临床上,肿瘤细胞沿着神经纤维束浸润生长的现象被称为神经周围侵犯(Perineural Invasion, PNI)。PNI在皮肤鳞状细胞癌、黑色素瘤、胃癌和胰腺癌等多种侵袭性肿瘤中都非常常见,并且长期以来被视为患者预后不良的明确指标。然而,其背后的深层机制一直是个未解之谜。
德克萨斯大学安德森癌症中心Moran Amit团队2025年8月在《自然》(Nature)杂志发表题为《Cancer-induced nerve injury promotes resistance to anti-PD-1 therapy》的文章,报道了该团队主导的一项突破性国际研究,该研究首次系统阐明了 “癌症诱导的神经损伤” 如何通过引发慢性炎症,进而导致抗PD-1免疫治疗耐药的机制。
文献基本信息

核心内容速读:从“损伤”到“耐药”的致命链条
研究团队通过严谨的临床样本分析和动物模型实验,揭示了由“癌症诱导的神经损伤(CINI)”触发的免疫抑制链条:
01:破坏与损伤
癌细胞并非简单地与神经“和平共处”,而是会主动降解神经纤维的保护层——髓鞘。通过电子显微镜和电传导分析,研究发现这种物理性损伤会直接影响神经的功能。
02:求救与炎症
受损的神经元会“自我求救”,自主启动以白细胞介素-6(IL-6) 和I型干扰素(Type I Interferon) 为核心的炎症信号通路,试图进行自我修复和再生。
03:失控与耗竭
随着肿瘤不断生长,更多的神经被损伤,这种修复性炎症逐渐失控,演变成慢性炎症。持续的炎症信号最终导致免疫耗竭(Immune Exhaustion) ,将肿瘤微环境塑造成一个免疫抑制状态,使T细胞等免疫战士“筋疲力尽”,无法有效攻击肿瘤。
在该研究过程中,多重荧光免疫组化技术(mIHC)再次展现了其在肿瘤微环境与空间病理研究的重要价值。
「以下为文献解读」
一、研究背景
01:核心问题
抗PD-1/PD-L1免疫治疗开启了肿瘤治疗的新时代,但大多数患者仍然不响应或最终耐药。肿瘤微环境中的非免疫细胞如何调控免疫应答,是近年来的研究热点。
02:肿瘤相关神经(TANs)与神经侵犯(PNI)
肿瘤相关神经(TANs)是指位于肿瘤内部或邻近区域的外周神经纤维。神经侵犯(PNI)——即肿瘤细胞侵犯神经——已被确认为多种癌症(包括皮肤鳞癌、黑色素瘤、胃癌和胰腺癌)的不良预后因素。
03:未被探索的空白
尽管已知外周神经系统与免疫系统之间存在双向通讯(如健康神经支持造血、调控感染免疫应答),但肿瘤相关神经在调控抗肿瘤免疫活性中的作用机制尚不清楚。
二、核心发现分章节解读
第一部分:神经损伤与抗PD-1耐药相关
研究设计:
纳入56例接受新辅助抗PD-1治疗(西米普利单抗)的局部晚期皮肤鳞癌患者应答者(33例):手术标本中存活肿瘤细胞<10%;
无应答者(14例):存活肿瘤细胞>50%;

