《Frontiers in Immunology》：HPV-driven metabolic reprogramming promotes T cell exhaustion: targeting immunometabolic barriers with natural products
背景：高危人乳头瘤病毒（HR-HPV）感染是宫颈癌的主要驱动因素。新近证据表明肿瘤微环境（TME）发生显著的代谢重构，可能加速T细胞耗竭（TEX）并损害免疫检查点阻断（ICB）疗效。然而，HPV驱动代谢与T细胞功能障碍之间的分子耦合机制尚未完全阐明。方法：本综述系统总结了宫颈癌TME中的免疫代谢相互作用。研究人员分析了HPV癌蛋白（E6/E7）诱导的代谢改变，及其如何通过重塑营养可用性、乳酸积累和脂质过氧化驱动抗肿瘤CD8+ T细胞耗竭。结果：HPV驱动的有氧糖酵解和吲哚胺2,3-双加氧酶1（IDO1）介导的色氨酸分解代谢建立了严重的代谢屏障，导致浸润淋巴细胞发生营养剥夺和组蛋白乳酰化。这些改变与持续性线粒体应激和铁死亡相关，加速了终末TEX。在临床前模型中，天然产物（如姜黄素、小檗碱、槲皮素和青蒿素衍生物）可通过靶向缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）、丙酮酸激酶M2（PKM2）和腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）等检查点拮抗这种免疫抑制性重构；然而，在HPV特异性免疫 competent系统中直接证实其挽救CD8+肿瘤浸润淋巴细胞功能的证据仍然有限，主要来源于其他肿瘤类型的推断。纳米药物递送可进一步提高这些草本成分的口服生物利用度和靶向性。结论：HPV诱导的代谢重编程被认为是驱动宫颈癌T细胞耗竭的基础性检查点。利用天然化合物靶向这些免疫代谢屏障，特别是通过纳米药物递送策略，代表了一种前景广阔但仍主要处于临床前阶段的途径，有望与传统免疫治疗协同并潜在克服耐药。
1 引言
持续的高危人乳头瘤病毒（HR-HPV）感染是宫颈癌及一系列肛门生殖道恶性肿瘤的主要病因学驱动因素，全球每年新增病例超过60万例。尽管预防性疫苗已显著降低接种人群的HR-HPV新发感染率，但针对已确立的侵袭性疾病的治疗选择仍十分有限，尤其在复发或转移性背景下。以程序性死亡蛋白1/程序性死亡配体1（PD-1/PD-L1）抑制剂为代表的免疫检查点阻断（ICB）已获批用于晚期宫颈癌，但在未经筛选的人群中客观缓解率仅为15%至25%，持久缓解仅局限于少数患者。这种显著的临床异质性提示，除经典的受体-配体检查点相互作用外，还存在其他免疫抑制机制维持HPV相关恶性肿瘤的免疫逃逸，使得ICB单药不足以在大多数病例中恢复有效的抗肿瘤免疫。
T细胞耗竭（TEX）被确认为ICB失败的核心病理关联，而肿瘤微环境（TME）的代谢重编程则是这一功能失调状态的主要驱动因素。HPV癌蛋白E6和E7劫持宿主代谢机制以强制实施瓦博格效应（Warburg effect）——即在氧供充足条件下仍优先进行有氧糖酵解——以满足病毒复制和细胞快速增殖的生物能量需求。随之发生的代谢重构形成了一个以严重葡萄糖剥夺、乳酸积累、色氨酸经吲哚胺2,3-双加氧酶1（IDO1）分解代谢及进行性缺氧为特征的TME。这些扰动共同对肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）施加了深刻的代谢应激：线粒体动力学破坏、通过组蛋白乳酰化对效应基因程序进行表观遗传沉默，以及脂质过氧化驱动的铁死亡易感性升高，最终使TILs代谢失能并走向终末耗竭。值得注意的是，即使PD-1信号被药物阻断，这些代谢屏障仍被认为持续存在，这为ICB单药疗效欠佳提供了机制解释，并将代谢检查点靶向定位为克服ICB耐药的极具吸引力的补充策略。
