《Frontiers in Immunology》：Integrating T cell signaling and metabolism to enhance T cell engager responses in solid tumors
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T细胞衔接器（T cell engagers，TCEs）已为患者带来具有临床意义的获益，目前已有8种分子获美国食品药品监督管理局（FDA）批准用于血液系统恶性肿瘤，另有2种获批用于实体瘤适应证。尽管TCE具有变革性治疗潜力，但其在实体瘤适应证中的成功开发仍面临
T细胞衔接器（T cell engagers，TCEs）已为患者带来具有临床意义的获益，目前已有8种分子获美国食品药品监督管理局（FDA）批准用于血液系统恶性肿瘤，另有2种获批用于实体瘤适应证。尽管TCE具有变革性治疗潜力，但其在实体瘤适应证中的成功开发仍面临挑战，因此需要额外策略以维持肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）内T细胞的适能与功能。下一代TCE设计旨在通过优化或向T细胞递送附加信号，提高应答率并增强反应持久性。近年来，细胞代谢已成为T细胞功能与命运的强效调控因子：一方面通过支持免疫效应功能所需的生化需求塑造免疫，另一方面TME本身亦可作为直接的免疫调节信号来源。尽管如此，代谢在调控实体瘤中TCE应答时所发挥的细胞内在作用与环境作用，迄今尚未被明确系统地研究。
研究人员提出，代谢是理解实体瘤中TCE疗效与耐药性的强有力视角，因为其整合了来自细胞表面受体及TME生化环境的双重信号，从而塑造T细胞功能与治疗应答。在这篇短篇综述中，研究人员重点阐述三条经典T细胞信号轴如何通过代谢重编程赋予免疫功能并塑造T细胞命运：1）T细胞受体复合体（T cell receptor，TCR）；2）共刺激受体；3）细胞因子受体。文章同时探讨营养物质或代谢应激因子等环境线索如何支配T细胞应答，并强调TME内的生化扰动如何可能削弱TCE疗效。最后，文章概述了解析TCE应答中代谢贡献的新兴方法，并提出，理解免疫信号传导、细胞代谢与免疫程序化之间的相互作用，有助于指导面向实体瘤的下一代TCE设计。
Introduction
本文首先指出，T细胞衔接器（T cell engagers，TCEs）通过同时结合肿瘤相关抗原（tumor-associated antigen，TAA）与T细胞表面CD3，将内源性T细胞重定向至肿瘤细胞，从而诱导杀伤效应。该机制可绕过主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）依赖的抗原肽递呈，直接触发T细胞受体（T cell receptor，TCR）相关信号及T细胞介导的肿瘤细胞裂解。文章以blinatumomab、tebentafusp和tarlatamab等获批药物为例，说明TCE已在血液肿瘤和部分实体瘤中建立临床概念验证，且近十年已有超过100项临床试验展开，显示该治疗模式受到高度关注。
随后，文章强调实体瘤场景下TCE开发的主要瓶颈在于肿瘤抗原表达谱及肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）的复杂性。被重定向的T细胞需在免疫抑制性TME中维持活性，而缺氧、营养匮乏、抑制性髓系细胞、调节性T细胞以及基质屏障均会限制T细胞浸润与效应功能。与此同时，持续性CD3驱动刺激还可能使TCE重定向T细胞向耗竭样功能障碍状态演化，最终损害其适能、持久性和治疗反应持续时间。基于此，作者提出，下一代实体瘤TCE不应仅追求急性肿瘤杀伤，还应兼顾在免疫抑制和代谢受限条件下维持T细胞长期功能。
文章进一步以经典“T细胞三信号模型”为基础，即信号1：TCR信号；信号2：共刺激信号；信号3：细胞因子信号，并引入代谢作为连接这些免疫信号与T细胞功能输出的核心中介。作者特别提出环境生化因素可被视为“信号4”，即由营养供给和代谢应激共同构成的调节层。全文围绕这一“四信号”框架，讨论TCE应答中信号传导、代谢重编程与T细胞命运之间的交叉关系。
