外周血单个核细胞脂质代谢增强通过铁死亡应激诱导T细胞耗竭驱动肝细胞癌免疫治疗疗效不佳

《Interdisciplinary Medicine》：Enhanced peripheral blood mononuclear cell lipid metabolism drives poor immunotherapy response via ferroptotic stress-induced T cell exhaustion in hepatocellular carcinoma

　　

免疫治疗抵抗仍是晚期肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）的核心临床挑战，系统性因素尤其是循环免疫储备的代谢健康在介导抵抗中的作用尚未明确。本研究旨在识别接受抗程序性死亡蛋白1（programmed death-1，PD-1）联合治疗的HCC患者治疗前外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cells，PBMCs）的代谢特征，并阐明T细胞功能障碍的潜在机制。研究人员对接受抗PD-1联合治疗的HCC患者治疗前PBMCs开展蛋白质组学、代谢组学、脂质组学和磷酸化蛋白质组的整合多组学分析，筛选预测性代谢特征，并通过流式细胞术、共聚焦显微镜和分子分析验证关键机制。研究发现，治疗前PBMCs的脂质代谢增强特征是预测免疫治疗应答差和生存结局的强独立指标。非应答者的血浆脂质富集微环境会对PBMCs施加代谢约束，具体表现为CD36上调与脂质摄取增加、甘油磷脂和鞘脂蓄积相关，触发亚致死性铁死亡应激——该状态以铁死亡分子标志物为特征，存活细胞存在功能损伤但无显著细胞死亡，进而驱动T细胞耗竭。这种铁死亡应激状态伴随脂质过氧化、谷胱甘肽过氧化物酶4（glutathione peroxidase 4，GPX4）表达降低和细胞内铁（Fe2+）水平升高，其机制由蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）存活信号抑制与炎症通路（丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）、核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB））过度激活共同维持。重要的是，阻断脂质过氧化可逆转该代谢功能障碍。循环PBMCs的系统性代谢健康是决定HCC免疫治疗疗效的重要因素，可补充肿瘤固有因素的解释维度。本研究为开发无创预测生物标志物提供了新框架，证实PBMC铁死亡应激具有机制可逆性，为评估系统性代谢调控以增强免疫治疗疗效的策略提供了依据。

《Interdisciplinary Medicine》发表的该研究聚焦晚期肝细胞癌（HCC）免疫治疗抵抗的临床难题。当前免疫检查点抑制剂联合靶向治疗已成为晚期HCC一线标准方案，客观缓解率仅20%~30%，原发或获得性耐药是最主要的临床结局。既往研究多集中于肿瘤微环境内的耐药机制，但肿瘤组织活检具有侵入性，且HCC存在时空异质性，治疗中难以实现连续采样；同时抗肿瘤免疫依赖循环功能淋巴细胞的持续募集，若循环免疫储备在治疗前已存在代谢损伤，可能直接削弱治疗应答的基础。此外，肿瘤浸润T细胞的脂质蓄积已被证实可驱动功能失调，但这种代谢异常是否起源于细胞进入肿瘤之前仍不明确。因此，明确循环免疫细胞的内在代谢健康对免疫治疗疗效的影响，可为克服耐药提供新的视角。

研究人员纳入复旦大学附属肿瘤医院中西医结合科招募的61例接受一线抗PD-1联合酪氨酸激酶抑制剂治疗的不可切除或转移性HCC患者，治疗前采集外周血分离PBMCs与血浆，按实体瘤疗效评价标准（RECIST）v1.1分为应答者（n=32）与非应答者（n=29）。采用整合多组学策略，对PBMCs开展数据非依赖采集（DIA）蛋白质组学、非靶向代谢组学、脂质组学与磷酸化蛋白质组学分析，同时对血浆开展代谢组学与脂质组学分析，结合生物信息学筛选差异分子特征，通过体外交叉共培养、药理学干预、流式细胞术、共聚焦显微镜、多重信号通路阵列等技术验证机制。