天然产物在此背景下作为候选代谢检查点调节剂受到广泛关注。与造成非特异性细胞损伤的传统细胞毒性药物不同，生物活性植物化学物质提供了一种互补的代谢药理学作用：某些化合物优先靶向致癌代谢酶（如己糖激酶2（HK2）、丙酮酸激酶M2（PKM2）、乳酸脱氢酶A（LDHA）和IDO1），以减少TME内的营养竞争，从而间接减轻TILs的代谢压力；另一些则通过SIRT1/PGC-1α轴恢复线粒体生物发生或直接抑制脂质过氧化驱动的铁死亡来修复耗竭的TILs。本综述整合了近期将HPV相关肿瘤代谢、T细胞耗竭及天然产物代谢干预联系起来的证据，系统评估了植物化学物质作为特定代谢调节剂在该特定肿瘤背景下的作用。
2 HPV相关恶性肿瘤中的免疫抑制性代谢微环境
HR-HPV感染的持续存在不仅依赖于病毒抗原变异，还至少部分地由病毒导向的局部组织微环境代谢重构所促成。HPV转化细胞积极竞争可用营养素，同时持续向外排出免疫抑制性代谢产物（最显著的是乳酸）。由此产生的以底物耗竭和代谢毒素积累为特征的环境构成了重叠的物理和生化屏障，促进浸润CD8+ T细胞在有效清除抗原之前即发生代谢耗竭。本节系统阐述了该代谢免疫抑制的四个机制层面：瓦博格效应介导的营养免疫抑制、乳酸积累与微环境酸化、乳酸介导的T细胞耗竭表观遗传巩固，以及IDO1依赖的色氨酸分解代谢。各轴交汇并相互强化的缺氧放大免疫抑制作用将在下文一并讨论。
2.1 瓦博格效应介导的营养免疫抑制
在HPV癌蛋白E6和E7的影响下，宫颈上皮细胞发生根本性的代谢重编程：即使在氧供充足条件下，它们仍优先依赖有氧糖酵解供能。这种由E6/E7调控的代谢适应不仅服务于病毒快速复制的生物能量需求，还演变为一种主动的免疫逃逸策略，确立了癌蛋白作为免疫抑制性代谢微环境上游核心驱动者的地位。在分子水平上，HPV E6/E7癌蛋白通过多条汇聚的信号轴上调葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）和HK2，显著增加细胞的葡萄糖摄取能力。除经典的缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）依赖途径外，E6/E7还通过上调m6A阅读蛋白IGF2BP2稳定致癌MYC mRNA，大幅提升细胞内MYC蛋白水平，维持高流量糖酵解表型。这种恶性代谢重编程赋予HPV转化组织在葡萄糖摄取上的压倒性竞争优势，迅速耗尽细胞外葡萄糖，使浸润免疫细胞无法进行有效的效应应答。
对于效应T细胞而言，葡萄糖不仅是生物能量底物，更是必需的信号分子。早期T细胞受体（TCR）激活关键依赖于糖酵解衍生的磷酸烯醇丙酮酸（PEP）维持内质网Ca2+-ATP酶活性，从而驱动NFAT转录因子的核转位。在HPV诱导的低血糖微环境中，PEP合成受损削弱了Ca2+内流和NFAT信号传导，阻止了IFN-γ和TNF-α等关键抗病毒细胞因子的转录激活。此外，底物匮乏的甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）转位结合IFN-γ mRNA，抑制其翻译。因此，葡萄糖剥夺在转录和翻译两个层面协同抑制T细胞效应功能，确立了其作为HPV相关TME中抗肿瘤免疫首要代谢检查点的地位。
2.2 乳酸积累与微环境酸化
HPV感染驱动的高强度糖酵解产生大量乳酸通量，通过单羧酸转运蛋白4（MCT4）持续排入细胞外空间，导致局部微环境pH显著下降。这种酸化远不止于理化性质改变，它通过干扰乳酸转运动力学直接颠覆T细胞代谢稳态。生理条件下，效应T细胞依赖MCT1排出自身糖酵解产生的乳酸以维持胞内pH稳定。然而，当细胞外乳酸浓度大幅超过胞内水平时，浓度梯度逆转，驱动乳酸内流入T细胞。由此产生的胞内酸化抑制磷酸果糖激酶活性，阻断糖酵解通量，进而损害能量供应和效应功能。
