摘要:衰老与癌症的关联早已被认知:随着年龄增长,免疫系统功能衰退(免疫衰老)、炎症水平慢性升高(炎症衰老,inflammaging),导致癌症发病率显著上升;而癌症治疗(如化疗、放疗)又会进一步加速衰老,引发乏力、感染风险升高、心血管疾病等 “治疗相关衰老共病”。但
衰老与癌症的关联早已被认知:随着年龄增长,免疫系统功能衰退(免疫衰老)、炎症水平慢性升高(炎症衰老,inflammaging),导致癌症发病率显著上升;而癌症治疗(如化疗、放疗)又会进一步加速衰老,引发乏力、感染风险升高、心血管疾病等 “治疗相关衰老共病”。但长期以来,学界的关注点集中在 “衰老促进癌症” 与 “治疗加速衰老” 两大方向,却始终存在一个关键研究空白 ——癌症本身(未经过治疗干预)是否足以独立驱动免疫系统及全身组织的加速衰老?尤其是在年轻个体中,肿瘤信号能否直接 “改写” 免疫细胞的发育轨迹,使其提前进入衰老状态?
这一问题的核心意义在于:若能证实 “肿瘤自驱衰老”,则可为癌症患者的衰老相关并发症提供全新干预靶点 —— 无需依赖改善治疗方案,而是直接阻断肿瘤对衰老的驱动通路。而淋巴瘤作为免疫系统自身的恶性肿瘤,其与免疫细胞的 “直接相互作用” 使其成为研究这一问题的理想模型:淋巴瘤细胞与 T 细胞、B 细胞等免疫细胞共存于淋巴微环境中,可通过直接接触、分泌细胞因子等方式施加持续信号,理论上最易重塑免疫细胞的功能与命运。
基于此,美国纪念斯隆 - 凯特琳癌症中心与荷兰癌症研究所联合团队,以 B 细胞淋巴瘤为研究对象,通过多物种模型(小鼠 + 人类样本)、多组学技术(流式、单细胞转录组、表观遗传),首次系统证实:淋巴瘤可独立于治疗,通过破坏铁稳态与蛋白质稳态,诱导年轻 T 细胞加速衰老,并引发全身性组织衰老;而老年 T 细胞因已处于 “衰老稳态”,反而对肿瘤的诱导作用表现出抵抗性。该研究为理解癌症与衰老的互动关系提供了全新视角,相关成果发表于《Cancer Cell》(DOI: 10.1016/j.ccell.2025.07.02)。
为确保研究结论的可靠性与普适性,团队设计了 “小鼠模型验证 + 人类样本佐证” 的双重体系,并整合了细胞表型、转录组、表观遗传、代谢功能等多维度检测技术,具体方案如下:
团队选择三种具有代表性的 B 细胞淋巴瘤模型,覆盖 “移植瘤”“自发瘤”“炎症驱动瘤” 三种场景,避免单一模型的局限性:
B 淋巴瘤移植模型:将小鼠 B 淋巴瘤细胞系(A20 细胞)通过尾静脉注射到 6-8 周龄(年轻)与 18-20 月龄(老年)的 C57BL/6 小鼠体内,构建可快速观察的移植瘤模型,重点分析肿瘤对 T 细胞的短期影响(2-4 周);Eμ-Myc 转基因模型:该模型中 Myc 基因在 B 细胞中特异性过表达,小鼠会在 3-6 月龄自发形成 B 细胞淋巴瘤(类似人类 Burkitt 淋巴瘤),可观察肿瘤长期(3-6 个月)对免疫系统与组织的渐进式影响;Myd88L252P/BCL2 突变模型:Myd88 是炎症信号通路(TLR/IL-1R)的关键分子,其 L252P 突变在人类套细胞淋巴瘤中高频出现,联合 BCL2 过表达(抗凋亡)可诱导小鼠自发形成侵袭性 B 淋巴瘤,用于研究 “炎症微环境” 在肿瘤驱动衰老中的作用。为将小鼠发现转化为临床意义,团队收集了120 例人类 B 淋巴瘤患者样本,按年龄与疾病状态分为三组:
