铁死亡最早被描述为一种由铁离子和脂质过氧化共同驱动的细胞死亡形式。它与凋亡、焦亡、坏死性凋亡等细胞死亡方式在形态和机制上明显不同。铁死亡细胞通常表现为线粒体皱缩、嵴减少、细胞膜脂质过氧化增加,最终细胞膜完整性被破坏。铁死亡的核心调控通路包括 System Xc‑/ 谷胱甘肽 / GPX4 轴、铁代谢稳态和脂质代谢重编程。
在肿瘤治疗中,铁死亡具有双重意义。一方面,诱导肿瘤细胞铁死亡可以直接清除肿瘤细胞;另一方面,铁死亡相关细胞死亡具有免疫原性。死亡肿瘤细胞会释放 ATP、HMGB1、DNA、RNA 和脂质过氧化物等信号,激活抗原呈递细胞,促进肿瘤抗原交叉呈递,进而激活 CD8+T 细胞。这一过程被认为是铁死亡与免疫治疗协同的重要基础。
免疫检查点抑制剂的作用机制是解除 T 细胞抑制,增强抗肿瘤免疫。然而,许多患者对免疫治疗响应有限,尤其是冷肿瘤患者,肿瘤内部免疫细胞浸润不足。铁死亡诱导可以通过增加肿瘤免疫原性,将冷肿瘤转化为热肿瘤。当肿瘤细胞发生铁死亡并释放抗原和炎症信号后,树突状细胞会更有效地摄取、加工和呈递抗原,促进肿瘤特异性 T 细胞 priming。
铁死亡还可以影响肿瘤微环境中的免疫细胞功能。研究表明,铁死亡相关炎症信号可以招募和激活先天免疫细胞,如巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞。适度炎症反应有利于启动抗肿瘤免疫;但持续过度炎症也可能形成免疫抑制微环境。例如,长期 IL‑1β 释放、脂质介质堆积和免疫抑制细胞招募,都可能削弱有效 T 细胞应答。
肿瘤细胞对铁死亡的敏感性受到多种因素调控。GPX4 是铁死亡关键防御蛋白,能够降解脂质过氧化物。当 GPX4 表达下降或功能受抑制时,肿瘤细胞对铁死亡更敏感。某些肿瘤细胞由于基因突变、代谢重编程或氧化应激水平升高,本身就处于铁死亡易感状态。这也为联合治疗提供了机会,可以通过靶向 GPX4、System Xc‑或铁代谢通路,增加肿瘤细胞对铁死亡诱导剂的敏感性。
然而,铁死亡诱导也存在风险。正常细胞同样可能受到铁死亡影响,尤其是对氧化应激敏感的组织。肝脏、肾脏、心脏等器官毒性需要重点评估。此外,铁死亡强度也需要控制:过强可能导致组织损伤和细胞因子释放,过弱则无法有效诱导免疫原性细胞死亡。因此,铁死亡治疗需要具备时空精准性,优先在肿瘤区域诱导铁死亡,同时减少正常组织损伤。

目前,铁死亡与免疫治疗联合策略正在被广泛探索。例如,铁死亡诱导剂与 PD‑1/PD‑L1 抑制剂联合,可增强肿瘤抗原释放和 T 细胞激活;放疗、化疗也可能通过诱导铁死亡增强免疫治疗效果。此外,纳米递送系统可以将铁死亡相关药物递送到肿瘤区域,提高局部疗效并降低全身毒性。
总体而言,铁死亡与肿瘤免疫治疗之间具有重要协同潜力。铁死亡不仅能直接杀伤肿瘤细胞,还能通过免疫原性细胞死亡增强抗肿瘤免疫应答。未来的关键是精准调控铁死亡强度和空间分布,使其成为免疫治疗的有效联合策略。