除直接代谢效应外，细胞外乳酸还通过促进调节性T细胞（Tregs）在TME内的选择性扩增发挥免疫抑制作用。与效应T细胞不同，Tregs通过Foxp3依赖的代谢重编程优先利用乳酸作为替代碳源，使其在高乳酸、低葡萄糖条件下相对不敏感。这种代谢不对称性进一步强化了局部免疫抑制，构成了ICB疗效的关键障碍，仅靠检查点阻断无法克服。
2.3 组蛋白乳酰化与T细胞耗竭的表观遗传巩固
TME中乳酸的积累所产生的免疫抑制效应远超其代谢后果。乳酸作为一种新型组蛋白翻译后修饰——赖氨酸乳酰化——的直接底物，在表观遗传层面稳定编码免疫抑制代谢状态，建立了所谓的耗竭"代谢-表观遗传记忆"。乳酸可通过MCTs进入细胞核，在p300和乙酰转移酶ACSS2-KAT2A复合物的催化活性下，将乳酰基供体转移至组蛋白赖氨酸残基，从而重塑浸润免疫细胞的染色质景观。
单细胞测序数据显示，与外周血对应细胞相比，CD8+ TILs中组蛋白H3第18位赖氨酸乳酰化（H3K18la）水平显著升高。该修饰富集于PDCD1、HAVCR2、TOX和NFATC2等经典耗竭相关基因的启动子和增强子区域，与其转录相关。重要的是，H3K18la和H3K9la应被理解为CD8+ T细胞功能的环境依赖性转录调节因子，而非统一的耗竭沉默标记。现有证据不支持乳酰化直接招募BAF（SWI/SNF）染色质重塑复合物进入耗竭CD8+ T细胞的假设。相反，染色质重塑因子限制T细胞持久性并塑造耗竭程序的机制已被确立。这表明乳酸驱动的组蛋白乳酰化可能导致代谢应激TILs对表面ICB产生相对抵抗。然而，乳酰化的作用是环境依赖性的：取决于抗原暴露程度、局部乳酸浓度、染色质背景和T细胞分化状态，组蛋白乳酰化可与效应、干样或耗竭程序相关联，而非单向的"锁定"机制。生理浓度的乳酸已被报道通过组蛋白乳酰化维持CD8+ T细胞干性，这与纯粹的抑制性耗竭沉默模型不一致。因此，乳酰化应被视为一种代谢物驱动的双向转录调节因子，其在HPV相关TME中对TIL命运的总体效应仍有待直接界定。
2.4 色氨酸分解代谢与IDO1介导的免疫抑制
色氨酸代谢紊乱是HPV相关肿瘤逃避免疫监视的另一核心机制。限速酶吲哚胺2,3-双加氧酶1（IDO1）沿犬尿氨酸途径分解代谢必需氨基酸L-色氨酸，在宫颈癌组织及HPV相关TME多种细胞类型中异常过表达。包括IFN-γ在内的炎症信号——悖论性地由活化的T细胞自身释放——触发肿瘤上皮细胞和抗原呈递细胞中IDO1的负反馈诱导，将免疫激活信号转化为局部免疫抑制回路。
IDO1对色氨酸的快速消耗激活了T细胞内的营养感应激酶GCN2，触发综合应激反应并广泛抑制全局蛋白质翻译，从而诱导T细胞增殖停滞。同时，积累的色氨酸分解代谢物犬尿氨酸特异性激活芳香烃受体（AHR）转录因子，产生第二波免疫抑制：AHR信号直接上调CD8+ T细胞表面PD-1表达以加速其耗竭，并同时驱动CD4+ T细胞向免疫抑制性FoxP3+调节性T细胞分化。因此，IDO1-犬尿氨酸-AHR轴构建了一个与前述葡萄糖竞争和乳酸酸化机制协同作用的代谢免疫抑制屏障，形成了全面瘫痪抗肿瘤免疫反应并维持HPV持续感染的多层检查点。
2.5 缺氧与氧化应激
随着HPV驱动的上皮过度增殖在从宫颈癌前病变进展为浸润癌的过程中超过血管生成速度，局部缺氧微环境逐渐形成，既连接代谢重编程与免疫逃逸，又作为局部免疫抑制的关键放大器。缺氧通过抑制泛素-蛋白酶体降解稳定HIF-1α蛋白；核HIF-1α随后直接结合CD274基因启动子中的缺氧反应元件，上调HPV感染细胞表面PD-L1表达，从而增强对效应T细胞的抑制性信号传导。同时，缺氧诱导的线粒体呼吸链功能障碍导致TME内过量活性氧（ROS）积累。这种氧化应激破坏T细胞线粒体膜电位，限制ATP合成并损害代谢底物利用。持续性氧化损伤还触发DNA损伤应答通路，迫使TCRζ链代偿性下调，逐步侵蚀抗原识别能力并驱动T细胞走向终末耗竭。
