miRNA重塑胰腺癌免疫微环境：作用机制与 治疗新策略

Remodeling the Pancreatic Cancer Immune Microenvironment by miRNA: Mechanisms and Novel Therapeutic Strategies

摘要: 胰腺癌(PC)高度免疫抑制的微环境是其治疗失败的关键原因。微小RNA (miRNA)作为核心转录后调控因子，在塑造PC免疫微环境中扮演着枢纽角色。本文系统阐述了miRNA如何通过调控肿瘤细胞免疫原性(如靶向PD-L1)、浸润免疫细胞功能(如T细胞、巨噬细胞)以及癌相关成纤维细胞(CAFs)的活性，驱动免疫逃逸。在此基础上，深入评述了以miRNA为靶点的免疫治疗新策略，包括使用miRNA激动剂(如miR-34a、miR-194-5p)逆转抑制信号，以及应用抑制剂(如抗miR-21、抗miR-155)解除免疫刹车，并强调了纳米递送技术对于实现这些策略靶向递送的核心作用。最后，剖析了相关疗法临床转化的主要瓶颈。旨在为通过干预miRNA网络以重塑PC免疫微环境、提升免疫治疗疗效提供系统的理论依据和前沿视角。

Abstract: The highly immunosuppressive microenvironment is a key determinant of therapeutic failure in pancreatic cancer (PC). MicroRNAs (miRNAs), as crucial post-transcriptional regulators, play a pivotal role in sculpting the PC immune landscape. This review systematically elaborates on how miRNAs drive immune evasion through three core mechanisms: modulating tumor cell immunogenicity (e.g., targeting PD-L1), reprogramming the function of infiltrating immune cells (e.g., T cells, macrophages), and orchestrating the immunosuppressive activity of cancer-associated fibroblasts (CAFs). Building on this mechanistic foundation, we critically examine novel miRNA-targeted therapeutic strategies, including the use of miRNA agonists (e.g., miR-34a, miR-194-5p mimics) to restore immune-activating signals and inhibitors (e.g., anti-miR-21, anti-miR-155) to relieve immune suppression, highlighting the enabling role of nanotechnology for targeted delivery. Finally, we analyze the major bottlenecks in clinical translation and propose future directions. This review aims to provide the theoretical underpinnings and cutting-edge perspective on manipulating miRNA networks to remodel the PC immune microenvironment and enhance immunotherapy efficacy.

1. 引言

胰腺癌(Pancreatic Cancer, PC)是一种高度恶性的消化系统肿瘤，预后极差，患者五年生存率不足10% [1]。其治疗困境不仅源于肿瘤自身的侵袭性，更在于其独特的免疫抑制性微环境。该环境以效应T细胞浸润稀少、免疫抑制细胞富集及致密纤维间质为特征，构成主要治疗屏障，这也是导致化疗及免疫检查点抑制剂(ICIs)疗效不佳的核心原因[2] [3]。因此，深入解析该微环境的形成机制并寻找有效的干预靶点至关重要。近年来，微小RNA (microRNA, miRNA)作为一类重要的表观遗传调控分子，被发现在塑造肿瘤免疫微环境中发挥枢纽作用[4]。其不仅是潜力巨大的循环生物标志物[1]，也已成为备受关注的治疗靶点[2]。因此，对miRNA的深入研究，不仅能增强我们对PC病理机制的理解，也能为PC的精准诊疗和临床转化提供科学依据和新的研究思路。

2. miRNA概述

miRNA是一类平均长度为22个核苷酸的小分子非编码RNA，广泛存在于真核生物细胞内[5]。它的生成过程包括RNA聚合酶II转录形成pri-miRNA (初级miRNA转录本)，经核内Drosha酶和胞质内Dicer酶逐级剪切加工为成熟miRNA [6]。成熟的miRNA通过与靶mRNA的3'UTR (3'非翻译区)碱基配对，抑制mRNA翻译或促进其降解，从而调控基因表达[5]。单个miRNA可同时作用于多个mRNA，而同一mRNA也可受多个miRNA共同调控[7]。miRNA广泛参与细胞增殖、分化、凋亡、代谢和信号传导等生物学过程[8] [9]，在胚胎发育、组织稳态及疾病发生中发挥重要作用。研究表明，miRNA表达异常与癌症、糖尿病、心血管疾病及神经退行性疾病等多种疾病密切相关[10]。

