中的作用与衰老细胞所释放的成分具有相似的作用。
TME中的衰老诱导作用
作者在这里集中描述CIS，包括调节这种细胞反应的分子机制及其调控。除了上面解释的衰老的一般概念外，作者在图4中简要总结了细胞衰老的最重要的特征。
一种非常特殊的治疗衰老诱导形式是CIS。大约10年前，在RIP-Tag2小鼠模型中，利用TAA特异性和非细胞毒性Th1细胞进行靶向免疫治疗，发现了CIS。TAG-Th1细胞过继转移到荷瘤RIP-Tag2小鼠体内可诱导体内衰老，从而阻止肿瘤的进一步发展。这种治疗反应只有在INF-γ和TNF存在的情况下才能实现。通过使用TNR受体1(Tnfr1)或信号转导和转录激活剂1(STAT1)的基因敲除小鼠，证明了不受干扰的细胞因子信号对CIS的重要性。
从荷瘤小鼠胰腺分离的胰岛和β-癌细胞的体外研究揭示了其潜在的分子机制。在体内，T细胞治疗导致衰老相关的重要标志物表达上调(例如，p16，组蛋白3赖氨酸残基9的三甲基化(H3K9me3)，以及核染色磷酸化异染色质蛋白1伽马(Hp1γ))，和增殖标志物Ki-67的表达减少。在体外直接使用重组细胞因子INF-γ和TNF也得到了类似的结果。细胞因子治疗也应用于其他癌症实体(鼠和人)，并通过两种细胞因子的组合诱导衰老。
在此背景下，另一项研究揭示了细胞衰老和TME的关系，这取决于用于Th1细胞过继转移的给药途径。虽然在荷瘤的RIP-Tag2小鼠体内，经腹腔注射(i.p.)、静脉注射(静脉注射)应用的TAA-Th1细胞几乎相同，但静脉注射可增强肿瘤细胞的衰老诱导作用。转移的CD4+T细胞诱导的抗肿瘤反应还伴随着TME免疫结构的变化，表现为B细胞和DC的募集，CD8+T细胞的侵袭减少，巨噬细胞耗竭。
除RIP-Tag2模型之外，Th1细胞及其相关的效应细胞因子（INF-γ和TNF）也可以诱导衰老。在人源化NSG小鼠接受人横纹肌肉瘤细胞系A204的肿瘤移植和NHS-IL12构建的免疫治疗的模型中也发现类似的情况。NHS-IL12是一种融合蛋白，由针对坏死细胞组蛋白的抗体和IL-12的功能域组成，IL-12是一种能够介导INF-γ驱动的细胞因子。该疗法得到了重组IL-2和IL-7的进一步验证，并有效地诱导了肉瘤荷瘤小鼠的抗肿瘤免疫。异种移植瘤的肿瘤缓解和长期存活不仅是由于癌细胞中发现的免疫介导的衰老诱导，还因为肌源性分化的诱导。
并且该组还发现NHS-IL12治疗与局部肿瘤照射相结合，提高了存活率和全身癌症控制。这种治疗方案增加了由于辐射引起的坏死细胞的比例，从而增强了肿瘤内的免疫力。同样，在人源化肉瘤荷瘤小鼠中，肿瘤细胞衰老和分化都是体内治疗的主要结果。通过分析不同的人类癌细胞株，这种由T细胞驱动的抗肿瘤反应也在体外重现。这种潜在机制已经被确定为依赖于Th1细胞分泌的细胞因子INF-γ和TNF。因此，CIS可以由新的治疗方法产生。例如，将放射治疗与免疫治疗联合。在基于细胞的免疫治疗的背景下，最近也显示γδT细胞具有良好的抗肿瘤活性。研究表明，IL-2、IL-12和IL-18等细胞因子对γδT细胞的非T细胞受体依赖性刺激增强了它们的抗肿瘤能力。这是因为γδT细胞不仅通过颗粒酶或穿孔素等细胞毒性因子诱导细胞凋亡，而且还通过产生INF-γ和TNF来诱导肿瘤细胞衰老。一项对来自结直肠癌患者的肿瘤样本的研究显示，在癌细胞扩散到腹膜期间，免疫细胞在TME中的渗透发生了改变。与原发肿瘤相比，转移性病变的细胞增殖减少，衰老标志物增强。一方面，促血管生成因子如血管内皮生长因子A的存在以及B细胞和滤泡Th细胞的增加促进了新生血管的形成，另一方面，NK细胞通过上调INF-γ和TNF的水平对腹膜癌进行免疫监视，包括诱导癌细胞衰老。
