免疫檢查點療法無疑是近期在腫瘤治療領域的熱門方向，以PD-1抗體爲首的一系列單抗藥物已經投入使用並且取得了令人驚喜的效果。然而，實際臨牀應用中只有約2-3成患者能夠從免疫治療中獲益。對免疫治療的耐藥可能由多方面原因引起，例如說腫瘤細胞本身的突變導致藥物失去靶點、免疫細胞抗炎能力受到抑制等等。狡猾的癌細胞可以通過利用自身細胞內的一些信號通路改變來建立一個抑炎性的微環境，從而躲避免疫細胞對它的殺傷。比如此前研究發現，某種程度上，在腫瘤微環境裏的糖是由癌細胞和免疫細胞競爭性攝取的，因此一旦某一方攝取增加，那麼另一方的攝取降低，增殖、功能可能就會被抑制[1]。近期發表在《細胞代謝》雜誌上的一篇研究正是發現了一種新的癌細胞讓T細胞喫不飽的機制[2]。癌細胞內的FTO蛋白能增強癌細胞的糖酵解相關基因表達，抑制腫瘤微環境浸潤性CD8+T細胞的功能。而FTO抑制劑Dac51的使用能增強CD8+T細胞的功能，與PD-L1抗體聯用有助於腫瘤的清除。

此前的研究發現，癌細胞可能通過表觀重塑抑制免疫細胞的浸潤和殺傷，例如調節組蛋白修飾、DNA甲基化、染色體結構等來調節免疫細胞抗原呈遞和細胞因子分泌的能力。研究人員們在早期的工作裏發現，可逆RNA甲基化修飾與癌症發展和轉移之間的重要關聯[2]。因此他們推測，這種甲基化修飾可能也是導致腫瘤環境免疫抑制性的原因之一。研究者首先根據癌症大數據的圖譜搜索與CD8+T細胞功能激活有關的基因，包括正相關和負相關。其中，FTO顯示出了和T細胞功能較高的反向關聯性，並且在多種腫瘤中都有類似的結果。FTO是一種m6A去甲基化酶，與表觀遺傳修飾有關。

篩選得到與CD8+T細胞功能激活相關的基因
於是，科研人員們就在兩個癌細胞系B16和LCC中將FTO敲低進行驗證，令人驚喜的是，當將FTO敲低的癌細胞給小鼠進行皮下注射時，發現對照組的腫瘤組織明顯比FTO敲除的腫瘤組織生長得快。當他們使用T/B細胞天生缺陷的小鼠進行實驗重複時，發現這種差別消失了，說明這種變化是由適應性免疫細胞（即T/B細胞）帶來的。研究者們也分離了FTO敲低小鼠體內的腫瘤組織，發現明顯變化的是CD8+T細胞的數量，幾乎多了一倍；並且它們分泌的抵抗癌細胞的細胞因子IFN-γ和顆粒酶B的水平也增加了。

FTO在癌細胞內的敲低導致更強的CD8+T浸潤與功能，腫瘤形成受阻
由於糖原對於癌細胞的迅速生長和侵略非常重要，並且之前也有文獻報道這種癌細胞高速的糖原利用抑制了T細胞的代謝，直接影響它們的功能[3]。因此研究者們推測，FTO敲低可能與糖原利用——糖酵解的能力變化有關。果然，研究者觀察到FTO敲低的癌細胞裏糖酵解通路相關基因的表達降低了，而這種降低可以通過過表達其中的關鍵蛋白和使用藥物激活糖酵解酶來消除。由於FTO本身是一個m6A的去甲基化酶，實驗人員檢測了FTO敲低前後癌細胞內的m6A甲基化水平，發現總體的m6A甲基化水平在敲低後有所提高，尤其是在終止子附近；而一些基因表達水平有所下降，其中就包括糖酵解相關的酶的Jun和Cebpb。當研究者嘗試提高FTO的修飾效率，發現JunB和CEBPβ的表達增加了，說明FTO確實是直接作用在糖酵解相關酶的mRNA上從而調控其表達的；而在細胞水平實驗上，FTO作用提高的癌細胞也降低了共培養的CD8+T細胞分泌抗癌細胞因子的能力。

當FTO修飾效率提高時，糖酵解相關酶表達升高，CD8+T功能受抑制
研究者們最後使用在前期工作中發現的一種FTO抑制劑Dac51，它能夠高效且穩定地結合FTO並抑制其m6A調控功能。

FTO抑制劑：小分子藥物Dac51
Dac51作用導致癌細胞的糖酵解水平降低、T細胞浸潤提高、腫瘤殺傷能力提高，而這並不是由於藥物毒性引起的。在人類腫瘤組織和荷瘤小鼠中，Dac51的加入導致了癌細胞糖酵解相關酶的表達降低，T細胞的持續激活和高細胞因子表達。當同時對生長腫瘤的小鼠使用PD-L1抗體和Dac51，小鼠腫瘤的生長速度明顯降低，存活率大大提高。對於存活下來的小鼠進行二次更高劑量的腫瘤細胞接種，發現小鼠仍然能很好地清除癌細胞，說明這些細胞毒性T細胞是具有記憶性的。

Dac51與PD-L1抗體聯用減少腫瘤形成，增強小鼠生存率
總的來說，這篇論文發現了一種新的癌細胞調控微環境、逃脫免疫監視的機制。通過FTO表觀遺傳修飾，癌細胞能夠增強糖酵解，並可能通過這種方式搶奪能源，讓T細胞“喫不飽”，從而削弱了它們的抗腫瘤功能。好在Dac51能夠高效且穩定地結合FTO，抑制癌細胞的糖代謝，從而間接地增加細胞毒性T細胞功能。這或許能夠對免疫療法形成一定助力。參考資料：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 領責任編輯 | 代絲雨