综上所述，HPV编码的癌蛋白通过四个相互交织的轴协调构建了代谢敌对的TME：葡萄糖竞争使TILs缺乏效应功能所需的糖酵解底物；乳酸驱动的酸化和表观遗传巩固将TILs锁定于终末耗竭；IDO1介导的色氨酸耗竭诱导T细胞增殖停滞并促进免疫抑制性Treg扩增；缺氧放大的ROS积累加剧线粒体功能障碍并加速TCR信号侵蚀。这些机制的相互交叉解释了为何单通路干预（包括PD-1/PD-L1阻断）仅能获得部分且短暂的应答，并强调了多靶点代谢检查点策略的合理性。
2.6 宫颈阴道和肠道菌群及其代谢产物
除上述肿瘤细胞内在轴外，越来越多的证据表明局部菌群及其代谢产物有助于塑造HPV相关宫颈疾病的代谢和免疫景观。健康的宫颈阴道微环境通常以乳杆菌属（Lactobacillus）物种为主导；该主导地位的丧失以及向多样厌氧菌群落（如加德纳菌属、斯尼思菌属、阿托波菌属及相关分类群）的转变与持续HR-HPV感染、宫颈上皮内瘤变及浸润癌的加速进展、更具免疫抑制性的微环境以及新兴队列研究中较差的治疗反应和预后相关。机制上，菌群衍生代谢产物可能强化本综述讨论的多个代谢检查点：有机酸和胺分解代谢物可调节局部pH和氧化还原状态；细菌和宿主共代谢色氨酸产生吲哚衍生物及其他芳香烃受体（AHR）配体，与IDO1-犬尿氨酸-AHR轴相交；短链脂肪酸（尤其是丁酸盐）作为组蛋白去乙酰化酶抑制剂和免疫代谢信号影响调节性T细胞和CD8+ T细胞编程。菌群相关脂多糖和其他模式相关分子还可持续维持慢性炎症和IDO1诱导。然而，这些关联大多为相关性或来源于非宫颈黏膜及肠道模型，将特定宫颈阴道分类群或代谢产物与HPV阳性宫颈癌中CD8+ TIL代谢直接因果联系的机制数据仍然有限；菌群仍代表一个生物学上合理、潜在可调控的上游节点，值得纳入未来的免疫代谢研究。
3 T细胞耗竭的内在代谢机制
上述TME代谢扰动不仅是对TILs的外部约束，还迫使T细胞在慢性抗原刺激下尝试生存时发生适应不良的固有代谢重连。本节阐述三个相互关联的细胞内机制，它们共同驱动不可逆的终末耗竭：通过PD-1/mTORC1解偶联抑制糖酵解通量、线粒体碎片化与生物发生受损，以及脂质过氧化驱动的铁死亡。这些内在功能障碍并非独立事件，而是形成渐进性代谢崩溃——每一层级放大下一层级——最终使TILs对ICB产生抵抗。
3.1 糖酵解通量抑制
穿孔素、颗粒酶、IFN-γ等细胞毒性效应分子的合以及效应T细胞的持续杀伤能力关键依赖于mTORC1驱动的有氧糖酵解。然而在HPV相关宫颈病变和慢性感染组织中，浸润CD8+ TILs表现出特征性的糖酵解缺陷，归因于上游信号阻断和关键代谢酶的转录下调。PD-1介导的代谢改变引起的生物能量不足已被确定为CD8+ T细胞耗竭的早期驱动因素，先于完全耗竭转录表型的获得。
机制上，PD-1结合募集磷酸酶SHP-2，使其去磷酸化PI3K/Akt信号轴中的关键丝氨酸和苏氨酸残基，阻断mTORC1激活及其下游效应程序。持续性mTORC1缺陷阻止其直接底物S6K1和4E-BP1的磷酸化，抑制HIF-1α蛋白的翻译合成。在这一早期PD-1驱动阶段，HIF-1α丰度降低可下调GLUT1和HK2转录，导致葡萄糖摄取和糖酵解通量下降，剥夺效应T细胞所需的有氧糖酵解。然而，"低HIF-1α等于耗竭"的简单模型过于简化：HIF-1α与耗竭的关系似乎具有阶段依赖性。虽然早期PD-1参与抑制mTORC1依赖的HIF-1α翻译和效应糖酵解，但后期终末耗竭的特征是截然不同的适应不良重构：线粒体功能障碍可悖论性地稳定HIF-1α并驱动HIF-1α介导的糖酵解重编程，促进前体向终末耗竭转变。因此，耗竭TILs的代谢轨迹最好被视为一个动态序列——早期营养和信号限制、代偿性线粒体应激、终末耗竭中的适应不良HIF-1α/糖酵解重连，以及易感群体的最终脂质过氧化或铁死亡——而非糖酵解能力的单调下降。
内在的转录负反馈机制进一步加剧了这种糖酵解缺陷。转录抑制因子BACH2特异性结合效应基因增强子区域并竞争性拮抗AP-1家族转录因子；在慢性抗原刺激条件下，持续的BACH2活性不断阻断TCR下游的糖酵解编程，阻止T细胞进入高糖酵解效应状态，反而维持线粒体依赖、低效应的代谢表型，逐步驱动终末耗竭。
