《Biomarker Research》：FECH, a novel metabolic target influencing CAR T-cell phenotype and function
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近期I/II期临床试验表明，靶向双唾液酸神经节苷脂GD2的嵌合抗原受体（CAR）T细胞为复发或难治性高危神经母细胞瘤（NB）患儿提供了一种有前景的治疗选择。然而，不完全且异质性的临床应答凸显了提高CAR T细胞疗效和持久性的必要性。研究人员先前已证明，将双重胰
近期I/II期临床试验表明，靶向双唾液酸神经节苷脂GD2的嵌合抗原受体（CAR）T细胞为复发或难治性高危神经母细胞瘤（NB）患儿提供了一种有前景的治疗选择。然而，不完全且异质性的临床应答凸显了提高CAR T细胞疗效和持久性的必要性。研究人员先前已证明，将双重胰岛素样生长因子1受体/胰岛素受体（IGF1R/IR）抑制剂林西替尼（LIN）与第三代GD2.CAR T细胞联合用于弥漫性内生性脑桥胶质瘤具有治疗获益，其中LIN可诱导肿瘤细胞死亡并调节CAR T细胞表型。在此，研究人员将这些发现扩展至NB，并探讨了LIN介导的CAR T细胞调节机制。LIN与CAR T细胞联合使用，在LIN敏感的NB细胞系中显著增强了抗肿瘤活性。在机制层面，研究人员研究了亚铁螯合酶（FECH），这是一种参与血红素生物合成的线粒体酶，也是已知的LIN脱靶靶点。LIN处理或使用N-甲基原卟啉IX选择性抑制FECH，可降低细胞内血红素水平，减弱激活和耗竭标志物表达，并促进与体内CAR T细胞持久性和功能性改善相关的中枢记忆特征。两种处理均通过降低慢性抗原激活的CAR T细胞中的糖酵解和线粒体呼吸来减少ATP产生。总体而言，这些数据揭示了LIN的双重作用机制，即直接将肿瘤细胞毒性与CAR T细胞中与血红素生物合成相关的代谢重编程相结合。这些发现确定血红素代谢是CAR T细胞表型和功能的调节因子，并支持进一步研究FECH以增强NB及其他癌症的治疗效果。
**论文解读：FECH作为代谢靶点调控CAR T细胞表型与功能的研究**
**一、研究背景与问题**
神经母细胞瘤（NB）是儿童期最常见的颅外实体肿瘤，也是导致儿童癌症相关死亡的主要原因之一。该疾病主要影响婴幼儿，表现出显著的临床异质性，从自发消退到侵袭性、难治性转移性疾病不等，凸显了创新且持久治疗策略的迫切需求。靶向双唾液酸神经节苷脂GD2的嵌合抗原受体（CAR）T细胞在NB的早期临床试验中已显示出令人鼓舞的抗肿瘤活性，然而持久应答仍不常见。疗效受限归因于T细胞持久性不足、免疫抑制性肿瘤微环境、抗原异质性以及CAR T细胞耗竭等问题，这强调了制定合理策略以增强CAR T细胞功能性和持久性的必要性。
研究人员此前已鉴定出双重胰岛素样生长因子1受体/胰岛素受体（IGF1R/IR）抑制剂林西替尼（LIN）可作为弥漫性中线脑桥胶质瘤中CAR T细胞功能的小分子增强剂。基于这一发现，研究人员进一步探究LIN是否能够类似地改善GD2.CAR T细胞在NB中的疗效，并深入探讨其潜在机制。
**二、研究内容与主要技术方法**
本研究主要采用以下关键技术方法：利用细胞毒性杀伤实验评估LIN对CAR T细胞抗肿瘤活性的影响；运用流式细胞术进行免疫表型分析，检测T细胞激活、耗竭及记忆分化标志物；采用细胞热位移分析（CETSA）验证LIN与FECH的直接结合；通过生化定量检测细胞内血红素和原卟啉IX（PpIX）水平；使用 Seahorse代谢流式分析技术测定线粒体呼吸和糖酵解功能；结合药理学抑制实验（使用N-甲基原卟啉IX，NMPP）验证FECH作为功能相关靶点。样本来源于多个健康供体的T细胞以及NB细胞系（SH-SY5Y、ACN等）。