注:图片引用自原文献
关键发现:
无应答者的PNI发生率显著更高(50% vs 15%,P=0.012)
无应答者肿瘤相关神经中神经损伤标志物ATF3的表达显著升高(P=0.005);
基于46个基因的PNI/神经损伤基因集富集分析显示:该特征在无应答者中显著富集,且这种关联在黑色素瘤和胃癌患者队列中得到验证。
体内验证:
去神经实验(切除皮肤神经)→ 抗PD-1疗效增强;
轴突切断实验(切断神经诱发损伤)→ 抗PD-1疗效减弱;
在人源化小鼠模型中验证了相同结果;
★ 原文重要段落翻译:
“我们的研究结果表明,PNI和CINI(癌症诱导的神经损伤)与皮肤鳞癌、黑色素瘤和胃癌患者对抗PD-1治疗的不良反应相关。电镜和电传导分析显示,癌细胞降解神经纤维的髓鞘。受损的神经元通过自主启动IL-6和I型干扰素介导的炎症来促进神经愈合和再生,从而做出应答。随着肿瘤生长,CINI负担增加,其相关炎症转为慢性过程,并使肿瘤微环境内的整体免疫基调偏向抑制和耗竭状态。”
第二部分:CINI由髓鞘降解驱动
体外实验关键发现:
背根神经节(DRG)神经元与鳞癌细胞共培养显示:癌细胞表现出向神经性,72小时内直接接触轴突;
电镜(SEM/TEM)证实:癌细胞暴露的神经元出现髓鞘崩解,正常致密髓鞘的线性结构变为大的圆形聚集物;
髓鞘降解导致神经传导速度显著下降(肿瘤皮肤41.8μV vs 正常皮肤60.2μV,P<0.0001);
转录组分析:
人iPS来源DRG神经元与皮肤鳞癌细胞共培养后,ATF3基因表达最高上调的基因集中,6个与免疫相关:TNF、IFNα、IFNγ、IL-6信号通路;
Luminex检测证实:IL-6是神经元暴露于癌细胞后分泌增加最显著的细胞因子;
★ 原文重要段落翻译:
“髓鞘降解与神经传导速度降低和诱发电活动传播减少相关。我们的研究结果表明,CINI源于癌细胞与神经元的直接接触,而非旁分泌或突触形成……癌细胞通过髓鞘降解诱导了高度特异性的神经元损伤,随后由受损神经元自身启动炎症反应——支持了神经元作为免疫调节因子的作用。”
第三部分:CINI使抗肿瘤免疫活性发生偏移
时序分析(小鼠鳞癌模型,第7、9、11、13天):
被侵犯的神经数量在第11天达到饱和CINI神经的增加与肿瘤内免疫抑制性巨噬细胞(CD68+CD163+PD-L1+)和耗竭性CD8+ T细胞(CD8+TIM3+)的浸润同步增加;
空间分析:
CINI神经周围微环境中,免疫抑制性巨噬细胞和中性粒细胞胞外陷阱(NETs)浸润增加在胰腺癌患者中验证了相同模式;
61.1%的CINI显著区域与免疫抑制表型共定位(P<0.001),而与抗肿瘤免疫无相关性;
★ 原文重要段落翻译:
“局部CINI相关炎症信号可能超越神经周围微环境,扩展至更广泛的区域,使肿瘤微环境整体的免疫基调偏向抑制状态。”
第四部分:阻断CINI信号可逆转耐药
Atf3条件性敲除(cKO)实验:
Atf3敲除小鼠(仅敲除伤害感受神经元中的Atf3)肿瘤体积更小,IFNγ+CD8+ T细胞浸润增加单细胞测序显示:敲除小鼠CD8+ T细胞耗竭标志物(Lag3)表达下调,巨噬细胞呈M1样抗肿瘤表型;
IFNAR1(I型干扰素受体)敲除实验:
在脱髓鞘模型中,IFNAR1敲除小鼠对脱髓鞘诱导的免疫抑制不敏感,抗PD-1疗效显著优于野生型;
抗IL-6受体联合治疗:
抗PD-1 + 抗IL-6R联合治疗可逆转CINI驱动的抗PD-1耐药;
★ 原文重要段落翻译:
“CINI驱动的抗PD-1耐药可通过靶向CINI信号通路的多个步骤来逆转:肿瘤去神经、条件性敲除神经元内介导损伤信号的转录因子(Atf3)、敲除IFN-α受体信号(Ifnar1),或联合抗PD-1和抗IL-6受体阻断治疗。”
三、研究的创新性与临床意义

四、对病理诊断的启示
*PNI评估价值提升:PNI不仅是预后不良标志物,更可能预示抗PD-1治疗耐药;
*神经损伤标志物检测:ATF3、JUN等神经损伤标志物的IHC/mIHC检测或可作为免疫治疗疗效预测的辅助指标;
*空间病理学新维度:神经-免疫相互作用的空间分析将成为病理评估的新方向;
*mIHC的应用前景:本研究中大量使用多重免疫荧光(mIF)进行神经-免疫微环境的空间分析,为mIHC技术在肿瘤免疫微环境评估中的应用提供了强有力的临床证据;