3. miRNA在胰腺癌免疫微环境重塑中的核心作用

3.1. miRNA在PC中的多维度调控作用

miRNA是胰腺癌中的一个核心调控枢纽，其表达失调同时驱动肿瘤细胞的自主恶性进展及免疫抑制性微环境的塑造。这种双重调控通过多个相互关联的层面共同实现。在细胞行为层面，促癌miRNA (如miR-21 [11] [12])与抑癌miRNA (如miR-200 [13]家族)可通过靶向诸如EPLIN [14]等分子，调控肿瘤细胞的增殖、凋亡及上皮–间质转化(EMT)等基本过程，这些变化构成了肿瘤与微环境对话的细胞基础。更重要的是，miRNA介导的多重应激与适应程序更是直接参与了免疫抑制微环境的主动构建。具体而言：在自噬层面，miRNA通过影响肿瘤细胞的稳态与应激反应[15] [16]，调节其免疫调控信号的释放能力；在代谢层面，miR-7等分子能够重编程葡萄糖、氨基酸及脂质代谢[17]-[19]，导致微环境中抑制性代谢产物积累，从而直接削弱免疫细胞功能；而在治疗抵抗层面，由miR-221-3p、miR-4516等介导的化疗耐药性[20]-[23]，往往与免疫逃逸机制协同演化，最终形成“共抵抗”状态[24]。miRNA通过系统调控肿瘤细胞的内在状态，从根本上重塑其与免疫系统的互作模式，为免疫抑制性微环境的形成提供了必要的细胞内在条件。

3.2. 调控肿瘤细胞的免疫原性

肿瘤细胞的免疫原性，即被免疫系统识别和清除的能力，是决定免疫治疗响应的第一步。其中，免疫检查点分子程序性死亡配体-1 (PD-L1)的表达受到包括转录后调控在内的多层次精密控制[25] [26]。在此框架下，miRNA通过直接靶向PD-L1等免疫检查点分子的mRNA，进行转录后调控，发挥关键作用。在胰腺癌中，miR-194-5p的作用尤为突出。Wang等人的研究表明，miR-194-5p能够直接结合程序性死亡配体-1 (PD-L1) mRNA的3'UTR (3'非翻译区)，抑制其蛋白表达，从而解除对CD8⁺ T细胞的抑制，恢复其抗肿瘤活性[27]。在胰腺癌患者中，miR-194-5p的高表达与更好的预后呈正相关，而PD-L1的高表达则相反[27]。进一步实验证实，过表达miR-194-5p不仅能抑制肿瘤细胞增殖与侵袭，还能显著促进CD8⁺ T细胞在肿瘤中的浸润并增强其分泌干扰素-γ (IFN-γ)的能力，有效逆转免疫逃逸[27]。此外，一项前瞻性研究发现，接受FOLFIRINOX方案治疗后血清miR-194-5p水平下降的患者更易发生早期疾病进展，提示其作为动态监测和预测生物标志物的潜力[28]。除miR-194-5p外，其他如miR-34a等也被证实能通过直接或间接途径下调PD-L1等免疫检查点分子，共同构成一个调控肿瘤细胞免疫“可见性”的miRNA网络[12] [29]。

3.3. 调控肿瘤浸润免疫细胞的功能

在胰腺癌微环境中，免疫细胞的功能状态是决定抗肿瘤免疫效能的关键，而miRNA可通过调节关键信号通路深度参与免疫细胞的分化、极化及功能调控。研究表明，miR-155在T细胞介导的免疫应答中具有重要作用，其在胰腺癌组织中常呈异常高表达，并通过靶向SHIP-1等免疫负调控分子影响T细胞功能平衡，促进免疫抑制微环境的形成；临床前实验表明，抑制miR-155能够增强效应T细胞的抗肿瘤活性[11]。此外，肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)向M2型极化与免疫逃逸密切相关，其中miR-21扮演着重要调控角色：肿瘤细胞或癌相关成纤维细胞来源的外泌体可携带miR-21，被巨噬细胞摄取后促进其向M2表型转化，进而通过分泌免疫抑制性细胞因子削弱T细胞功能[30] [31]。此外，不仅在胰腺癌中，在胶质瘤等肿瘤中，外泌体来源的miR-21也被证实可通过激活VEGF等信号通路促进免疫抑制性微环境的形成[32]，因此靶向miR-21亦有助于逆转巨噬细胞介导的免疫抑制。

3.4. 介导癌相关成纤维细胞的免疫调节作用

癌相关成纤维细胞(CAFs)是胰腺癌致密间质的主要成分，不仅是物理屏障，更是免疫抑制的活跃“帮凶”。miRNA是驱动CAFs活化和功能的核心开关。其中，miR-21的作用最为显著。在CAFs中高表达的miR-21，通过靶向磷酸酶与张力蛋白同源物(PTEN)和SMAD家族成员7 (Smad7)等关键基因，驱动CAFs的持续活化、增殖和促纤维化表型[33] [34]。活化的CAFs分泌大量细胞因子(如IL-6、CXCL12)、生长因子(如VEGF)并沉积致密细胞外基质，共同构建一个排斥细胞毒性T细胞，同时招募并激活免疫抑制细胞的微环境，形成所谓的免疫“荒漠”[3] [31]。这种由miR-21介导的CAF-免疫细胞串扰，成为胰腺癌免疫治疗的主要障碍，也使其成为一个极具潜力的治疗靶点。

