間質瘤（Mesothelioma）是一種惡性程度很高、治療方式非常有限的腫瘤，臨床上僅有一小部分間質瘤病人對免疫檢查點阻斷療法（Immune Checkpoint Immunotherapy, ICI）起反應。根據文獻報道，腫瘤浸潤CTLs（細胞毒T淋巴細胞）中Granzyme B的表達水平與間質瘤病人對ICI療法的反應性成正相關。此外，磷酸戊糖途徑（The pentose phosphate pathway, PPP）是有氧糖酵解的平行代謝途徑，可催化葡萄糖代謝生成NADPH和5-磷酸核糖。然而，PPP在T細胞對腫瘤的反應性中所起的作用，尤其是在T細胞進行有氧酵解背景下所起的作用卻鮮見報道。因此，揭示PPP調控CTLs功能的分子機理具有重要的理論意義和實踐價值。
近日，天津大學生命科學學院英才副教授呂春婉聯合美國佐治亞醫學院Kebin Liu教授團隊，在調控間質瘤浸潤T細胞功能的代謝檢查點研究中取得重要突破，在腫瘤免疫學領域著名期刊Journal for Immunotherapy of Cancer（JITC）（IF:13.751，JCR一區）上發表題為“G6PD functions as a metabolic checkpoint to regulate granzyme B expression in tumor-specific cytotoxic T lymphocytes”的研究論文，文中指出：PPP的限速酶6-磷酸葡萄糖脫氫酶（G6PD）是腫瘤啟用CTLs的代謝檢查點，H3K9me3/G6PD/Acetyl-CoA/H3K9ac/Gzmb表觀遺傳學通路在CTLs啟用和間質瘤的免疫逃逸中起著重要的調控作用。
本文要點：
1)腫瘤細胞可有效啟用腫瘤特異的CTLs並促進其進行有氧酵解：小鼠間質瘤細胞AB1可在I型和II型干擾素的誘導下高表達PD-L1，具有較高的免疫抑制性，可在體外模擬人間質瘤。2/20 CTLs是一種抗原特異性的CTL，可特異性地識別表達在AB1細胞表面的gp70蛋白中的AH1肽段。我們將AB1細胞與2/20 CTLs共培養，發現2/20 CTLs可劑量依賴性地殺傷AB1細胞；另一方面，AB1細胞在小鼠體內可劑量依賴性地在肺部形成腫瘤結節，2/20 CTLs轉移療法可劑量依賴性地降低腫瘤結節數量。已知在啟用的T細胞中有氧酵解過程增強，為了闡明腫瘤細胞在T細胞啟用過程中是否能調節有氧酵解，我們將2/20 CTLs用抗CD3/CD28抗體、AH1肽段和AB1細胞分別啟用，結果表明：與其他兩種啟用方式相比，AB1細胞可誘導2/20 CTLs生成更多的乳酸（有氧酵解的重要產物），證明間質瘤可有效促進活化CTLs進行有氧酵解（圖1）。
圖1.腫瘤特異性CTL啟用和功能檢測模型
2) G6PD作為代謝檢查點可調控葡萄糖代謝流的分配和腫瘤誘導的CTL耗竭。AG1是G6PD特異性的啟用劑。我們將2/20 CTLs和AB1在AG1存在的情況下共培養，AG1可劑量依賴性地提高Gzmb+的2/20 CTLs比例。在AB1小鼠體內模型中，儘管AG1降低了腫瘤浸潤CD8+T細胞總量，卻在腫瘤微環境中顯著提高了腫瘤抗原特異性CTLs中Gzmb+的比例。由此可知，G6PD-PPP代謝途徑可在體內有效誘導腫瘤特異性CTLs的啟用（圖2）。我們進一步將2/20 CTLs從共培養物中分離出來並檢測Acetyl CoA的含量和H3K9ac的富集程度，發現AG1處理可劑量依賴性地提高2/20 CTLs中Acetyl CoA的產量，並顯著增加H3K9ac在Gzmb啟動子上的富集程度（圖3）。
圖2. G6PD-PPP代謝途徑可在腫瘤啟用CTLs中誘導Gzmb的表達
圖3. G6PD在腫瘤特異CTLs中提高Acetyl-CoA的產量並增加H3K9ac在Gzmb啟動子上的富集
3)藥理學上啟用G6PD，可在體外提高CTL的腫瘤裂解功能並在體內抑制腫瘤的生長。在體外2/20 CTLs與AB1細胞共培養模型中，G6PD啟用劑AG1可有效提高2/20 CTLs介導的AB1裂解。在體內AB1小鼠模型中，AG1可顯著抑制腫瘤細胞的增殖並遏制腫瘤的生長（圖4）。對TCGA資料庫的分析可知，CTLs的腫瘤浸潤水平與上皮樣間質瘤病人的總體生存率無關，但GZMB表達水平卻與上皮樣間質瘤病人的總體生存率成正相關。這證明，腫瘤浸潤CTLs效應子Granzyme B的表達水平和功能，而不是CTLs總的浸潤水平，決定了腫瘤生長控制和上皮樣間質瘤病人的生存率（圖5）。
圖4. G6PD可在體外提高CTL的裂解功能並在體內抑制腫瘤生長
圖5. Granzyme B表達水平與病人生存率之間的關係
該研究工作不僅在間質瘤微環境中揭示了G6PD可作為代謝檢查點以避免CTLs功能耗竭，也從腫瘤代謝的角度為臨床上提高ICI療效開闢了新途徑。
該論文的第一作者和共同通訊作者為天津大學生命科學學院英才副教授呂春婉，天津大學為本論文的第一通訊單位。本研究工作由天津大學，美國佐治亞醫學院和哈佛大學醫學院等多個單位合作完成。
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（編輯 焦德芳 陳可）