年轻淋巴瘤组(≤40 岁,n=40);老年淋巴瘤组(≥65 岁,n=40);健康对照组(年龄匹配,n=40)。采集所有受试者的外周血(分离 T 细胞)、骨髓(评估造血微环境)与肝脾组织(手术标本),通过流式细胞术、qPCR、免疫组化等技术,验证小鼠模型中的关键发现。
技术手段研究目的流式细胞术(CyTOF)检测 T 细胞衰老标志物(CD28⁻、CD57⁺、KLRG1⁺)、活化标志物(CD69⁺、HLA-DR⁺)的表达变化单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)解析 T 细胞转录组特征,筛选衰老相关差异基因(如 Cdkn2a、Sirt1、TNF-α)染色质可及性测序(ATAC-seq)分析 T 细胞表观遗传变化,识别衰老相关通路(如 p53、NF-κB)的染色质开放程度铁离子水平检测(ICP-MS)测定 T 细胞内总铁含量、铁相关蛋白(铁调素、转铁蛋白受体)的表达蛋白稳态分析(Western blot / 免疫荧光)检测内质网应激标志物(GRP78、CHOP)、蛋白酶体活性、错误折叠蛋白积累情况年轻个体的 T 细胞本应处于 “高增殖、高功能” 状态,但其在淋巴瘤微环境中会被快速诱导出典型的衰老表型,且这一过程不依赖任何治疗干预。
在 B 淋巴瘤移植模型中,年轻小鼠(6-8 周龄)的外周血 T 细胞在肿瘤接种后 2 周即出现明显衰老特征:
CD4⁺T 细胞:CD28⁻(共刺激分子缺失,衰老核心标志物)比例从健康小鼠的 5%-8% 升至 35%-40%,CD57⁺(终末衰老标志物)比例从 2%-3% 升至 25%-30%;CD8⁺T 细胞:变化更为显著,CD28⁻比例从 8%-10% 升至 45%-50%,且伴随颗粒酶 B(细胞毒性分子)表达下降 30%-40%,表明不仅衰老,功能也同步衰退;与老年 T 细胞的对比:年轻淋巴瘤小鼠的 T 细胞衰老标志物比例已接近健康老年小鼠(20 月龄)的水平,相当于 “用 2 周时间走完了正常 18 个月的衰老历程”。人类样本中这一现象同样存在:年轻淋巴瘤患者(≤40 岁)的 CD8⁺T 细胞中 CD28⁻CD57⁺比例(32%±5%)显著高于健康年轻对照(7%±2%),且与患者的乏力评分、感染次数呈正相关(r=0.62,P
scRNA-seq 分析显示,年轻淋巴瘤小鼠的 T 细胞中,衰老相关基因模块(Gene Module)显著上调:
细胞周期抑制基因:Cdkn2a(编码 p16 蛋白,衰老关键调控因子)表达升高 5-6 倍,Cdkn1b(p27)表达升高 3-4 倍,导致 T 细胞增殖能力下降;炎症相关基因:TNF-α、IL-6、IL-1β 等促炎因子表达升高 2-3 倍,而抗炎因子 IL-10 表达下降 50%,形成 “炎症衰老” 特征;代谢相关基因:糖酵解关键基因(GLUT1、HK2)表达下降 40%,脂肪酸氧化基因(CPT1A)表达升高,符合衰老细胞 “代谢重编程” 的特点。ATAC-seq 进一步揭示了表观遗传层面的重塑:年轻淋巴瘤 T 细胞中,p53 通路(细胞衰老核心通路)与NF-κB 通路(炎症通路)相关基因的染色质开放度显著升高(如 Cdkn2a 启动子区域开放度升高 2.8 倍,TNF-α 启动子区域开放度升高 3.2 倍),而 T 细胞活化相关通路(如 TCR 信号通路的 ZAP70 基因)染色质开放度下降 —— 表明肿瘤通过改变染色质结构,“锁定” T 细胞的衰老状态,抑制其正常活化功能。
