T細(xì)胞耗竭的前沿機(jī)制解析與腫瘤免疫治療新策略

一、T細(xì)胞耗竭——腫瘤免疫治療的核心挑戰(zhàn)
T細(xì)胞耗竭是指在慢性感染或腫瘤等病理?xiàng)l件下，由于長(zhǎng)期暴露于持續(xù)性抗原及炎性微環(huán)境，T細(xì)胞逐步喪失效應(yīng)功能及記憶特征的一種功能衰退狀態(tài)。該過程通常表現(xiàn)為增殖能力下降、細(xì)胞因子分泌減少以及抑制性受體表達(dá)上調(diào)，并可能最終導(dǎo)致T細(xì)胞應(yīng)答能力的不可逆損傷。

在腫瘤免疫、感染免疫及自身免疫性疾病中，T細(xì)胞耗竭均扮演關(guān)鍵角色。其發(fā)生機(jī)制涉及表觀遺傳重塑、轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)改變及代謝失調(diào)等多層次生物學(xué)過程。目前，針對(duì)逆轉(zhuǎn)或延緩T細(xì)胞耗竭的策略已成為疫苗研發(fā)、免疫治療及靶向藥物開發(fā)的重要方向，相關(guān)研究持續(xù)受到學(xué)術(shù)期刊、科研資助機(jī)構(gòu)及臨床轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的高度關(guān)注。

以下整理數(shù)篇代表性文獻(xiàn)，就其研究思路與方法進(jìn)行剖析，以期為該領(lǐng)域的進(jìn)一步探索提供參考。

二、代謝重編程驅(qū)動(dòng)T細(xì)胞耗竭——腫瘤微環(huán)境氨積累的作用
結(jié)直腸癌（CRC）晚期患者常面臨治療選擇有限的困境。CRC腫瘤微環(huán)境因代謝異常及毗鄰微生物群，導(dǎo)致包括氨在內(nèi)的代謝廢物累積。Cell Metabolism（IF:29.0）發(fā)表的研究通過構(gòu)建CRC原位轉(zhuǎn)移小鼠模型，并結(jié)合多組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)腫瘤組織中存在顯著的氨蓄積現(xiàn)象。高濃度氨可誘導(dǎo)T細(xì)胞代謝重編程，進(jìn)而增強(qiáng)其耗竭表型并抑制增殖能力。

臨床數(shù)據(jù)分析顯示，CRC患者血清氨水平升高，且氨相關(guān)基因表達(dá)特征與T細(xì)胞功能抑制、患者不良預(yù)后以及對(duì)免疫檢查點(diǎn)阻斷治療反應(yīng)不佳顯著相關(guān)。機(jī)制研究表明，促進(jìn)氨清除能夠有效重新激活T細(xì)胞功能、抑制腫瘤生長(zhǎng)并延長(zhǎng)生存期。此外，降低腫瘤相關(guān)氨水平可協(xié)同增強(qiáng)抗PD-L1療法的療效。這些結(jié)果提示，靶向氨解毒過程可能為重新激活T細(xì)胞功能、提升免疫治療應(yīng)答提供新的策略。

原文鏈接：https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(22)00504-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1550413122005046%3Fshowall%3Dtrue     

三、SULT2B1-CS-DOCK2信號(hào)軸調(diào)控肝細(xì)胞癌微環(huán)境中的效應(yīng)T細(xì)胞耗竭
肝細(xì)胞癌（HCC）是一種高惡性程度的腫瘤。與經(jīng)典的酪氨酸激酶抑制劑療法相比，免疫檢查點(diǎn)抑制劑在HCC治療中顯示出更優(yōu)的療效，但總體應(yīng)答率仍有局限。其中，腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞，尤其是CD8⁺ T細(xì)胞的功能耗竭，是影響治療效果的核心機(jī)制之一。Hepatology（IF:14.0）發(fā)表的研究通過機(jī)器學(xué)習(xí)與多重免疫組化分析，發(fā)現(xiàn)胞質(zhì)分裂蛋白DOCK2是HCC中CD8⁺ T細(xì)胞浸潤(rùn)的潛在標(biāo)志物。

通過機(jī)器學(xué)習(xí)與多重免疫組化分析，研究確認(rèn)胞質(zhì)分裂蛋白DOCK2是HCC中CD8⁺ T細(xì)胞浸潤(rùn)的潛在標(biāo)志物。進(jìn)一步的RNA測(cè)序、流式細(xì)胞術(shù)分析及小鼠HCC模型驗(yàn)證表明，DOCK2功能失活會(huì)導(dǎo)致腫瘤內(nèi)浸潤(rùn)C(jī)D8⁺ T細(xì)胞呈現(xiàn)耗竭表型。利用準(zhǔn)靶向代謝組學(xué)、質(zhì)譜及飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞中磺基轉(zhuǎn)移酶2B1（SULT2B1）介導(dǎo)合成的硫酸膽固醇，能夠抑制T細(xì)胞中DOCK2的酶活性。通過虛擬篩選、分子對(duì)接模擬及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，研究證實(shí)藥物阿扎那韋甲磺酸鹽可逆轉(zhuǎn)由DOCK2失活介導(dǎo)的CD8⁺ T細(xì)胞耗竭，并能增強(qiáng)抗PD-L1抗體聯(lián)合阿帕替尼在HCC免疫治療中的協(xié)同療效。