3.2 线粒体动力学失调与生物发生受损
在糖酵解-mTORC1轴解偶联后，T细胞理论上应上调氧化磷酸化（OXPHOS）以维持ATP稳态。然而，HPV TME对线粒体完整性施加了三重打击：慢性缺氧通过促进融合机制蛋白的蛋白酶体降解抑制线粒体融合；持续抗原刺激磷酸化并激活裂变GTP酶Drp1；氧化应激损伤内膜结构。这些汇聚的力量导致线粒体动力学严重失衡，废除了本可维持T细胞存活的生物能量代偿。
耗竭CD8+ TILs呈现特征性的点状、碎片化线粒体形态。机制上，慢性低水平TCR刺激使Drp1在丝氨酸616位点磷酸化，促进其招募至线粒体外膜并驱动过度裂变。同时，肿瘤微环境内的持续缺氧促进融合蛋白OPA1和MFN1/2的蛋白酶体降解，导致其表达下调。裂变与融合的失衡导致线粒体碎片化、嵴结构破坏以及电子传递链（ETC）超复合物组装受损——这种结构性损伤降低了ATP合成速率，促进呼吸链电子泄漏并产生过量ROS。
线粒体生物发生受损是T细胞耗竭的第二个同等关键的驱动因素，受转录共激活因子PGC-1α调控。在HPV诱导的慢性炎症微环境中，PGC-1α表达受到严格负调控。持续性抗原刺激联合缺氧诱导转录抑制因子Blimp-1过表达，Blimp-1直接结合Ppargc1a启动子，招募表观遗传修饰酶并沉默PGC-1α转录。PGC-1α缺失引发双重病理后果：线粒体转录因子TFAM表达降低减少线粒体DNA复制和总体线粒体质量，同时PGC-1α依赖的抗氧化酶程序受抑进一步削弱细胞ROS防御能力。抗氧化不足使得受损线粒体产生的ROS不受控制地积累，激活持续性DNA损伤应答通路，使T细胞退出细胞周期并驱动不可逆的代谢衰老。
3.3 脂质过氧化积累与铁死亡
免疫代谢的最新进展将脂质代谢重编程确定为HPV TME中T细胞耗竭的关键且基本不可逆的驱动因素。HPV相关肿瘤组织以加速的肿瘤脂质生成和细胞外脂质积累形成的富脂微环境为特征。理论上，这些丰富的细胞外脂质可通过线粒体脂肪酸β-氧化作为TILs的替代碳源，补偿葡萄糖竞争造成的糖酵解缺陷。实际上，这种代谢救援失败了：上述线粒体碎片化和生物能量崩溃废除了耗竭TILs的β-氧化能力，使输入的脂肪酸不是燃料来源而成为毒性负担。这种生物能量陷阱——替代底物因处理它们的机制结构破坏而无法被利用——为最终导致铁死亡的脂毒性级联反应埋下伏笔。
在慢性HPV抗原刺激下，CD8+ T细胞代偿性上调清道夫受体CD36，试图将细胞外脂质作为替代燃料输入。然而，CD36过表达驱动了氧化低密度脂蛋白和长链多不饱和脂肪酸（PUFAs）从肿瘤条件性脂质环境中的过度摄取。一旦内化，氧化脂质激活p38 MAPK应激信号并触发未折叠蛋白反应，加剧了业已建立的线粒体损伤。关键的是，由于β-氧化在结构碎片的线粒体中被废除，输入的PUFAs不能被导入产ATP的氧化代谢；相反，长链酰基辅酶A合成酶家族成员4（ACSL4）将游离PUFAs酯化为膜磷脂，创造了扩大的易过氧化磷脂库，使细胞易于发生铁死亡。这种脂质加载过程同时破坏TCR免疫突触组装并病理性提高抗原识别阈值，即使在细胞死亡发生之前就直接损害了抗病毒效应细胞毒性。值得注意的是，线粒体功能障碍与脂质过氧化之间的关系是双向且自我放大的：受损线粒体产生的ROS启动脂质自由基链式反应，而积累的磷脂氢过氧化物反过来进一步损伤线粒体内膜——这一升级循环加速了从功能性耗竭向不可逆铁死亡转变的过程。
该级联的终末事件是铁死亡——一种由不受限的磷脂氢过氧化物积累驱动的、铁依赖的调节性细胞死亡方式。两个汇聚的机制破坏了耗竭TILs中的主要铁死亡防御。首先，HPV转化肿瘤细胞竞争性消耗细胞外胱氨酸，这是细胞内谷胱甘肽（GSH）合成的必需前体；GSH耗竭使谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）失活，该酶负责将磷脂氢过氧化物还原为非毒性羟基物种。其次，ACSL4扩张的膜PUFA库使残余GPX4催化能力被过氧化底物饱和，即使部分抗氧化防御也被压倒。CD36介导的脂质过氧化驱动瘤内CD8+ T细胞体内铁死亡，损害其抗肿瘤功能，而GPX4恢复可挽救TIL存活率和效应能力。催化铁死亡起始芬顿反应所需的游离铁池在HPV TME中进一步扩大：HPV相关癌蛋白被推测可失调宿主铁代谢基因——包括上调转铁蛋白受体并抑制铁转运蛋白——扩大细胞内游离铁并协同致敏TILs对铁死亡刺激的反应，尽管在T细胞中直接的机制证据仍有待确立。