与年轻 T 细胞形成鲜明对比的是,老年 T 细胞(无论健康还是淋巴瘤状态)对肿瘤诱导的衰老信号表现出显著抵抗性,这一 “年龄依赖性差异” 是研究的重要发现。
在老年淋巴瘤小鼠(18-20 月龄)中,T 细胞的衰老标志物(CD28⁻、CD57⁺)比例仅较健康老年小鼠升高 5%-8%,远低于年轻组 30% 以上的差异;scRNA-seq 显示,老年淋巴瘤 T 细胞与健康老年 T 细胞的转录组差异仅涉及 5% 的基因,且多为炎症相关基因(如 IL-8),而年轻组差异基因占比达 30%,且涵盖细胞周期、代谢、表观遗传等多个核心通路。
机制上,老年 T 细胞的染色质已处于 “固化状态”——ATAC-seq 发现,老年 T 细胞中衰老相关基因(如 Cdkn2a)的染色质开放度本就处于高水平(是年轻健康 T 细胞的 4-5 倍),肿瘤信号无法进一步提升其开放度;同时,T 细胞内的 “表观遗传调控因子”(如 Sirt1,去乙酰化酶,抑制衰老)表达已降至极低水平,缺乏可被肿瘤信号调控的 “空间”,因此难以发生进一步衰老重塑。
人类样本分析同样证实:老年淋巴瘤患者(≥65 岁)的 T 细胞功能(如增殖能力、细胞毒性)与健康老年对照无显著差异,而年轻淋巴瘤患者的 T 细胞功能较健康年轻对照下降 50%-60%。这意味着:癌症对免疫系统的衰老驱动作用主要针对年轻个体,而老年个体的免疫衰老更多由年龄本身主导,肿瘤的 “叠加效应” 有限—— 这为临床干预提供了重要依据:年轻癌症患者应优先关注 “肿瘤诱导的早衰”,而老年患者需更聚焦 “年龄相关衰老与肿瘤的协同危害”。
五、核心机制:铁稳态紊乱与蛋白稳态失衡 —— 淋巴瘤驱动衰老的 “双引擎”研究团队通过功能实验,锁定了两大核心通路 —— 铁稳态紊乱与蛋白质稳态失衡,它们共同构成了淋巴瘤诱导 T 细胞与组织衰老的 “分子引擎”。
铁是细胞代谢的必需元素,但过量铁会诱导脂质过氧化,引发铁死亡(ferroptosis);而淋巴瘤通过 “调控铁代谢”,使 T 细胞陷入 “抗铁死亡但加速衰老” 的悖论状态:
淋巴瘤诱导 T 细胞铁池升高:淋巴瘤细胞会分泌铁调素(hepcidin),抑制巨噬细胞的铁释放;同时,T 细胞表面的转铁蛋白受体(TfR1)表达升高 2-3 倍,增强铁摄取 —— 双重作用导致 T 细胞内总铁含量较健康小鼠升高 1.8-2.2 倍(ICP-MS 检测证实);T 细胞启动 “抗铁死亡” 防御:为避免铁过量引发的死亡,T 细胞会上调 “铁死亡抑制蛋白” GPX4(谷胱甘肽过氧化物酶 4)的表达(Western blot 显示升高 3-4 倍),通过清除脂质过氧化物,抑制铁死亡;抗铁死亡的代价:加速衰老:GPX4 的持续高表达会消耗大量谷胱甘肽(GSH),导致 T 细胞内氧化应激水平升高(ROS 含量升高 2.5 倍);同时,过量铁会损伤线粒体功能(线粒体膜电位下降 40%),抑制氧化磷酸化 —— 两者共同导致 T 细胞功能衰退,表现出衰老表型。功能验证实验进一步证实:向年轻淋巴瘤小鼠注射铁螯合剂(去铁胺),可使 T 细胞内铁含量降低 40%,GPX4 表达回落,ROS 水平下降,CD28⁻T 细胞比例减少 15%-20%,且 T 细胞的增殖能力与细胞毒性显著恢复 —— 直接证明铁稳态紊乱是 T 细胞早衰的关键驱动因素。