Signal 1 – TCR/CD3 signaling and metabolic rewiring in early T cell activation, recall, and programming
在这一部分，文章阐明T细胞应答由TCR信号复合体启动，并伴随免疫突触形成、T细胞活化、细胞毒效应及/或细胞因子释放。作者指出，代谢重编程是有效T细胞活化不可分割的组成部分。TCR被激活后，T细胞迅速增强糖酵解、谷氨酰胺分解、营养摄取、三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）生成以及大分子生物合成，以满足增殖和效应功能需求。这一过程受哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体1（mammalian target of rapamycin complex 1，mTORC1）、c-Myc及干扰素调节因子4（interferon regulatory factor 4，IRF4）等信号与转录网络协调控制。
文章还强调，不同T细胞亚群对TCR信号的功能响应存在差异，其中记忆T细胞被认为可能是TCE应答的重要主要介质。这类细胞对TCR刺激更敏感、对共刺激依赖较低，并能在再次激活时迅速产生强效应答。作者进一步指出，记忆T细胞在糖酵解、乙酸利用以及糖原储存和动员等方面具备独特生化优势，这些特征可能构成其在TCE治疗中表现突出的代谢基础。
此外，文章讨论了TCR：肽-MHC相互作用亲和力与TCE抗CD3结合亲和力对信号强度和功能输出的塑造作用。尤其值得注意的是，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD）生物合成及糖酵解活性对TCR信号强度高度敏感，并与c-Myc、IRF4表达及长期增殖潜能相关。酪氨酸激酶ITK也可能部分通过代谢程序调控感知信号强度和免疫功能。由此，作者认为，理解抗CD3亲和力、近端TCR信号及代谢活性之间的关系，可能有助于解释不同TCE候选分子的效应差异，并为优化安全性与疗效提供思路。
本节最后聚焦慢性TCR刺激与T细胞耗竭。文章指出，持续信号驱动可诱导进行性分化和功能障碍，而间歇性给予“TCR休息”可缓解耗竭并改善疗效。考虑到T细胞耗竭与代谢缺陷及TME中的生化应激密切相关，未来应进一步解析慢性TCR驱动的代谢负荷与环境压力之间的协同作用如何决定TCE应答中的T细胞命运。
Signal 2 – costimulation as metabolic licensing for durability
本节围绕共刺激信号作为“代谢许可”机制展开，指出在生理状态下，共刺激是支持T细胞活化、扩增、分化并避免无反应性的重要第二信号。然而在TCE治疗中，T细胞通常被重定向至肿瘤细胞，而非专业抗原提呈细胞，因此往往无法获得完整的共刺激输入。文章列举了免疫球蛋白超家族和肿瘤坏死因子受体（tumor necrosis factor receptor，TNFR）超家族中的多种共刺激受体，包括CD28、ICOS、CD27、OX40和4-1BB，并强调这些受体不仅增强活化，还通过不同下游信号和代谢回路塑造T细胞的增殖、生存、分化与持久性。
作者以CD28和4-1BB为代表，说明不同共刺激途径可差异化编程T细胞代谢与功能。CD28主要增强磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/Akt/mTORC1信号，提升葡萄糖摄取和糖酵解通量，以支持增殖、细胞因子生成与效应功能；同时还可在早期通过促进脂肪酸氧化和线粒体嵴重塑，为后续再刺激建立潜在呼吸储备。相比之下，4-1BB在活化后诱导表达，其信号可通过过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1-α（peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha，PGC1α）驱动线粒体生物发生、融合及呼吸能力提升。文章据此指出，在实体瘤TME抑制线粒体生物发生并诱导代谢不足的背景下，4-1BB相关程序可能尤其重要。
