Cell子刊：我国科学家发现米替福新可以让衰竭的CAR-T细胞返老还童，提高它们治疗实体瘤的疗效

T细胞衰竭是当T细胞暴露于持续的抗原刺激时获得的分化状态，其特征是它们的效应功能的逐渐丧失、抑制性受体的稳定表达、不同的表观遗传特征、细胞因子产生缺陷、增殖能力受损以及线粒体呼吸和糖酵解功能的抑制。

T细胞衰竭最初在慢性淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒（lymphocytic choriomeningitis virus, LCMV）感染的小鼠模型中发现。如今，这种现象被认为发生在包括恶性肿瘤在内的多种疾病中。衰竭的CD8+T细胞在表型和功能上是异质的。

近期，发现了两种衰竭的CD8⁺肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）亚型，每种亚型都具有不同的功能特性。祖细胞衰竭CD8+T细胞（progenitor-exhausted CD8⁺ T cell）表现出相对较高的增殖能力，可以对抗PD-1免疫检查点阻断治疗产生反应。相比之下，终末衰竭CD8+TIL（terminally exhausted CD8+ TIL）具有受损的增殖能力，并且对大多数现有的免疫疗法没有反应，包括免疫检查点阻断剂（ICB）。此外，单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析已被用于表征包括包括肝癌、结直肠癌和非小细胞肺癌在内的多种类型癌症中的TIL景观，为研究癌症中衰竭的T细胞提供了宝贵的参考。重要的是，现有研究表明，T细胞衰竭是ICB和嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）免疫疗法疗效的主要障碍，操纵这一过程可能会提高癌症中T细胞反应的疗效。

为了克服T细胞衰竭，已经提出了各种策略，包括操纵参与T细胞衰竭的基因。TOX、NR4A、BATF、SNX9、CBLB、TGFBR2、ARID1A和REGNASE-1以及ROQUIN-1已被报道可诱导T细胞衰竭。敲除这些基因可以增强T细胞功能。此外，c-JUN、LTBR、IL-7或CCL19已被证明可以减轻CAR-T细胞衰竭，而且它们在多种研究中的过表达可以增强肿瘤消除能力。然而，CAR-T疗法治疗实体瘤的临床疗效仍然有限。此外，尽管ICB在治疗癌症患者方面取得了显著的临床成功，但只有一部分患者在治疗后获得了完全缓解。因此，发现有效的靶点和药物来克服目前治疗的局限性是非常可取的。

在一项新的研究中，来自中国科学院、中国科学院大学、北京中医药大学、北京干细胞与再生医学研究院、中国人民解放军总医院和深圳大学的研究人员开发出一个使用原代人类T细胞的功能性筛选平台，以鉴定能够使衰竭的T细胞恢复青春并提高其疗效的化合物。相关研究结果发表在2024年12月17日的Cell Reports Medicine期刊上，论文标题为“Miltefosine reinvigorates exhausted T cells by targeting their bioenergetic state”。

利用这个平台，这些作者对美国食品药品管理局（FDA）批准的药物进行了筛选，并发现以前用作治疗利什曼病的抗寄生虫药物的小分子米替福新（miltefosine）可以增强衰竭的CAR-T细胞的疗效。

鉴于PD-1/PD-L1阻断是增强衰竭的T细胞功效的机制和成功策略，这些作者测试了米替福新对功能低下的CAR-T细胞的影响是否依赖于PD-1/PD-L1通路。为了测试这一点，他们构建出敲除PDCD1基因（编码PD-1）的CAR-T细胞，发现米替福新仍然可以增强它们的效应功能。正如预期的那样，由于CAR-T细胞缺乏PD-1表达，抗PD-1抗体无法增强其效应功能。

另一方面，他们在不表达PD-L1的NIH/3T3细胞系中过表达间皮素（mesothelin）。然后，他们构建出几种PD-L1表达水平不同（无、中度或高度）的细胞系。他们发现，无论肿瘤细胞的PD-L1表达水平如何，米替福新都能改善功能低下的CAR-T细胞的功能。相比之下，当使用表达PD-L1的肿瘤细胞时，抗PD-1阻断仅增强CAR-T细胞功能。这些结果表明，米替福新以不依赖于PD-1/PD-L1的方式提高了功能低下的CAR-T细胞的疗效，并表明米替福新可能在PD-1/PD-L1阻断无效的肿瘤微环境中具有治疗益处。

接下来，这些作者测试了在CAR-T细胞处于祖细胞样衰竭状态且PD-1抗体治疗有效的情况下，米替福新和抗PD-1抗体的组合使用是否会产生更显著的功能结果。他们的结果表明，在来自不同供体的细胞中，这种联合治疗优于单药治疗。值得注意的是，在PD-1抗体治疗无效的终末衰竭状态下，米替福新仍然能够增强CAR-T细胞活性。与此一致，他们发现，随着E:T比例（即祖细胞样衰竭CAR-T细胞与终末衰竭CAR-T细胞的比例）的降低和CAR-T细胞衰竭水平的增加，米替福新的效果甚至大于抗PD-1抗体，这突显了这种小分子增强处于各种衰竭水平的T细胞疗效的潜力。

进一步的研究表明，米替福新改善的衰竭T细胞的效应功能，减少了衰竭，挽救了它们的糖酵解和氧化磷酸化（OXPHOS）代谢缺陷，从而提高了治疗实体瘤的疗效。他们还发现米替福新以GLUT1依赖的方式促进功能低下的CAR-T细胞中的葡萄糖可用性，从而改善它们的效应功能。

终上所述，所有这些结果表明，米替福新赋予了CAR-T细胞和T细胞在体内对抗实体瘤的优越功能，展示了在未来的临床应用中，将基于T细胞的免疫疗法与米替福新组合使用的巨大潜力。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Xingying Zhang et al. Miltefosine reinvigorates exhausted T cells by targeting their bioenergetic state. Cell Reports Medicine, 2024, doi:10.1016/j.xcrm.2024.101869.