4. 基于miRNA的胰腺癌免疫治疗策略

随着对miRNA在胰腺癌免疫微环境中核心调控作用的深入理解，开发以miRNA为靶点或工具的治疗策略已成为新兴研究方向。主要路径包括恢复保护性miRNA功能的激动剂疗法、抑制有害miRNA功能的拮抗剂疗法，而高效、精准的纳米递送系统是实现这些策略临床转化的关键赋能技术。

4.1. miRNA激动剂：逆转免疫抑制

对于在肿瘤微环境中表达下调、发挥免疫激活作用的miRNA，补充其模拟物(miRNA Mimics)旨在恢复机体被抑制的免疫监视功能。miR-34a模拟物是其中的代表性策略，它不仅能通过诱导肿瘤细胞凋亡直接抑制肿瘤生长，还在其他实体瘤(如前列腺癌[35]、乳腺癌[36])中显示出通过调控关键信号通路(如WNT/TCF7、Notch1)抑制肿瘤转移与干细胞特异性的潜力。在胰腺癌中，它通过下调PD-L1、CSF1R等靶点，削弱肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的免疫抑制功能并促进T细胞活化。临床前研究显示，其与PD-1抑制剂联用可产生显著的协同抗肿瘤效应，展现出逆转免疫抑制微环境的潜力[29] [37]。miR-194-5p模拟物则提供了一种更为直接的“基因层面”的免疫检查点阻断思路。它通过特异性靶向PD-L1 mRNA并抑制其表达，有望直接解除肿瘤细胞对T细胞的抑制，增强内源性抗肿瘤免疫反应，为克服当前ICI的耐药性问题提供了新途径[27]。

4.2. miRNA抑制剂：解除免疫抑制信号

针对肿瘤微环境中过度表达、充当免疫抑制“帮凶”的促癌miRNA，使用抑制剂(Antagomir)进行沉默是另一核心治疗思路。例如，应用miR-21抑制剂可实现多重获益：在直接抑制肿瘤细胞增殖的同时，还能干扰癌相关成纤维细胞(CAFs)的活化及其介导的免疫抑制性间质重塑，并逆转TAMs向M2型极化，从而从多个维度协同改善免疫微环境[34] [38]。而靶向miR-155的抑制剂，则有助于调节紊乱的肿瘤相关炎症因子网络，改善T细胞的功能状态，为其他免疫疗法创造更有利的微环境条件[11]。这两种策略均致力于“解除刹车”，释放被抑制的免疫潜能。

4.3. 纳米递送系统：实现靶向递送与协同治疗的赋能平台

无论是模拟物还是抑制剂，其体内应用的最终效能高度依赖于能否被安全、高效且精准地递送至肿瘤病灶及特定的靶细胞。以脂质纳米颗粒(Lipid Nanoparticles, LNPs)和聚合物纳米粒为代表的递送载体，是解决这一瓶颈的核心技术。它们能有效保护miRNA药物免遭核酸酶降解，并通过表面功能化修饰(如连接靶向特定细胞受体的配体)实现向肿瘤组织或特定细胞(如TAMs、CAFs)的主动靶向，从而在提升疗效的同时最大限度地降低全身性脱靶毒性[39]-[41]。更先进的刺激响应型纳米载体还能利用肿瘤微环境特有的弱酸性、高还原性或过度表达的酶(如基质金属蛋白酶)作为触发开关，实现药物的精准控释，进一步提升治疗的精确度[39]。此外，纳米平台的多功能性为联合递送提供了理想基础，使得miRNA药物能够与化疗药物、ICIs或其他免疫调节剂共载于同一系统，为实现时空同步的多机制协同治疗开辟了道路[41]。

5. miRNA临床转化的瓶颈与挑战

尽管miRNA在基础研究中展现出巨大的治疗潜力，但其临床转化之路仍面临诸多挑战。主要瓶颈集中于递送效率、安全性、标准化检测以及从临床试验中汲取经验教训等方面。

5.1. 体内递送的物理屏障

胰腺癌最具特征性的病理改变包括富含癌相关成纤维细胞(CAF)和致密细胞外基质(ECM)的间质屏障，导致肿瘤组织内呈现高间质流体压力，这构成了miRNA药物递送的首要物理障碍[3]。常规的纳米颗粒难以有效穿透此屏障，导致肿瘤内部药物浓度不足。此外，miRNA药物还需克服细胞膜屏障才能进入胞质发挥作用。阳离子脂质体或聚合物虽能促进细胞内化，但常伴随细胞毒性并缺乏肿瘤靶向性，易被肝脏等单核吞噬系统清除[39]。开发能够主动靶向PCCs或CAF，并具备基质穿透能力的智能递送系统(如基质金属蛋白酶响应型纳米颗粒)是当前的研究重点[41]。