在细胞培养方面。不同的报告--包括作者自己的工作--可能表明：与某些免疫细胞释放这些因子的作用相比，直接应用细胞因子具有类似的衰老诱导作用。虽然大多数报道集中在INF-γ和TNF单独或联合介导的作用，但其他细胞因子也与诱导衰老有关。有趣的是，CIS在其他类型的细胞（非肿瘤）中也有描述。例如，体外培养的胆管上皮细胞经促炎细胞因子INF-β、INF-γ或TNF处理后的衰老依赖于共济失调毛细血管扩张突变(Atm)通路的激活。当细胞因子或H2O2处理诱导氧化应激时，ATM激酶被磷酸化，进而触发p53的激活和p21的下游表达，最终介导衰老。与INF-β的暂时刺激不同，成纤维细胞长期暴露于这种细胞因子会导致ROS触发的DNA损伤反应和依赖于P53的衰老诱导。
内皮细胞长时间暴露在INF-γ下会触发P53介导的DNA损伤反应而诱导衰老。另外，由于氧化应激和β损伤的积累，体外处理的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)衰老相关DNA半乳糖苷酶(SA-β-GAL)活性增加，并形成G0/G1期停滞。细胞周期停滞是通过上调P53及其下游靶点p21的蛋白水平来实现的。在原代人类黑素细胞中，在INF-γ持续处理后也产生了类似的表型。Wang等人在这样的黑素细胞中检测到ROS的积累，并伴随着活力的丧失、细胞凋亡以及衰老。观察到的G1期细胞周期停滞是由p21蛋白表达增加所介导的，基本上需要Janus Kinase(JAK)2和STAT1介导的功能性INF信号。衰老黑素细胞的表型进一步表现为形态和色素改变、SA-β-GAL活性增强、IL-6和热休克蛋白-70的分泌。Huback ova等人。进一步从分子水平分析了INF-γ对人和小鼠不同细胞类型的诱导作用。除了一般的方面，如氧化应激和DNA损伤的形成，INF-γ(在某些情况下也包括TNF)诱导衰老归因于潜在的TGF-β/smad信号。在机制上，细胞因子通过激活JAK/STAT信号通路和分泌TGF-β以自分泌和旁分泌的方式诱导NADPH氧化酶NOX1和NOX4(其中NOX4起主要作用)。腺嘌呤核苷酸转位酶2(ANT2)的抑制进一步促进了ROS的积累和遗传毒性应激，最终导致CIS。
虽然细胞因子如INF-γ或TNF最初并不被用作衰老诱导剂，但研究表明，含有这些因子的SASP的形成可以通过旁分泌信号在邻近细胞中诱导衰老。对于化疗药物多西紫杉醇(DTX)或细胞因子诱导的衰老，也分析和比较了这种“旁观者”效应。使用小鼠细胞系B16F10(黑色素瘤)和TC-1(病毒转化的肺上皮细胞)，结果表明DTX在这两种类型的细胞中都能诱导p21介导的衰老程序，其中还包括能够诱导“旁观者”效应造成衰老的SASP的形成。有趣的是，INF-γ和TNF的细胞因子组合并不能永久性地阻止癌细胞。由于只有B16F10细胞对最初的处理有反应，例如通过上调p21和其他标记物，也证明了这些细胞在停止细胞因子后又开始生长。此外，细胞因子处理的B16F10细胞在体内形成肿瘤，缺乏诱导衰老的能力。
Funck等人已报道通过先天免疫细胞的相互作用诱导人类黑色素瘤细胞衰老。根据观察到I期黑色素瘤以非经典单核细胞(即slanMo)聚集为特征，而III期黑色素瘤表达更多的NK，实验分析了它们之间的相互作用。结果表明，NK细胞的迁移是对含有CXCL8(也称为IL-8)的slanMo细胞培养上清的反应。两种细胞共培养可诱导产生INF-γ和TNF（尤其是在Toll样受体配体刺激下）。在Toll样受体配体刺激下产生的高水平的细胞因子能够诱导各种黑色素瘤细胞系的衰老，并进一步伴随着SASP的表达。因此，作者想要通过天然免疫防御(这里以slanMo和NKs的相互作用为代表)形成具有衰老诱导特性的TME。除了黑色素瘤，INF-γ和TNF对其他肿瘤也有诱导衰老的作用。例如，在不同的乳腺癌细胞系中，观察到这些Th1细胞细胞因子的组合以剂量依赖性地方式诱导衰老。此外，对人表皮生长因子受体2(HER2)活性的抑制(通过靶向敲除或使用单抗)增强了细胞因子介导的反应，其表现为诱导肿瘤细胞衰老和凋亡。虽然INF-γ和TNF在三阴性乳腺癌细胞中只诱导了很小的反应，但与表皮生长因子受体(EGFR)抑制剂联合治疗能够克服这些局限性。在分子水平上，细胞因子通过丝氨酸和酪氨酸的磷酸化激活转录因子STAT1，而STAT3的活性降低。
