科學家發現細胞特殊死亡方式，揭示T細胞抗腫瘤新機制，為改善免疫療法效果提供新靶點

「入選全球頂尖前 10 萬科學家和全球前 2% 頂尖科學家榜單。申報國家腫瘤治療相關專利 36 項，授權 16 項，轉化 7 項，轉化總金額超過 8000 萬。」這是單位官網對於鄭州大學第一附屬醫院生物細胞治療中心和生物免疫治療病區主任張毅教授的一段介紹。

同樣是在單位官網上，張毅的研究方向只有 7 個字——細胞與免疫治療。截至目前，他已經累計在國內外研究細胞與免疫治療 35 年之久。

此前，他和團隊研發了多項針對實體腫瘤的 CAR-T 細胞治療新技術。基於這些技術，課題組實現了價值 8000 多萬元的成果轉化。

而在近期一項研究中，他和團隊為提高 T 細胞的抗腫瘤功能提供了新靶點，並表明通過提高 PLPP1 的表達也能改善 PD-1 單抗治療療效，從而能為優化 PD-1 單抗臨床治療方案提供新策略。

審稿人則提到本次研究緊跟腫瘤免疫的研究熱點，為基因工程 T 細胞治療提供了一種潛在優化方案。

本次研究中，他和團隊結合腫瘤微環境因素，發現了腫瘤浸潤 CD8+ T 細胞脂代謝異常，併發現了 PLPP1 調控的 T 細胞抗腫瘤功能的新機制，從而能為腫瘤免疫治療提供新靶點和新方向。

詳細來說：他們發現介導磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺合成的磷脂磷酸酶 PLPP1 表達，會在腫瘤浸潤 T 細胞中出現下降。

然後，他們通過轉錄組學、代謝組學等技術發現：腫瘤浸潤 CD8+ T 細胞中 PLPP1 降低，導致了 T 細胞不耐受腫瘤微環境中的不飽和脂肪酸，進而會導致鐵死亡的發生。

此外，他們還發現：腫瘤浸潤 CD8+ T 細胞 PLPP1 的表達受到 PD-1 信號通路的調控，並且 PLPP1 的表達水平與 PD-1 單抗治療療效密切相關。