**三、研究结果**
**LIN增强CAR T细胞对LIN敏感NB细胞的抗肿瘤活性**
研究结果显示，LIN显著增强了CAR T细胞对LIN敏感NB细胞系的杀伤作用，且该增强效应与GD2表达水平无关。相比之下，LIN耐药的NB细胞系ACN未表现出对CAR T细胞杀伤敏感性增加，表明肿瘤内在敏感性对观察到的协同效应具有重要贡献。
**LIN对CAR T细胞的非肿瘤依赖性效应**
重要的是，LIN还发挥了不依赖肿瘤的CAR T细胞调节作用。表型分析显示，在GD2抗原或NB细胞激活的CAR+ T细胞中，LIN选择性减弱了激活和耗竭标志物的表达，并富集了中枢记忆表型。由于CAR T细胞无论激活状态如何均不表达IGF1R和IR，这些发现提示LIN介导的T细胞调节存在脱靶机制。
**FECH作为LIN功能相关靶点的验证**
在机制研究中，研究人员聚焦于亚铁螯合酶（FECH），这是一种催化血红素生物合成最后一步的线粒体酶，也是LIN已知的脱靶靶点。通过细胞热位移分析，在CAR T细胞非细胞毒性浓度下证实了LIN与NB细胞及CAR T细胞中FECH的结合。LIN处理降低了细胞内血红素水平，并诱导原卟啉IX（PpIX）积累。使用NMPP进行药理学FECH抑制可重现LIN的血红素耗竭效应，验证了FECH作为LIN功能相关靶点的作用。
**LIN对CAR T细胞活性及细胞因子分泌的影响**
尽管LIN按预期降低了NB细胞增殖，但LIN和NMPP均未损害CAR T细胞的活力、扩增或细胞毒性能力。LIN预处理或共培养期间同时暴露均能增强GD2.CAR T细胞介导的肿瘤杀伤，而NMPP未增强抗肿瘤活性。干扰素-γ（IFN-γ）产生呈减弱趋势，而颗粒酶B和转化生长因子-β（TGF-β）分泌显著降低，这与近期研究中CAR T细胞较低的炎症反应与更好的应答和更少毒性相关的发现一致。
**FECH抑制重塑CAR T细胞表型与代谢**
全面的表型分析显示，LIN和NMPP相似地调节了CAR T细胞分化程序。两种处理均降低了CD4?和CD8? CAR T细胞亚群中激活和耗竭标志物（包括CD69、CD38、CD95、PD-1、LAG-3和TIM-3）的表达和/或频率，同时持续富集中枢记忆群体并减少肿瘤激活CAR T细胞中的效应记忆亚群。代谢流分析进一步揭示，LIN和NMPP对FECH的抑制重塑了CAR T细胞的生物能量学，降低了ATP产生、氧消耗率和细胞外酸化率，反映了抗原激活CAR T细胞中线粒体呼吸的轻微减弱和糖酵解的降低。这种代谢重塑与增强的记忆分化和改善的体内CAR T细胞持久性相关。
**四、讨论与结论**
研究人员确认了LIN与CAR T细胞联合治疗的获益，并证明血红素代谢有助于CAR T细胞功能状态的调控。在NB中，LIN通过直接靶向肿瘤和调节CAR T细胞的代谢及表型程序双重机制增强GD2.CAR T细胞活性。LIN和NMPP促进记忆CAR T细胞的富集，同时减少耗竭和炎症表型，支持FECH相关血红素生物合成通路的参与。然而，化合物潜在的其他脱靶效应排除了仅归因于FECH抑制的确定性结论。需要进一步的研究，包括遗传学方法，以阐明FECH的作用及其潜在机制。总体而言，这些发现确定血红素代谢是影响NB中CAR T细胞适应性和功能的候选通路，值得在过继细胞治疗中进一步研究。
