免疫检查点疗法无疑是近期在肿瘤治疗领域的热门方向，以PD-1抗体为首的一系列单抗药物已经投入使用并且取得了令人惊喜的效果。然而，实际临床应用中只有约2-3成患者能够从免疫治疗中获益。对免疫治疗的耐药可能由多方面原因引起，例如说肿瘤细胞本身的突变导致药物失去靶点、免疫细胞抗炎能力受到抑制等等。狡猾的癌细胞可以通过利用自身细胞内的一些信号通路改变来建立一个抑炎性的微环境，从而躲避免疫细胞对它的杀伤。比如此前研究发现，某种程度上，在肿瘤微环境里的糖是由癌细胞和免疫细胞竞争性摄取的，因此一旦某一方摄取增加，那么另一方的摄取降低，增殖、功能可能就会被抑制[1]。近期发表在《细胞代谢》杂志上的一篇研究正是发现了一种新的癌细胞让T细胞吃不饱的机制[2]。癌细胞内的FTO蛋白能增强癌细胞的糖酵解相关基因表达，抑制肿瘤微环境浸润性CD8+T细胞的功能。而FTO抑制剂Dac51的使用能增强CD8+T细胞的功能，与PD-L1抗体联用有助于肿瘤的清除。

此前的研究发现，癌细胞可能通过表观重塑抑制免疫细胞的浸润和杀伤，例如调节组蛋白修饰、DNA甲基化、染色体结构等来调节免疫细胞抗原呈递和细胞因子分泌的能力。研究人员们在早期的工作里发现，可逆RNA甲基化修饰与癌症发展和转移之间的重要关联[2]。因此他们推测，这种甲基化修饰可能也是导致肿瘤环境免疫抑制性的原因之一。研究者首先根据癌症大数据的图谱搜索与CD8+T细胞功能激活有关的基因，包括正相关和负相关。其中，FTO显示出了和T细胞功能较高的反向关联性，并且在多种肿瘤中都有类似的结果。FTO是一种m6A去甲基化酶，与表观遗传修饰有关。

筛选得到与CD8+T细胞功能激活相关的基因
于是，科研人员们就在两个癌细胞系B16和LCC中将FTO敲低进行验证，令人惊喜的是，当将FTO敲低的癌细胞给小鼠进行皮下注射时，发现对照组的肿瘤组织明显比FTO敲除的肿瘤组织生长得快。当他们使用T/B细胞天生缺陷的小鼠进行实验重复时，发现这种差别消失了，说明这种变化是由适应性免疫细胞（即T/B细胞）带来的。研究者们也分离了FTO敲低小鼠体内的肿瘤组织，发现明显变化的是CD8+T细胞的数量，几乎多了一倍；并且它们分泌的抵抗癌细胞的细胞因子IFN-γ和颗粒酶B的水平也增加了。

FTO在癌细胞内的敲低导致更强的CD8+T浸润与功能，肿瘤形成受阻
由于糖原对于癌细胞的迅速生长和侵略非常重要，并且之前也有文献报道这种癌细胞高速的糖原利用抑制了T细胞的代谢，直接影响它们的功能[3]。因此研究者们推测，FTO敲低可能与糖原利用——糖酵解的能力变化有关。果然，研究者观察到FTO敲低的癌细胞里糖酵解通路相关基因的表达降低了，而这种降低可以通过过表达其中的关键蛋白和使用药物激活糖酵解酶来消除。由于FTO本身是一个m6A的去甲基化酶，实验人员检测了FTO敲低前后癌细胞内的m6A甲基化水平，发现总体的m6A甲基化水平在敲低后有所提高，尤其是在终止子附近；而一些基因表达水平有所下降，其中就包括糖酵解相关的酶的Jun和Cebpb。当研究者尝试提高FTO的修饰效率，发现JunB和CEBPβ的表达增加了，说明FTO确实是直接作用在糖酵解相关酶的mRNA上从而调控其表达的；而在细胞水平实验上，FTO作用提高的癌细胞也降低了共培养的CD8+T细胞分泌抗癌细胞因子的能力。

当FTO修饰效率提高时，糖酵解相关酶表达升高，CD8+T功能受抑制
研究者们最后使用在前期工作中发现的一种FTO抑制剂Dac51，它能够高效且稳定地结合FTO并抑制其m6A调控功能。

FTO抑制剂：小分子药物Dac51
Dac51作用导致癌细胞的糖酵解水平降低、T细胞浸润提高、肿瘤杀伤能力提高，而这并不是由于药物毒性引起的。在人类肿瘤组织和荷瘤小鼠中，Dac51的加入导致了癌细胞糖酵解相关酶的表达降低，T细胞的持续激活和高细胞因子表达。当同时对生长肿瘤的小鼠使用PD-L1抗体和Dac51，小鼠肿瘤的生长速度明显降低，存活率大大提高。对于存活下来的小鼠进行二次更高剂量的肿瘤细胞接种，发现小鼠仍然能很好地清除癌细胞，说明这些细胞毒性T细胞是具有记忆性的。

Dac51与PD-L1抗体联用减少肿瘤形成，增强小鼠生存率
总的来说，这篇论文发现了一种新的癌细胞调控微环境、逃脱免疫监视的机制。通过FTO表观遗传修饰，癌细胞能够增强糖酵解，并可能通过这种方式抢夺能源，让T细胞“吃不饱”，从而削弱了它们的抗肿瘤功能。好在Dac51能够高效且稳定地结合FTO，抑制癌细胞的糖代谢，从而间接地增加细胞毒性T细胞功能。这或许能够对免疫疗法形成一定助力。参考资料：1. Reinfeld BI, Madden MZ, Wolf MM, Chytil A, Bader JE, Patterson AR, et al. Cell-programmed nutrient partitioning in the tumour microenvironment. Nature 2021.2.https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(21)00167-43. Han D, Liu J, Chen C, Dong L, Liu Y, Chang R, et al. Anti-tumour immunity controlled through mRNA m(6)A methylation and YTHDF1 in dendritic cells. Nature 2019; 566(7743):270-274.4. Cascone T, McKenzie JA, Mbofung RM, Punt S, Wang Z, Xu C, et al. Increased Tumor Glycolysis Characterizes Immune Resistance to Adoptive T Cell Therapy. Cell Metab 2018; 27(5):977-987 e974.本文作者 | 戴 领责任编辑 | 代丝雨