结合嵌合抗原受体T细胞（chimeric antigen receptor T cell，CAR-T）研究，作者指出CD28更倾向于促进糖酵解型效应或效应记忆分化，而4-1BB更有利于线粒体适能、中心记忆样分化和长期持续。基于这些证据，文章认为，在TCE中引入CD28或4-1BB等共刺激模块，可能通过诱导不同功能状态来增强杀伤和持久抗肿瘤反应。由此，TCE设计中的关键问题并非哪种共刺激“绝对更优”，而是如何将不同共刺激程序与重定向T细胞应答的不同阶段相匹配。
此外，文章还概述了其他共刺激受体的潜力。OX40与生存和生物能容量有关，CD27可强化合成代谢和记忆相关程序，ICOS可通过降低对葡萄糖的依赖提升代谢适能，CD2-CD58则有助于增强免疫突触质量和信号效率。文中提到，三特异性TCE策略已开始将这些模块纳入设计，例如PSMA×CD3×OX40构建体可在前列腺癌模型中提高抗肿瘤活性，并同时增强糖酵解和氧化磷酸化（oxidative phosphorylation，OXPHOS）；含CD58的三特异性TCE则可在慢性刺激条件下改善T细胞存活和效应功能。总体而言，本节主张共刺激支持并非单纯放大CD3信号，而是与信号1协同塑造T细胞功能状态、代谢适能和持久性。
Signal 3 – cytokines as metabolic enablers of redirecting T-cell therapies in solid tumors
本节讨论细胞因子作为第三信号在重定向T细胞疗法中的作用。文章指出，即便TCE或CAR-T已整合共刺激输入，细胞因子驱动的信号3仍是充分效应分化和持久功能所必需的。在实体瘤中，由于持续抗CD3刺激易导致耗竭，细胞因子支持对于维持增殖、持续存在和连续杀伤所需的代谢适能尤为关键。作者重点关注共同γ链（common gamma chain，γc）家族中的白细胞介素-2（interleukin-2，IL-2）和白细胞介素-15（interleukin-15，IL-15），指出二者均可通过IL-2/15Rβ（CD122）和γc（CD132）激活JAK1/JAK3-STAT5，并伴随PI3K-AKT-mTOR及MAPK/ERK信号，从而将增殖和生存与代谢及细胞毒程序连接起来。
文章总结了一系列基于IL-2和IL-15的策略。在TCE背景下，局部共递送IL-2可提高颗粒酶B、穿孔素和干扰素-γ（interferon gamma，IFN-γ）水平，减少耗竭性CD8表型并改善肿瘤控制。门控式IL-2递送则被描述为更可控的方法，可扩大效应记忆CD8
+ T细胞并增强肿瘤细胞毒性，同时降低细胞因子释放风险。与之对应，IL-15代表更偏向持久性的信号3分支。作者指出，CD3双特异性暴露可提高活化T细胞上的CD122表达，从而为TCE预激后定时递送IL-15创造条件；在临床前研究中，IL-15/IL-15Rα-Fc融合蛋白可增强T细胞扩增，并将短暂抗HER2/CD3反应转化为持久完全缓解。
从代谢角度看，IL-2可放大由信号1启动的生物合成程序，通过激活mTORC1相关合成代谢和糖酵解途径，维持营养摄取、蛋白合成、细胞因子生成及细胞毒分子产生；而IL-15则更稳定地与受限mTORC1活性、增强线粒体生物发生及呼吸储备相关，从而支持记忆样/干样状态并改善持久性。作者据此认为，IL-2更适于增强短期效应输出，而IL-15更有利于支持长期适能与持续存在。工程化细胞因子及突变体可能进一步将T细胞引导至更健康、更持久的代谢状态，这一点已在细胞因子装甲化或细胞因子支持型TCE及CAR-T策略中获得初步支持。
Signal 4 – environmental control of T cell immunity by nutrients, metabolic stress, and environmental sensing pathways
本节提出，肿瘤代谢失调不仅源于肿瘤细胞内在代谢程序，也来自TME局部环境异常，因此环境代谢物可被视为调控T细胞功能的“信号4”。文章指出，营养匮乏、缺氧、代谢废物积累以及肿瘤与免疫细胞之间的资源竞争，是限制实体瘤免疫治疗成功的关键障碍。营养物质在T细胞免疫中具有积极调节作用，其获取与分配对细胞因子分泌、细胞毒性和增殖均至关重要。