綜上所述，本研究揭示DOCK2是調(diào)控HCC中CD8⁺ T細(xì)胞浸潤(rùn)的關(guān)鍵因子，而腫瘤細(xì)胞通過SULT2B1合成硫酸膽固醇，進(jìn)而促使效應(yīng)T細(xì)胞發(fā)生耗竭。這一發(fā)現(xiàn)提示，靶向SULT2B1-CS-DOCK2信號(hào)軸可能為改善HCC免疫治療療效提供新的干預(yù)策略。

原文鏈接：https://journals.lww.com/hep/abstract/2023/10000/sult2b1_cs_dock2_axis_regulates_effector_t_cell.13.aspx

四、基于CRISPR/Cas9篩選發(fā)現(xiàn)CHSY1通過激活琥珀酸代謝途徑促進(jìn)結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移中CD8⁺ T細(xì)胞耗竭
結(jié)直腸癌（CRC）最常發(fā)生肝臟轉(zhuǎn)移，超過50%的患者在診斷或治療過程中會(huì)出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移的發(fā)生取決于一系列被稱為侵襲性轉(zhuǎn)移級(jí)聯(lián)的分子事件。然而，肝臟微環(huán)境中調(diào)控轉(zhuǎn)移起始的關(guān)鍵基因及通路尚不明確。Journal of Experimental & Clinical Cancer Research（IF:11.3）發(fā)表的研究利用CRISPR/Cas9全基因組篩選系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)硫酸軟骨素合成酶CHSY1在CRC肝轉(zhuǎn)移中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

本研究利用體內(nèi)小鼠模型，通過CRISPR/Cas9全基因組篩選系統(tǒng)，系統(tǒng)性鑒定了調(diào)控CRC肝轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因子。篩選結(jié)果提供了涵蓋促進(jìn)或抑制CRC肝定植的基因譜。通過逐一進(jìn)行基因沉默驗(yàn)證，研究發(fā)現(xiàn)硫酸軟骨素合成酶CHSY1可能參與CRC轉(zhuǎn)移進(jìn)程。隨后的體內(nèi)外功能實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CHSY1在促進(jìn)CRC肝轉(zhuǎn)移中發(fā)揮關(guān)鍵作用。結(jié)合TCGA數(shù)據(jù)庫分析與CRISPR篩選結(jié)果，發(fā)現(xiàn)CHSY1在CRC原發(fā)灶及肝轉(zhuǎn)移組織中均顯著高表達(dá)，且其高表達(dá)與患者不良預(yù)后密切相關(guān)。

機(jī)制研究表明，CHSY1不僅直接促進(jìn)CRC肝轉(zhuǎn)移，還通過誘導(dǎo)CD8⁺ T細(xì)胞耗竭及上調(diào)PD-L1表達(dá)，營(yíng)造免疫抑制性微環(huán)境。代謝組學(xué)分析進(jìn)一步揭示，CHSY1通過激活琥珀酸代謝途徑，驅(qū)動(dòng)CD8⁺ T細(xì)胞功能耗竭，進(jìn)而促進(jìn)CRC肝轉(zhuǎn)移進(jìn)展。

在轉(zhuǎn)化應(yīng)用層面，研究證實(shí)青蒿素作為CHSY1活性抑制劑，能夠顯著抑制肝轉(zhuǎn)移、增強(qiáng)抗PD-1療法的療效。進(jìn)一步構(gòu)建的PLGA包裹青蒿素聯(lián)合ICG探針的遞送系統(tǒng)，有效降低了肝轉(zhuǎn)移負(fù)荷，提升了抗PD-1治療CRC的效果。綜合機(jī)制表明，CHSY1通過激活琥珀酸代謝及下游PI3K/AKT/HIF-1α信號(hào)通路，促進(jìn)CD8⁺ T細(xì)胞耗竭，從而驅(qū)動(dòng)CRC肝轉(zhuǎn)移。

綜上所述，靶向CHSY1聯(lián)合免疫檢查點(diǎn)抑制劑，可形成協(xié)同抗腫瘤效應(yīng)。青蒿素作為潛在CHSY1抑制劑，與抗PD-1聯(lián)用為CRC肝轉(zhuǎn)移的治療提供了新的靶向策略與臨床轉(zhuǎn)化前景。