综上，HPV TME中的浸润T细胞经历了跨越三个相互关联层面的渐进性代谢崩溃：PD-1/mTORC1介导的糖酵解抑制消除了支撑效应功能的有氧糖酵解；线粒体碎片化和PGC-1α沉默废除了生物能量储备和抗氧化能力；CD36驱动的脂质过氧化最终导致GPX4依赖的铁死亡。这些内在功能障碍的序贯性和相互强化特性解释了为何HPV TME中的T细胞耗竭不仅仅是效应活性的定量减少，而是一种在质量和表观遗传及代谢上被巩固的状态，对单纯ICB具有抵抗性。
3.4 耗竭、衰老和终末分化T细胞的代谢区别
"功能失调"的TILs并非单一同质群体；耗竭、衰老和终末效应分化是具有重叠但可分离代谢特征的独特状态。经典TEX在慢性抗原和代谢应激下产生，以持续抑制受体表达（PD-1、TIM-3、LAG-3）、TOX驱动的表观遗传编程以及上述渐进性生物能量崩溃为特征——受损糖酵解、碎片化和去极化的线粒体伴低备用呼吸能力、PGC-1α沉默以及铁死亡易感性。相比之下，衰老T细胞通常由复制或应激诱导信号而非持续TCR参与驱动；其特征性失去CD27/CD28，重新表达CD57和KLRG1，显示端粒损耗和稳定的细胞周期停滞（p16/p21），并具有衰老相关分泌表型。代谢上，衰老T细胞通常保留甚至增加糖酵解和线粒体质量，同时积累功能异常的线粒体和ROS，以AMPK/p38-MAPK和自噬改变为主要节点——与表征耗竭的生物能量不足形成对比。终末分化效应和效应记忆细胞（包括TEMRA）代表第三种状态：短寿命、高细胞毒性、糖酵解偏倚的细胞，无需显示抑制受体/TOX程序。这些区分在临床上至关重要：重建线粒体健康度的干预措施（如PGC-1α或SIRT1激活剂）最合理地针对耗竭细胞，而衰老更可能需要清除衰老或靶向分泌表型的策略；同一种代谢药物可能对某一群体有益而对另一群体中性甚至有害。这一框架主要来源于慢性感染和非宫颈肿瘤模型，HPV特异性宫颈TILs中耗竭与衰老的相对贡献尚未系统解析，有待单细胞代谢谱分析的验证。
4 基于天然产物的代谢检查点干预策略
葡萄糖剥夺、乳酸驱动酸化、IDO1介导的色氨酸耗竭和脂质过氧化共同构成了HPV TME中使TILs功能失调的多层代谢屏障。天然产物提供了拆解这些屏障的药理学独特途径：生物活性植物化学物质以环境依赖的方式调节特定代谢酶或信号节点——靶向肿瘤代谢区室以减轻营养竞争，或直接修复TIL线粒体健康度和抗氧化防御。以下章节按主要代谢靶轴评估代表性药物的机制证据，并明确每种化合物发挥其已记录主要效应的区室（肿瘤或免疫）。
4.1 靶向瓦博格效应驱动的葡萄糖竞争
人参皂苷是从人参中提取的一类三萜皂苷，具有广泛的抗肿瘤和免疫调节作用。两种结构不同的成员通过互补机制靶向糖酵解途径。人参皂苷Rg3特异性阻断STAT3在Tyr705位点的磷酸化，转录下调HK2 mRNA和蛋白表达，降低肿瘤细胞葡萄糖亲和力并间接为TIL利用保留细胞外葡萄糖。人参皂苷F2激活c-Myc下游的miR-193a-5p表达，抑制β-catenin/c-Myc/HK2信号轴，下调HPV阳性宫颈癌细胞中HK2、PKM2和LDHA蛋白水平——直接减少葡萄糖摄取和乳酸生成。这两种机制的一个关键优势是依赖肿瘤特异性信号节点（STAT3、c-Myc），这些节点在成熟T细胞中活性较低，理论上保留了T细胞在抗原驱动激活后上调GLUT1的能力。目前尚缺乏免疫 competent共培养或体内模型中的直接T细胞代谢验证。