蛋白质稳态(proteostasis)是细胞维持正常功能的核心,依赖 “蛋白质合成 - 折叠 - 降解” 的动态平衡;淋巴瘤会破坏这一平衡,导致错误折叠蛋白积累,进而引发炎症衰老与组织损伤:
内质网应激(ER stress)激活:淋巴瘤微环境中的 TNF-α、IL-6 等炎症因子会诱导 T 细胞内质网应激,使未折叠蛋白反应(UPR)标志物 GRP78(葡萄糖调节蛋白 78)、CHOP(C/EBP 同源蛋白)表达升高 2-3 倍(免疫荧光证实);蛋白酶体活性下降:T 细胞内负责降解错误折叠蛋白的 26S 蛋白酶体活性下降 30%-40%,导致错误折叠蛋白在胞内大量积累(如泛素化蛋白水平升高 2 倍);炎症衰老的 “级联反应”:错误折叠蛋白积累会激活 NF-κB 通路,进一步促进 TNF-α、IL-6 等炎症因子分泌,形成 “蛋白稳态失衡→炎症→进一步失衡” 的恶性循环;这些炎症因子不仅作用于 T 细胞自身,还会通过血液循环扩散至全身组织,诱导肝脏、脾脏、肠道等器官的衰老 —— 例如,淋巴瘤小鼠肝脏中衰老标志物 Cdkn2a 表达升高 3-4 倍,脾脏淋巴滤泡结构破坏,肠道屏障功能下降(紧密连接蛋白 occludin 表达降低 50%)。与铁稳态类似,蛋白稳态失衡也具有 “年龄依赖性”:年轻 T 细胞的蛋白酶体活性本就较高,因此对淋巴瘤诱导的活性下降更敏感;而老年 T 细胞的蛋白酶体活性已处于低水平,进一步下降空间有限,这也解释了为何老年 T 细胞对肿瘤诱导的衰老更抵抗。
六、核心发现三:衰老表型的 “可逆性差异”—— 为临床干预提供 “时间窗口”研究团队通过 “肿瘤清除实验”(向淋巴瘤小鼠注射利妥昔单抗,特异性清除 B 淋巴瘤细胞),发现肿瘤诱导的衰老表型存在 “可逆” 与 “不可逆” 之分,这为临床干预的时机选择提供了关键依据:
肿瘤清除后 1-2 周,年轻淋巴瘤小鼠的 T 细胞炎症水平显著下降(TNF-α、IL-6 表达回落至健康水平),铁池含量降低 30%,线粒体功能(氧化磷酸化效率)恢复 60%-70%;肝脏的炎症基因(Tnfa、Il6)表达也同步下降,肠道屏障功能部分恢复 —— 这些表型的可逆性表明,针对铁稳态与蛋白稳态的干预,若在肿瘤清除后早期进行,可有效改善炎症衰老。
然而,部分衰老相关改变在肿瘤清除后仍无法恢复:
表观遗传改变:ATAC-seq 显示,肿瘤诱导的 Cdkn2a 启动子区域高开放度在肿瘤清除后 4 周仍维持高水平,无法回落至健康状态;终末衰老细胞:CD28⁻CD57⁺终末衰老 T 细胞的比例仅下降 10%-15%,仍显著高于健康小鼠;组织结构损伤:脾脏的淋巴滤泡结构破坏在肿瘤清除后 2 个月仍未完全修复。这些不可逆改变提示:肿瘤对衰老的驱动存在 “记忆效应”,尤其是表观遗传层面的重塑,一旦形成便难以逆转—— 因此,临床干预需 “尽早介入”,最好在肿瘤诱导的表观遗传改变固化前(如确诊早期)开始,而非等到肿瘤清除后。