研究结果如下：

3.1 PBMC脂质代谢重编程与HCC不良临床结局相关

研究人员对PBMCs的多组学分析显示，非应答者脂质代谢通路（甘油磷脂合成、鞘脂代谢、不饱和脂肪酸代谢等）显著上调，差异脂质以甘油磷脂（55.13%）和鞘脂（43.59%）为主，富含花生四烯酸、二十二碳六烯酸等长链多不饱和脂肪酸。多变量回归分析证实，PBMC脂质特征独立于中国肝癌分期（CNLC）预测治疗应答，其中鞘脂的预测效应最强（优势比=0.04，p<0.001）。

3.2 血浆-PBMC脂质串扰失调驱动铁死亡应激与可逆代谢功能障碍

交叉共培养实验显示，非应答者血浆可使应答者PBMCs代谢活力下降16.26%（p<0.001），而应答者血浆可使非应答者PBMCs代谢活力回升11.60%（p<0.001）。非应答者血浆富含多不饱和脂肪酸，可诱导PBMCs脂质过氧化与铁死亡应激，药理学抑制铁死亡可恢复非应答者CD8⁺T细胞活力并降低程序性死亡蛋白1（PD-1）表达，诱导铁死亡则可在应答者细胞中触发耗竭表型，证实铁死亡应激是T细胞功能障碍的直接驱动因素，且该状态具有可逆性。

3.3 AKT信号抑制与炎症通路过度激活共同维持铁死亡应激

磷酸化蛋白质组学分析显示，非应答者PBMCs中AKT通路磷酸化水平普遍降低，而MAPK、NF-κB、转化生长因子β（TGF-β）通路呈慢性过度激活状态。这种信号失衡导致抗氧化防御缺陷与脂质过氧化易感性升高，将循环免疫细胞锁定于代谢应激与功能耗竭表型。

3.4 CD36上调与脂质超载构成T细胞铁死亡易感特征

流式细胞术与共聚焦显微镜结果显示，非应答者PBMCs及各T细胞亚群中CD36表达升高4.24~29.65倍，脂质滴蓄积增加5.14~6.14倍，同时伴随还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NAD(P)H）水平降低、Fe²⁺蓄积、脂质过氧化水平升高及GPX4表达下调。PD-1⁺CD8⁺T细胞的脂质过氧化水平较PD-1^-细胞升高2.70倍（p<0.001），证实铁死亡应激与T细胞耗竭直接相关。

讨论部分指出，该研究首次揭示治疗前PBMC脂质谱可作为HCC免疫治疗疗效的强预测指标，突破了既往仅关注肿瘤内因素的局限，证实系统性代谢缺陷可早于肿瘤接触导致免疫无能。血浆-PBMC的脂质串扰形成“代谢陷阱”，PPAR-γ信号驱动的脂质蓄积为铁死亡提供底物，CD36介导的脂质过载触发亚致死性铁死亡应激，AKT信号抑制与应激通路激活共同维持该状态。该发现为临床提供了新的无创分层工具，提示调控系统性脂质组成、阻断铁死亡应激是逆转免疫治疗耐药的潜在策略，同时警示铁死亡诱导类抗癌药物需监测循环免疫细胞代谢状态，避免误伤系统性抗肿瘤免疫。

结论部分总结：通过整合多组学分析，研究人员证实治疗前PBMCs的系统性脂质过载是HCC患者抗PD-1联合治疗应答差的强预测因子。CD36介导的脂质蓄积由血浆脂质富集微环境驱动，触发亚致死性铁死亡应激，通过信号网络重塑迫使T细胞进入耗竭状态。该研究确立系统性代谢健康是治疗效果的重要决定因素，提示调控全身脂质组成、减轻代谢应激的策略有望保护免疫储备，克服HCC免疫治疗耐药。