總的來說，通過本次研究，該團隊發現了由 PD-1 調控的 PLPP1 介導的脂質代謝受損，在抑制腫瘤浸潤 CD8+ T 細胞功能中的關鍵作用。

並揭示了通過提高 PLPP1 水平，來恢復 CD8+ T 細胞抗腫瘤功能的治療潛力。

對於研究 PD1 如何通過調節脂質代謝來降低 CD8+ T 細胞的抗腫瘤功能來說，本次研究提供了一個全新且有趣的視角。

針對性地改善 T 細胞抗腫瘤功能

近年來，腫瘤免疫治療療法逐漸興起，比如 CAR-T 細胞治療和 PD-1 單抗治療等。

眾所周知，CAR-T 細胞在血液腫瘤中取得了良好的治療效果，但是關於實體腫瘤的多項 CAR-T 臨床結果卻不理想。

PD-1 單抗免疫治療在實體瘤中具有較好的臨床治療效果，然而長期有效率比較欠佳。

隨著腫瘤免疫治療相關研究的不斷深入，腫瘤免疫抑制微環境被認為是導致這些免疫治療效果不佳的關鍵因素。

細胞免疫，在抗腫瘤過程中發揮著主要作用。其中，CD8+ T 細胞是殺傷腫瘤細胞的主要細胞群體。

然而，隨著腫瘤的進展，腫瘤免疫抑制微環境的形成導致 CD8+ T 細胞內部信號傳導紊亂，從而會限制 CD8+ T 細胞的抗腫瘤功能。

因此，探究腫瘤微環境中 CD8+ T 細胞功能受限的影響因素以及相關機制，有助於幫助人們有針對性地改善 T 細胞的抗腫瘤功能。

在識別腫瘤細胞抗原進行信號通路傳導的過程中，CD8+ T 細胞中的磷脂參與了其下遊信號的通路傳導，比如 2 磷酸磷脂酰肌醇會催化形成甘油二脂和 3 磷酸肌醇。

這些催化產物是細胞內信號通路傳導的第二信使，也提示著磷脂代謝對於 T 細胞信號傳導的重要作用。

基於這些研究背景，該團隊猜想腫瘤微環境中 CD8+ T 細胞抗腫瘤功能的下降是否與磷脂代謝相關？為此，他們開展了本次研究。

一開始，他們推測 T 細胞功能可能受到了磷脂代謝的調控。於是在脂質代謝組學技術的幫助之下，課題組發現磷脂在腫瘤 T 細胞中存在代謝異常的情況。

為此，該團隊投入大量精力探究磷脂代謝異常後的 T 細胞主要特徵是什麼？以及能否直接調控 CD8+ T 細胞功能？

隨後，他們利用基因編輯技術，在體外探究了在敲低 PLPP1 之後，CD8+ T 細胞下遊信號通路的變化。

結果十分意外：敲低 PLPP1 的 T 細胞在腫瘤微環境的作用下，其功能下降得更為明顯。

於是，他們又開始探究腫瘤微環境中 PLPP1 的表達，對於 CD8+ T 細胞的影響。

為了使研究結果更加可靠，課題組構建出一款 T 細胞 PLPP1 特異性敲除小鼠模型。

並採用轉錄組和代謝組等技術，明確了 PLPP1 敲除的 CD8+ T 細胞死亡比例增加，且會表現為鐵死亡的特徵。

鐵死亡，是一種比較新型的細胞死亡方式。此前有研究發現：不飽和磷脂的增加，是導致細胞發生鐵死亡的主要因素。

基於此，該團隊猜測：PLPP1 敲除的 CD8+ T 細胞發生鐵死亡，是否也是由不飽和磷脂的增加所導致的？後續實驗結果顯示，這些猜測完全符合事實。

更有趣的是，上述現象主要在腫瘤微環境中發生。進一步地，他們還明確了這一現象：即腫瘤微環境中導致 PLPP1 敲除的 CD8+ T 細胞發生鐵死亡的原因，是由於不飽和脂肪酸誘導發生的。

儘管 PLPP1 對於 T 細胞的抗腫瘤功能至關重要，但是他們發現腫瘤浸潤的 CD8+ T 細胞 PLPP1 表達，始終低於外周的 T 細胞。

那麼，調控腫瘤浸潤 CD8+ T 細胞 PLPP1 下降的調控因素到底是什麼？為了明確上遊機制，課題組開始了進一步的研究。

通過使用聚合酶鏈式反應芯片和大數據分析法，他們明確了那些可能調控 PLPP1 的表達。

而在明確 PD-1 信號通路之後，該團隊又通過成像流式等技術，驗證了 PD-1 信號通路對於 PLPP1 表達的調控。

並通過體內實驗，探究了 PD-1 單抗治療對於 CD8+ T 細胞中 PLPP1 表達和鐵死亡表型的影響。

以上研究均證明：腫瘤微環境中 CD8+ T 細胞 PLPP1 的下降，主要是由於 PD-1 通路的活化所導致的。

與此同時，課題組使用單細胞轉錄組學技術，明確了 PLPP1 敲除的 CD8+ T 細胞在 PD-1 單抗治療後的分子表達情況。

並通過大數據分析發現：PLPP1 表達水平與免疫檢查點治療響應基因呈現出正相關的聯繫。至此，所有實驗結果的真實性都得到了證實。

回頭來看，張毅認為「成立專攻小組」和「大膽猜想」，是本次研究得以成功的兩大因素。

據他介紹，這是他和團隊第一嘗試探討 PLPP1 對於 T 細胞功能調控的作用。

其中的關鍵在於：基於 PLPP1 的生物學功能，探明 PLPP1 到底通過調控哪些脂質，來影響抗腫瘤的功能。

為了釐清調控機制，張毅專門成立一支攻堅小組，以便隨時開展實驗研究和小組討論。

最終，基於一次細胞極端條件培養的實驗，張毅發現細胞在顯微鏡下出現了結構異常的現象。

結合文獻調研張毅突然想到：是不是細胞發生了一種特殊的死亡方式？隨後，該團隊迅速開展後續的研究，最終證明了本次猜測。

鄭州大學第一附屬醫院的生物細胞治療中心助理研究員平玉、生物免疫治療病區住院醫師單吉琦、以及鄭州大學第一附屬醫院生物細胞治療中心和鄭州大學公共衛生學院博士生秦海名是共同一作，張毅擔任通訊作者。

圖 | 相關論文（來源：Immunity）

如前所述，本次研究通過小鼠實驗發現：提高 PLPP1 表達能夠增強基因工程 T 細胞的的抗腫瘤功能，從而能夠提高 PD-1 單抗治療療效，並表明通過調控 PLPP1 表達有望增強腫瘤免疫治療療效。

基於這些發現，他們正在開展一系列的轉化研究。

首先，他們可能會繼續觀察 PLPP1 對於 CAR-T 細胞在體內持久性的影響，以及研究 T 細胞過表達 PLPP1 能否針對不同腫瘤細胞均能產生殺傷作用。

預計這些研究能夠幫助他們進一步優化過表達 PLPP1 CAR-T 細胞的抗腫瘤功能，進而推進臨床轉化。

其次，利用基因編輯小鼠、數據庫和臨床樣本，課題組以及發現 PLPP1 表達與 PD-1 單抗治療療效相關。

結合目前臨床中的 PD-1 單抗治療耐藥患者，他們也初步發現 PLPP1 在耐藥患者中的表達較低。這提示著：提高 PLPP1 的表達，也有望提高臨床 PD-1 單抗的治療療效。

最後，目前該團隊也正在進行 PLPP1 激動劑的篩選，希望通過後續的實驗驗證，找到能夠提高 PLPP1 表達的藥物，從而為提高臨床 PD-1 單抗免疫治療效果提供新手段。

1.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1074761324003765

排版：劉雅坤