该研究的价值不仅在于揭示了淋巴瘤驱动衰老的分子机制,更在于为癌症相关衰老的临床干预提供了可落地的策略,其意义可分为科学与临床两方面:
分层干预策略:针对年轻癌症患者,优先使用铁螯合剂(如去铁胺)、蛋白酶体激活剂(如硼替佐米,已获批用于淋巴瘤治疗,兼具抗肿瘤与改善蛋白稳态双重作用),阻断 T 细胞早衰;针对老年患者,聚焦 “年龄相关衰老 + 肿瘤” 的协同危害,联合使用抗炎药物(如低剂量阿司匹林)与免疫调节剂(如 IL-7,恢复 T 细胞功能);生物标志物指导干预:将 CD28⁻CD57⁺T 细胞比例、T 细胞铁含量、GPX4 表达作为 “肿瘤诱导早衰” 的生物标志物,通过动态检测判断干预时机与效果 —— 例如,当年轻患者的 CD28⁻CD57⁺T 细胞比例超过 20% 时,启动铁螯合剂治疗;拓展治疗目标:将 “改善衰老相关并发症” 纳入癌症治疗的整体目标,而非仅关注肿瘤清除 —— 例如,在淋巴瘤化疗方案中加入蛋白酶体激活剂,既可增强抗肿瘤疗效,又能减少治疗后乏力、感染等衰老相关症状。尽管该研究取得了突破性进展,但仍有三大关键问题亟待解决,这些方向也将成为未来研究的重点:
目前研究仅聚焦于 B 淋巴瘤,需进一步验证 “肿瘤诱导早衰” 机制是否适用于实体瘤(如肺癌、乳腺癌):实体瘤的微环境(如缺氧、纤维化)与淋巴瘤差异显著,其驱动衰老的方式可能不同(如缺氧诱导因子 HIF-1α 是否参与铁稳态调控);此外,血液瘤与实体瘤对 T 细胞的影响强度也可能存在差异,需通过多癌种样本验证,明确机制的普适性。
研究中发现,铁稳态紊乱与蛋白稳态失衡并非独立作用 —— 过量铁会加剧内质网应激,而错误折叠蛋白积累也会影响铁代谢相关蛋白(如 TfR1)的折叠与功能,但两者的具体交叉节点尚不明确。未来需通过蛋白互作分析(如 Co-IP)、代谢组学等技术,找到连接两大通路的关键分子(如 IRE1α,既是 ER 应激传感器,也参与铁代谢调控),为开发 “双靶点干预药物” 提供依据。
针对肿瘤诱导的不可逆表观遗传改变(如 Cdkn2a 启动子开放),需探索新的干预技术:例如,利用 CRISPR-dCas9 表观遗传编辑技术,靶向关闭 Cdkn2a 启动子区域,恢复其染色质封闭状态;或使用表观遗传调节剂(如组蛋白去乙酰化酶抑制剂),重塑 T 细胞的表观遗传景观,逆转部分不可逆衰老表型。目前这类技术已在动物模型中显示出潜力,未来需加速向临床转化。
这篇《Cancer Cell》研究以 B 淋巴瘤为模型,首次清晰揭示了 “癌症无需治疗即可驱动免疫与组织加速衰老” 的全新机制,其核心贡献在于:通过多维度实验证实了年轻 T 细胞的 “可塑性衰老” 与老年 T 细胞的 “稳态抵抗”,并锁定铁稳态与蛋白稳态为关键调控通路。
从临床视角看,该研究的最大启示在于 —— 癌症治疗不应仅关注 “杀死肿瘤细胞”,还需 “调控肿瘤对衰老的驱动作用”:对于年轻患者,早期干预铁稳态与蛋白稳态,可避免免疫早衰的 “不可逆固化”;对于老年患者,需兼顾年龄相关衰老与肿瘤的协同危害。这种 “既控肿瘤,又防衰老” 的治疗理念,或将重新定义癌症的临床管理策略,为改善癌症患者的生存质量与长期预后提供全新方向。
来源:医学顾事