紫草素是一种从紫草中提取的萘醌类化合物，作为丙酮酸激酶M2（PKM2）的别构抑制剂发挥作用——PKM2是肿瘤细胞优先表达的糖酵解同工型，用于积累上游生物合成中间体。紫草素抑制PKM2介导的有氧糖酵解，阻断终端糖酵解步骤，耗尽肿瘤ATP供应，减少乳酸生成和外排，从而减轻微环境酸化。然而，该策略存在显著的免疫代谢警示。T细胞在早期抗原激活时需要切换至有氧糖酵解以支持克隆扩增和效应分化的快速生物合成需求。非选择性PKM2抑制可能损害T细胞激活所必需的糖酵解重编程。这一考虑支持时间限制性：紫草素类糖酵解阻断最有可能使已处于耗竭而非急性激活状态的TILs获益，并且最好在初始ICB驱动T细胞再激活后序贯使用。需要免疫 competent模型中的精确药代动力学调度来解决这一治疗窗口问题。
姜黄素是从姜黄根茎提取的多酚类化合物，可对抗HPV癌蛋白在宫颈癌细胞中主动强化的HIF-1α驱动瓦博格表型。机制上，HPV16 E6癌蛋白直接结合HIF-1α并物理性破坏其与VHL E3泛素连接酶的相互作用，减弱VHL介导的HIF-1α多聚泛素化和蛋白酶体降解，从而稳定HIF-1α并扩增下游糖酵解基因转录。姜黄素通过上调VHL蛋白表达、重新激活HIF-1α泛素-蛋白酶体降解来对抗这种致癌病毒颠覆，进而抑制HIF-1α靶糖酵解基因的转录。在宫颈癌细胞中，姜黄素通过抑制mTOR/HIF-1α轴下调PKM2，通过抑制瓦博格效应降低肿瘤细胞活力。在HIF-1α降解下游，姜黄素间接下调GLUT1、HK2、LDHA和PDK1，减少葡萄糖摄取和乳酸释放。定量蛋白质组学进一步揭示其直接结合多种糖酵解酶并同时下调MCT1和MCT4，阻断乳酸外排。随之而来的微环境酸化减轻降低了H3K18la和HIF-1α依赖的PD-L1表达，共同提供间接免疫获益。这些多靶点免疫调节作用使姜黄素成为肿瘤区室靶向类别中较强的候选者之一，尽管T细胞代谢恢复的同步测量仍有待证实。
槲皮素是水果和蔬菜中富含的黄酮类化合物。它靶向终端乳酸外排步骤以改善TME酸化并间接恢复CD8+ T细胞效应功能。槲皮素通过抑制Akt-mTOR通路和诱导自噬抑制糖酵解，下调PKM2、GLUT1和LDHA表达，减少葡萄糖摄取和乳酸生成；该Akt-mTOR/糖酵解机制主要在乳腺癌细胞中表征，其对宫颈癌的适用性目前仍为推断。槲皮素还抑制MCT1和MCT4表达，阻断肿瘤细胞乳酸外排，协同减轻微环境酸化和下游组蛋白H3K18乳酰化介导的TIL效应基因表观遗传沉默。
然而，这种乳酸清除策略存在一个治疗上重要的悖论。非选择性MCT1阻断损害T细胞自身排出糖酵解衍生乳酸的能力，导致胞内酸化抑制磷酸果糖激酶并抑制T细胞糖酵解通量。更复杂的是，乳酸并非统一的免疫抑制分子：乳酸可作为肿瘤中TCA循环氧化代谢的碳源；Tregs利用Foxp3依赖的代谢重编程优先利用乳酸；生理浓度乳酸通过组蛋白乳酰化维持CD8+ T细胞干性。不加区分的乳酸消除可能损害有益的抗肿瘤T细胞亚群。这些考虑表明治疗目标应通过转录调节MCT表达将乳酸降至免疫刺激范围内——正如姜黄素通过HIF-1α/mTOR下调实现的那样——而非急性通道阻断。
4.2 恢复耗竭TILs的线粒体生物能量
线粒体功能障碍——碎片化、生物发生受损和ROS积累——是终末T细胞耗竭的生物能量基础。此类药物主要作用于T细胞免疫区室以恢复氧化磷酸化能力，而非靶向肿瘤糖酵解。因此它们的免疫获益比肿瘤糖酵解靶向药物更直接，尽管很少有药物在HPV特异性体内免疫模型中得到测试。值得注意的是，生理性线粒体ROS是T细胞激活必需的二级信使；因此这类天然产物应被定位为氧化还原稳态调节剂而非通用抗氧化剂。