5.2. 脱靶效应的控制

miRNA治疗应用的主要障碍源于其作用机制本身：单个miRNA可调控数百个mRNA [7] [37]。这一特性极易引发脱靶效应，主要体现在两个方面：首先，治疗性miRNA可能影响非靶向的正常组织，干扰其生理功能。例如，全身性给予miR-34a模拟物在临床试验中曾观察到免疫相关毒性[39]；其次，合成分子可能与非预期mRNA结合，造成脱靶基因沉默[39]。为解决这一难题，当前的研究聚焦于两大方向：一是从分子本身入手，通过2'-O-甲基化等化学修饰提升核酸稳定性与特异性；二是从递送系统着眼，开发智能纳米载体(如功能化脂质体)，实现肿瘤微环境响应的精准递送，从而有效控制脱靶效应[29] [39]。

5.3. 循环miRNA检测标准化的缺乏

循环miRNA作为无创“液体活检”标志物，其标准化是实现个体化治疗的前提，然而其临床应用仍面临全流程标准化的严峻挑战，首先，样本前处理阶段中，血浆与血清样本间的差异以及操作流程的不规范会引入初始变异。其次，在数据归一化环节，由于缺乏稳定的内参基因，不同研究之间的数据难以进行有效比较。此外，qPCR与NGS等检测平台的性能各异也导致了结果解读的偏差[42]。为应对这些挑战，国际学界通过大型合作项目(如miRQC)评估平台性能，并致力于建立基于spike-in RNA的绝对定量等金标准方法[43]。由此可见，构建覆盖从样本处理到数据分析的完整标准化体系，也是推动其走向临床应用的迫切前提。

5.4. 现有临床试验失败的教训

当前，针对胰腺癌的miRNA疗法临床转化仍处于早期阶段，已有试验的挫折为后续研究提供了关键范式启示。以MRX34的失败为例[44]，其教训不仅关乎安全性，更指向临床试验设计本身的优化方向。未来研究需实现三大转变：从泛人群试验转向基于生物标志物(如特定miRNA或其靶标)的精准患者分层，以富集潜在应答群体；从单药治疗转向与化疗、免疫治疗等联用的理性组合策略，以克服耐药性与异质性；从固定给药模式转向个体化、精细化的剂量与方案探索，以平衡疗效与毒性。这些经验凸显，成功的转化离不开更具洞察力的生物学理解、更严谨的临床前验证，以及更智慧的临床试验策略。

6. 总结与展望

miRNA作为一类重要的非编码RNA，在胰腺癌(PC)的发生、发展及免疫微环境重塑中发挥着多维度、关键性的调控作用。其通过靶向PD-L1等分子调控肿瘤细胞免疫原性、影响T细胞与巨噬细胞等功能状态以及驱动癌相关成纤维细胞(CAF)活化，系统性地塑造了PC免疫抑制的微环境。基于这些机制，以miRNA为靶点的治疗策略(包括模拟物与抑制剂)显示出通过调节免疫微环境来增强抗肿瘤免疫应答的潜力。

纳米递送技术的引入，为克服miRNA药物的体内不稳定性、提升其靶向递送效率提供了关键解决方案。通过脂质纳米颗粒、聚合物纳米粒等载体系统，能够实现miRNA向肿瘤组织的特异性富集与可控释放，为其临床应用奠定了技术基础。然而，必须认识到，miRNA疗法的临床转化仍面临递送效率、脱靶效应与安全性、生物标志物标准化以及临床试验设计等多重严峻挑战，需要跨学科合作，在递送化学、免疫学、临床医学等多个层面进行重点攻关。

总之，miRNA不仅是理解胰腺癌免疫微环境形成机制的重要视角，也是极具潜力的治疗靶点与诊断标志物。通过深化miRNA在PC中的调控网络研究，并积极融合纳米技术、免疫治疗等前沿手段，有望推动miRNA从基础研究向临床应用的实质性转化，最终为胰腺癌患者提供更为精准、有效的个体化治疗新策略。

利益冲突

本文不存在任何利益冲突。

作者贡献

王凯伦负责资料分析，构建框架并撰写论文；郭沛桐负责关键内容的修改；李冀负责指导撰写文章并最后定稿。

基金项目

中医药传承与创新百千万人才工程(岐黄工程)国家中医药领军人才支持计划，编号：国中医药人教函〔2018〕284号；国家中医药管理局李冀名老中医药专家传承工作室项目(2014年)，编号：国中医药人教发〔2014〕20号。

NOTES

^*通讯作者。