作者系统梳理了多类营养底物。葡萄糖被描述为研究最充分的调节因子，可通过生物能、基因调控和信号机制影响T细胞生物学，包括急性调控细胞因子生成、增殖、Ifng mRNA翻译、c-Myc表达、细胞周期推进及组蛋白乙酰化。谷氨酰胺和谷氨酸则支持能量代谢与生物合成，并通过影响组蛋白和DNA甲基化调节Th1、Th17及Treg分化。除这些经典底物外，支链氨基酸、精氨酸、蛋氨酸、丝氨酸、丙氨酸、天冬酰胺和天冬氨酸等也参与核苷酸合成、抗氧化物生成及蛋白翻译调控。文章同时强调，次黄苷、乙酸和β-羟基丁酸等替代碳源也可支持内源性或治疗驱动的T细胞反应，体现出T细胞燃料选择的可塑性。
与之相对，TME中的营养缺乏、缺氧、乳酸和氨等代谢废物，以及细胞外腺苷、胆固醇和过量脂肪酸等免疫抑制性代谢信号，会抑制抗肿瘤T细胞应答并诱导耗竭。文章指出，这些扰动有时直接作用于效应T细胞，例如抑制糖酵解或诱导程序性死亡受体1（programmed cell death protein 1，PD-1）等免疫检查点分子表达；在另一些情况下，肿瘤细胞、髓系细胞或癌相关成纤维细胞则通过分泌或截留代谢物来塑造共享免疫代谢环境，从而限制效应T细胞活性或促进免疫抑制性细胞极化。考虑到实体瘤模型中的TCE应答依赖肿瘤浸润T细胞，这种肿瘤内代谢串扰可能是理解疗效与耐药的重要层面。
文章还总结了T细胞对环境营养和应激的感知通路，包括mTOR、AMP活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）、整合应激反应（integrated stress response，ISR）、内质网应激反应、缺氧诱导因子（hypoxia-inducible factor，HIF）及核因子E2相关因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2，NRF2）等。这些通路与经典表面受体信号共同调控基因表达、代谢和免疫程序。作者指出，慢性应激可通过ATF4、CHOP或HIF-1α等因子抑制效应功能并促进耗竭，而短暂或轻度应激则可能诱导维持功能的适应性反应。尽管针对TCE应答中“信号4”的机制研究仍有限，但已有证据表明，阻断CD39/CD73或A
2A受体相关腺苷信号可增强TCE期间的T细胞效应功能，而缺氧可通过依赖血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）分泌的机制干扰TCE疗效。
Discussion
在讨论部分，文章总结认为，当前TCE设计主要仍聚焦于操控表面受体信号，如分子构型、亲和力及靶向信号轴的变化，但实体瘤所特有的生化压力要求更广义的设计范式。作者提出，以代谢为中心的“四信号模型”能够更整体地解释实体瘤中TCE驱动的T细胞功能、适能与命运。未来该领域的关键任务，是借助直接来源于TCE治疗的证据及新型免疫代谢分析技术，对这一框架进行精细化验证。
文章进一步指出，长期以来由于体内代谢研究技术限制，目前尚不清楚哪些代谢物或代谢通路对维持TCE治疗期间T细胞反应最为关键。随着体内示踪、细胞分离、代谢组学和稳定同位素追踪技术的发展，未来有望比较不同TCE设计、不同组织部位以及治疗不同时相中的T细胞营养摄取与燃料利用差异。结合流式细胞术、单细胞分析和空间生化分析，可进一步解析不同免疫细胞亚群及TME其他驻留细胞的代谢状态，并将其与基因表达、组织结构和细胞间代谢串扰整合起来，以发现应答和耐药的生物标志物。
最后，作者提出，体外模型也应采用更具生理或疾病相关性的培养条件，以提高TCE候选分子代谢评估的真实性，并支持构建代谢知情的药代动力学/药效学（pharmacokinetics/pharmacodynamics，PKPD）模型。随着对TCE驱动代谢认识的深入，药理学或遗传学方式干预特定代谢轴，可能有助于提高TCE疗效、改善安全性，或根据应答细胞的代谢特征优化候选药物筛选。总体而言，本文认为，系统理解免疫信号、细胞代谢与环境生化约束之间的交互，将为下一代实体瘤TCE及联合免疫治疗的理性设计提供关键理论基础。