Kandhaya-Pillai等人还强调了STAT蛋白的重要性。在他们的研究中，单独的TNF能够诱导人脐静脉内皮细胞衰老，其特征是永久性生长停滞，SA-β-GAL活性增加以及p16和p21的表达。TNF处理进一步导致ROS的产生和DNA持续损伤的损伤。有趣的是，这个由TNF介导的衰老程序包括诱导INF的基因表达，以及激活自分泌和依赖于STAT的反馈环路，以增强细胞因子的分泌。这一过程涉及到JAK/STAT通路中的信号分子STAT1和STAT3的活性。但是，使用JAK抑制剂的实验并未阻止生长停滞的诱导，但改变了细胞对TNF的反应。人们还发现，其他免疫细胞及其细胞因子也能诱导衰老，如Th17细胞和IL-17，甚至最近发现的IL-32亚型θ。关于不同模型、细胞因子和诱导反应的概述如表1所示。
表1.描述细胞因子介导的衰老诱导的模型系统概述。
除了细胞因子的直接作用外，免疫介导的癌症控制和衰老诱导也可以通过使用免疫检查点抑制剂来实现和加强。虽然针对LAG-3和PD-L1的抑制剂足以诱导肿瘤细胞衰老，但与过继转移TAA-Th1细胞相结合，进一步增强了这一效应。这些发现清楚地表明，干扰某些免疫细胞(即LAG-3)或肿瘤细胞(即PD-L1)上的调控因子，能够恢复抗肿瘤反应。最近的报告进一步显示了免疫检查点阻断(ICB)在治疗小鼠淋巴瘤模型时对其他类型细胞产生的影响。例如，用于ICB的抗体对免疫细胞有良好的影响：T细胞的功能得到改善(例如，通过其细胞因子的产生)。而NK细胞也有助于延缓肿瘤进展，因为在ICB治疗后，NK细胞的数量和其产生的INF-γ增加。因此，ICB控制肿瘤发展是由T细胞和NK细胞主导的，T细胞和NK细胞产生导致肿瘤细胞衰老的效应细胞因子。此外，ICB对DC也有影响：在T细胞和NK细胞产生的INFγ作用下，肿瘤浸润性DC表达更多的共刺激分子和更高的IL-12/IL-10比值。这有利于T细胞发挥免疫作用。虽然ICB通常与改善疗效有关，而且许多癌症患者已经从中受益，但治疗反应仍然存在差异，这取决于几个因素，例如TME和免疫系统的改变，包括免疫衰老的发生。
衰老诱导不仅限于癌细胞，也可能发生在免疫细胞中。检查点抑制疗法依靠T细胞作为抗癌的主要参与者。然而，免疫治疗的效率在不同的肿瘤和肿瘤部位之间差异很大，尽管在大多数肿瘤中，有大量的淋巴细胞渗透。免疫治疗的效率不同有四个可能的原因：耐受性、失能、耗竭或衰老。虽然大量研究涉及耐受、失能或耗竭，但对TME中T细胞衰老的了解很少。原始CD8+T细胞必须由表达表面标志CD70和CD80/CD86的DC激活。CD70和CD80/CD86与T细胞表面的CD27和CD28受体结合，为T细胞的有效激活提供共刺激信号。衰老的T细胞会下调或丢失CD27和CD28受体。在几项研究中，与年轻人的CD8+T细胞相比，老年人的CD8+T细胞的CD28表达显著降低。与此同时，衰老的T细胞开始表达NK细胞相关受体，如自然杀伤细胞2 D(NKG2D)、杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIRS)、CD56、CD57或CD94。衰老的T细胞似乎进入一种介于适应性免疫和先天免疫之间的状态，这种状态是衰老的T细胞所特有的。与衰老相反，耗竭T细胞只表达CD28家族的抑制受体，如PD-1和CTLA-4，以及检查点抑制分子，如Tim-3或Lag-3，但不表达NK细胞相关受体。虽然失能和耗竭的T细胞代谢活性低下，但衰老的T细胞是代谢活性很高的。衰老的T细胞与促炎细胞因子（INF-γ或TNF）一起产生SASP。
