抗CD19 CAR-T细胞疗法是复发或难治性弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)患者的“救命稻草”,约40%-50%患者能实现长期缓解。但另一半患者却难逃复发厄运,背后原因一直困扰医学界。近日,我国上海交通大学医学院附属瑞金医院赵维莅教授团队在《Frontiers in Medicine》发表研究,首次通过单细胞代谢分析揭示:肿瘤微环境中的M2型巨噬细胞(一种“促肿瘤”免疫细胞)会通过异常代谢“掏空”CAR-T细胞的战斗力,就像“代谢小偷”一样抢夺能量、释放“抑制信号”,最终导致治疗失败。这一发现为优化CAR-T疗法提供了全新代谢靶点。
疗效“分水岭”:M2巨噬细胞的“代谢账本”藏玄机
CAR-T细胞疗法的原理是给患者T细胞装上“肿瘤导航系统”(CAR),回输后精准追杀癌细胞。但在团队开展的多中心I/II期临床试验(FKC876)中,22例DLBCL患者疗效差异显著:7例完全缓解者24个月生存率达100%,而未缓解者仅35.7%。“同样是CAR-T,为什么有的患者‘药到病除’,有的却‘无效’?”研究团队将目光锁定肿瘤微环境——这个由免疫细胞、代谢物等构成的“肿瘤土壤”,可能藏着关键线索。
通过单细胞RNA测序,团队对比了长期缓解与进展患者的肿瘤样本,发现一个惊人现象:进展患者治疗前的肿瘤中,M2型巨噬细胞占比高达51.6%,是长期缓解患者(29.2%)的近两倍。更可怕的是,这些M2巨噬细胞会持续“扩张势力”:CAR-T细胞扩增期,进展患者的M2比例升至72.1%,疾病进展时更是飙到85.3%;而长期缓解患者的M2比例则从29.2%降至17.2%。“M2巨噬细胞就像肿瘤微环境里的‘代谢恶霸’,数量越多,CAR-T细胞越难发挥作用。”团队解释。
“能量抢夺战”:M2巨噬细胞让CAR-T“饿肚子”
M2型巨噬细胞的“破坏大招”是“代谢掠夺”。它们像“贪吃鬼”一样,疯狂激活糖酵解和脂肪酸代谢通路——这两条通路就像细胞的“能量工厂”,能快速产生能量。研究发现,进展患者的M2巨噬细胞糖酵解通路活性是长期缓解患者的2.3倍,中链脂肪酸分解代谢速率也增加50%以上。
“肿瘤微环境里的葡萄糖、氨基酸等营养是有限的,M2巨噬细胞‘暴饮暴食’,CAR-T细胞就只能‘饿肚子’。”团队通过代谢组学分析证实,进展患者的CAR-T细胞中,糖酵解水平下降40%,氨基酸代谢速率降低35%,就像被“断了粮草”的士兵,根本无力追杀癌细胞。体外实验更直观:当CAR-T细胞与M2巨噬细胞共培养时,杀伤肿瘤细胞的能力下降50%,分泌的抗肿瘤细胞因子(如IFN-γ、TNF-α)减少60%,增殖速度从“3倍扩增”暴跌至“1.7倍”。
“代谢信号弹”:M2巨噬细胞给CAR-T“贴抑制标签”
除了“抢能量”,M2巨噬细胞还会释放“代谢信号弹”,给CAR-T细胞“贴抑制标签”。团队通过NicheNet细胞互作分析发现,进展患者的M2巨噬细胞会高表达APOE、MMP9等“代谢信号分子”,这些分子像“隐形胶水”一样黏附在CAR-T细胞表面,激活LAG3、TIGIT等“抑制受体”——就像给CAR-T细胞戴上“枷锁”,让它们无法识别肿瘤细胞。
单细胞测序显示,进展患者的CAR-T细胞中,LAG3、TIGIT的表达量是长期缓解患者的3倍以上。“这些受体一旦被激活,CAR-T细胞就会进入‘休眠模式’,即便遇到癌细胞也‘视而不见’。”团队指出,这种“代谢-信号”双重打击,让CAR-T细胞从“抗癌特种兵”沦为“缴械俘虏”。
未来方向:给CAR-T“配营养师”,联手“反制代谢小偷”
这项研究首次证实,M2型巨噬细胞的代谢异常是CAR-T治疗失败的关键推手。团队建议,未来可通过“双管齐下”策略优化疗法:一方面用药物抑制M2巨噬细胞的糖酵解通路(如靶向HK2酶),断其“能量来源”;另一方面给CAR-T细胞“补充营养”,比如在体外培养时添加葡萄糖和氨基酸,增强其代谢抗压能力。
“就像打仗需要‘粮草先行’,CAR-T细胞也需要‘代谢支持’。”赵维莅教授表示,下一步将开展临床试验,验证“代谢调节+CAR-T”联合疗法的安全性,希望让更多DLBCL患者跨过“疗效分水岭”。
来源: 医学前沿FrontMed