原文鏈接：https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-023-02803-0

五、p21通過調(diào)控CD4⁺ T細(xì)胞功能狀態(tài)抑制結(jié)直腸癌抗腫瘤免疫應(yīng)答中的T細(xì)胞耗竭
T細(xì)胞在抗結(jié)直腸癌（CRC）免疫應(yīng)答中發(fā)揮關(guān)鍵作用，但其效應(yīng)功能常受T細(xì)胞耗竭的限制。目前，調(diào)控T細(xì)胞耗竭的內(nèi)在分子機(jī)制尚未完全闡明。本研究旨在探究細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑Cdkn1a/p21在CD4⁺ T細(xì)胞中的功能，及其對(duì)抗腫瘤免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)作用。Gastroenterology（IF:29.4）發(fā)表的研究揭示了細(xì)胞周期調(diào)控因子p21在維持CD4⁺ T細(xì)胞功能中的關(guān)鍵作用。

研究利用小鼠CRC模型，系統(tǒng)分析了p21在CD4⁺ T細(xì)胞中的功能。同時(shí)，通過檢測(cè)I期至IV期CRC患者樣本中p21的表達(dá)水平，評(píng)估其臨床相關(guān)性。體外共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步用于解析p21缺陷對(duì)CD4⁺ T細(xì)胞效應(yīng)功能的影響。

結(jié)果表明，細(xì)胞周期調(diào)控因子p21的活化對(duì)CD4⁺ T細(xì)胞的細(xì)胞毒功能至關(guān)重要。在Th1細(xì)胞中特異性缺失p21會(huì)促進(jìn)小鼠CRC腫瘤生長(zhǎng)。臨床數(shù)據(jù)分析顯示，CRC患者腫瘤浸潤(rùn)C(jī)D4⁺ T細(xì)胞中p21的低表達(dá)與不良預(yù)后顯著相關(guān)。機(jī)制上，p21缺陷的Th1細(xì)胞在CRC小鼠模型中呈現(xiàn)耗竭表型，主要表現(xiàn)為效應(yīng)/效應(yīng)記憶T細(xì)胞比例下降，以及共刺激分子CD27/CD28表達(dá)缺失。

通過使用細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4/6抑制劑帕博西尼處理p21缺陷T細(xì)胞，并進(jìn)行過繼性T細(xì)胞回輸實(shí)驗(yàn)，研究證實(shí)該處理可恢復(fù)T細(xì)胞的細(xì)胞毒性功能，并有效逆轉(zhuǎn)p21缺陷CD4⁺ T細(xì)胞的耗竭狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)為未來基于T細(xì)胞功能調(diào)控的免疫治療策略提供了潛在方向。

本研究揭示了p21在協(xié)調(diào)細(xì)胞周期進(jìn)程與維持Th1細(xì)胞功能、防止其耗竭中的關(guān)鍵作用。同時(shí)，提示細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑（如帕博西尼）在緩解T細(xì)胞耗竭、增強(qiáng)抗腫瘤免疫方面具有重要治療潛力，為CRC及其他實(shí)體腫瘤的免疫治療提供了新的理論依據(jù)。

原文鏈接：https://www.gastrojournal.org/article/S0016-5085(23)05008-4/fulltext?referrer=https%3A%2F%2Fpubmed.ncbi.nlm.nih.gov%2F

六、總結(jié)與展望
T細(xì)胞耗竭作為腫瘤免疫治療的主要障礙，其調(diào)控機(jī)制涉及代謝重編程、信號(hào)通路異常、表觀遺傳改變及細(xì)胞周期失調(diào)等多個(gè)層面。近期研究從不同角度揭示了T細(xì)胞耗竭的新機(jī)制，并提出了相應(yīng)的干預(yù)策略：
💯靶向腫瘤代謝微環(huán)境（如氨清除策略）
💯調(diào)控關(guān)鍵信號(hào)通路（如SULT2B1-CS-DOCK2軸）
💯干預(yù)代謝-表觀遺傳交叉調(diào)控（如CHSY1-琥珀酸代謝通路）
💯調(diào)節(jié)細(xì)胞周期相關(guān)蛋白（如p21-CDK通路）

這些研究不僅深化了對(duì)T細(xì)胞耗竭機(jī)制的理解，更為開發(fā)新型聯(lián)合免疫治療策略提供了理論依據(jù)。未來研究需進(jìn)一步探索不同機(jī)制間的交互作用，開發(fā)特異性更強(qiáng)的靶向藥物，并通過臨床轉(zhuǎn)化驗(yàn)證其安全性和有效性，最終實(shí)現(xiàn)腫瘤免疫治療療效的全面提升。

樂備實(shí)（上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司旗下全資子公司），是國(guó)內(nèi)專注于提供高質(zhì)量蛋白檢測(cè)以及組學(xué)分析服務(wù)的實(shí)驗(yàn)服務(wù)專家，自2018年成立以來，樂備實(shí)不斷尋求突破，公司的服務(wù)技術(shù)平臺(tái)已擴(kuò)展到單細(xì)胞測(cè)序、空間多組學(xué)、流式檢測(cè)、超敏電化學(xué)發(fā)光、Luminex多因子檢測(cè)、抗體芯片、PCR Array、ELISA、Elispot、PLA蛋白互作、多色免疫組化、DSP空間多組學(xué)等30多個(gè)，建立起了一套涵蓋基因、蛋白、細(xì)胞以及組織水平實(shí)驗(yàn)的完整檢測(cè)體系。