衰老的T细胞在TME中表现出不同的作用，既可以产生免疫抑制的作用又可以起到抗肿瘤的作用。在乳腺癌患者中，杀伤细胞凝集素样受体G1(KLRG-1)+CD57+CD4+和CD8+衰老的T细胞产生更多的效应细胞因子、颗粒酶B和穿孔素，在外周血和肿瘤中积聚。与KLRG-1+CD57+CD4+衰老Th细胞在乳腺癌患者中的作用相反，有研究表明，肿瘤来源的γδT细胞可以诱导CD4+T细胞和DC细胞衰老。衰老的T细胞和DC一起抑制了恶性乳腺癌细胞的免疫反应。控制T细胞衰老的一个重要信号通路是p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路。由于衰老的T细胞下调共刺激分子CD27和CD28，p38MAPK的激活不能由这些因素诱导，必须由促炎细胞因子如IFN-γ和TNF诱导。衰老T细胞的免疫抑制活性还出现在肺癌、结直肠癌、卵巢癌、头颈癌、黑色素瘤、子宫内膜癌和多发性骨髓瘤中。总而言之，科学家们认为TME内T细胞衰老帮助癌细胞逃避消除而促进肿瘤发生。
衰老细胞的免疫监测
免疫系统的内源性监视不仅限于肿瘤，它还能够检测和消除衰老细胞。在组织修复中，衰老细胞产生趋化因子，吸引免疫细胞，从而消除衰老细胞，促进组织修复。尽管衰老的癌细胞也会产生和分泌类似的趋化因子，但吸引的免疫细胞无法消除衰老的癌细胞，于是衰老的癌细胞在肿瘤内积聚。免疫细胞未能清除衰老的肿瘤细胞的原因还不清楚。Van Deursen的研究认为：只有p53/p21诱导衰老才会导致SASP吸引巨噬细胞。对于免疫监测，趋化因子CXCL14是必需的。这种趋化因子是p21诱导的SASP的一部分。由于几种癌症类型含有p53突变，而这些肿瘤细胞的衰老诱导只能通过p16发生，这可能是免疫细胞未能清除衰老癌细胞的原因之一。患癌症的风险在60岁以上的人中上升，然后在85岁以上的人中下降，这可能是由于增殖潜力的大幅降低。癌症是一种与年龄相关的疾病，其中最重要的因素之一是衰老和功能失调的免疫细胞，如T细胞。T细胞老化有几个分子特征，包括线粒体功能障碍、遗传改变、全谱减少、幼稚-记忆失衡、缺乏可塑性、炎症。衰老的T细胞获得一种带有促炎细胞因子的SASP，如TNF和骨桥蛋白。在肿瘤免疫反应中，TIL起着重要作用。在三阴性乳腺癌模型中显示，针对CTLA-4和PD-L1的ICB在老年小鼠中由于免疫功能障碍而效率较低。因此，免疫老化是影响癌症治疗策略和老年患者衰老细胞免疫监测的另一个因素。最近，针对衰老细胞表面蛋白的嵌合抗原受体(CAR)的T细胞治疗效果被证明。在与尿激酶型纤溶酶原激活物受体(UPAR)接触后，这些CAR-T细胞可以有效地清除衰老细胞，从而改善一些与衰老相关的病理条件。这种工程免疫细胞的使用可能是一种很有前途的策略。
结论与展望
衰老被认为是一种肿瘤抑制机制，起到了阻止癌症形成的作用。然而，实验证据表明，逃逸机制是存在的，逃逸为细胞生长停滞提供了一个出口。衰老诱导为癌症的辅助治疗提供了另一个机会。这一抗癌概念的一部分是CIS通过免疫介导的肿瘤控制，以及消除衰老细胞的衰老免疫监控。由于这种治疗干预措施会影响癌细胞和周围的微环境，现在大家广泛研究如何选择性地清除衰老细胞。特别是，仍在兴起的衰老药物领域，通过使用诸如Bcl2抑制剂之类的化合物或甚至应用修饰的免疫细胞(例如，衰老CAR T细胞)来实现对衰老细胞的靶向清除，增加了诱导衰老治疗的可行性。这种治疗方案将首先通过建立衰老屏障来阻止癌症进展，然后有控制地移除衰老细胞，以防止SASP的有害影响和潜在的复发风险。
参考文献：
Rentschler M, Braumüller H, Briquez PS, Wieder T. Cytokine-Induced Senescence in the Tumor Microenvironment and Its Effects on Anti-Tumor Immune Responses. Cancers 2022;14(6):1364