小檗碱是从黄连和黄柏中提取的异喹啉生物碱，是本综述中评价最强的双区室候选药物，有初步证据表明其同时作用于肿瘤代谢区室和T细胞免疫区室。HPV阳性宫颈癌细胞相对于HPV阴性细胞对小檗碱敏感性更高，这归因于HPV E6/E7转化细胞（其pRB介导的细胞周期控制被破坏）对AMPK介导的代谢应激反应的依赖性。小檗碱诱导线粒体膜电位去极化，激活AMPK Thr172磷酸化并触发两个平行的代谢程序：首先，mTORC1抑制降低HIF-1α蛋白合成并下调GLUT1、HK2和LDHA转录，减少肿瘤细胞葡萄糖摄取和乳酸生成；其次，AMPK介导的PGC-1α磷酸化促进TFAM和NRF1表达，恢复耗竭CD8+ T细胞中融合管状线粒体形态和氧化磷酸化功能。这种双区室活性由跨情境证据拼凑而成而非来自直接的HPV阳性宫颈癌TIL研究：AMPK-PGC-1α线粒体生物发生数据主要来自成骨细胞和其他非免疫或非宫颈模型，而肿瘤糖酵解抑制数据来自结肠和其他癌细胞系。在同一HPV特异性免疫 competent系统中同时验证两种效应尚未完成，因此此处小檗碱的"双区室"认定最好读作机制上合理的假设。这种双重活性在机制上是连贯的，因为激活肿瘤HIF-1α的同一AMPK激活同时也在T细胞中激活PGC-1α轴。一个重要警示是：耗竭TILs表现出慢性GLUT1下调，在没有额外信号促进GLUT1膜转位的情况下，即使小檗碱的肿瘤糖酵解抑制恢复了微环境可用性，T细胞仍可能无法重新捕获葡萄糖。这一缺口强化了将小檗碱与ICB联合使用的合理性，后者可恢复驱动GLUT1表面表达的TCR近端信号。
白藜芦醇是一种芪类多酚，主要通过SIRT1/PGC-1α轴作用于T细胞免疫区室。与糖酵解靶向化合物不同，白藜芦醇不直接抑制肿瘤葡萄糖代谢。相反，它激活SIRT1介导的PGC-1α去乙酰化，促进线粒体DNA复制和呼吸链复合物组装，恢复CD8+ T细胞的氧化磷酸化能力。这一机制与HPV慢性感染尤为相关，其中持续抗原刺激驱动线粒体碎片化和PGC-1α转录沉默。通过重建融合管状线粒体网络，白藜芦醇提升备用呼吸能力并延迟向终末耗竭的转变。一个关键的治疗窗口限制适用：急性激活期间的效应T细胞依赖高流量糖酵解以支持快速增殖和效应分子合成。在此阶段过度激活SIRT1可能抑制mTORC1信号并损害颗粒酶B合成。因此白藜芦醇更适合定位为初始ICB驱动再激活后的维持剂，以促进耗竭向记忆T细胞转化，而非放大急性细胞毒功能。
亚硒酸钠是一种无机硒化合物，在HPV相关宫颈癌细胞中诱导选择性线粒体自噬。在HeLa和SiHa细胞中，它破坏肿瘤细胞能量平衡，抑制葡萄糖摄取，激活AMPK磷酸化，抑制mTOR活性，并促进FOXO3a核转位。FOXO3a作为关键的自噬转录因子，上调线粒体自噬相关基因表达，选择性清除ROS损伤的线粒体并诱导肿瘤细胞凋亡。亚硒酸钠的主要已记录作用是肿瘤定向的；其硒细胞毒性限制了临床给药剂量。合理的联合策略将低剂量亚硒酸钠（肿瘤细胞线粒体自噬诱导）与小檗碱（T细胞线粒体生物发生）配对，以在各自区室实现互补的线粒体质量控制。
无花果提取物通过内在线粒体途径选择性诱导HPV阳性宫颈癌细胞凋亡。在HPV18阳性HeLa和HPV16阳性SiHa细胞中，无花果乳胶提取物触发线粒体膜电位崩溃、细胞色素c释放和半胱天冬酶级联激活，对正常细胞毒性相对较低。此外，无花果提取物减少肿瘤细胞ROS生成并上调MHC I类分子表达，增强T细胞免疫识别。无花果提取物的主要获益是肿瘤区室定向的。其活性成分佛手柑内酯和补骨脂素具有已知的光敏特性，可能与靶向肿瘤线粒体的光动力疗法产生协同，但这仍是推测性的，需要实验验证。无花果提取物目前缺乏T细胞代谢修复的直接证据，应被视为肿瘤靶向剂。
4.3 靶向色氨酸分解代谢和脂质过氧化
IDO1-犬尿氨酸-AHR轴和CD36驱动的脂质过氧化-铁死亡轴代表了独立于葡萄糖竞争和乳酸酸化的独特生化免疫抑制屏障。靶向这些通路的天然产物更直接地作用于T细胞免疫区室——要么恢复色氨酸可用性以解除T细胞增殖停滞，要么保护TIL膜完整性免受脂质过氧化驱动的铁死亡。
表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）是绿茶中的主要生物活性儿茶素
