前言

在過(guò)去的十年中，腫瘤免疫治療已經(jīng)在各種癌癥治療方面取得了重大進(jìn)展。然而，最近的研究發(fā)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境的復(fù)雜異質(zhì)性，導(dǎo)致了不可忽視的治療耐藥性。惡性腫瘤的一個(gè)中心現(xiàn)象是代謝功能障礙，它在腫瘤和基質(zhì)細(xì)胞中重新編程代謝穩(wěn)態(tài)，從而影響特定蛋白質(zhì)的代謝修飾。

這些翻譯后修飾包括糖基化和棕櫚�；�，它們通常會(huì)改變蛋白質(zhì)的定位、穩(wěn)定性和功能。其中許多蛋白參與急性或慢性炎癥，并在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。因此，針對(duì)免疫檢查點(diǎn)和炎癥的這些代謝修飾為某些癌癥提供了一種有吸引力的治療策略。

腫瘤微環(huán)境中的代謝修飾

腫瘤微環(huán)境（TME）是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，由許多細(xì)胞組成，這些細(xì)胞與癌細(xì)胞共同進(jìn)化，影響癌癥和非細(xì)胞成分的發(fā)展和進(jìn)展。TME內(nèi)存在各種復(fù)雜的細(xì)胞間通訊，因此許多細(xì)胞重新編程其代謝途徑以適應(yīng)酸性缺氧環(huán)境，為癌細(xì)胞提供能量支持，幫助癌細(xì)胞逃避免疫監(jiān)視以及擴(kuò)散和入侵。

在過(guò)去的20年中，越來(lái)越多的證據(jù)表明代謝與腫瘤和腫瘤微環(huán)境的發(fā)展密切相關(guān)。例如，已經(jīng)證實(shí)癌細(xì)胞利用過(guò)度激活的PI3K-AKT途徑通過(guò)上調(diào)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1來(lái)驅(qū)動(dòng)葡萄糖攝��；這有利于糖酵解途徑并刺激大量丙酮酸和乳酸的產(chǎn)生，導(dǎo)致乙酰輔酶a的形成，可用于ATP合成或從頭脂肪生成。另一方面，癌細(xì)胞和免疫細(xì)胞對(duì)谷氨酰胺和葡萄糖的攝取增加，不僅有助于增加糖酵解，還增加了進(jìn)入代謝分支HBP途徑的流量，HBP的最終產(chǎn)物是尿苷二磷酸（UDP）-GlcNAc，這是一種用于O-糖基化和N-糖基化的關(guān)鍵代謝物。事實(shí)上，有直接證據(jù)表明（UDP）-GlcNAc在乳腺癌中增加了12倍。

此外，腫瘤細(xì)胞需要形成大量的新膜，因此它們?cè)黾恿藘?nèi)皮脂質(zhì)的從頭合成，這被稱為脂肪酸代謝的重編程。研究表明FASN（催化棕櫚酸合成）在許多人類(lèi)癌癥中升高。此外，腫瘤細(xì)胞還增加了負(fù)責(zé)攝取外源性FA的跨膜蛋白的表達(dá)，包括CD36（也稱為FAT）、脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族（FATP）或可溶性載體蛋白家族27（SLC27）。棕櫚酸是細(xì)胞中最豐富的脂肪酸（占總脂肪酸的20%~30%），異常濃度的增加將觸發(fā)更高水平的蛋白質(zhì)脂質(zhì)化，如棕櫚�；�。

PD-L1的糖基化

PD-L1是一種I型跨膜蛋白，通常在腫瘤細(xì)胞和宿主免疫細(xì)胞上表達(dá)。PD-L1通過(guò)其胞外結(jié)構(gòu)域與其受體PD1相互作用，抑制T細(xì)胞的攻擊。質(zhì)譜和序列分析表明，PD-L1主要在胞外區(qū)的四個(gè)糖基化位點(diǎn)（N35、N192、N200、N219）被N-聚糖修飾，這些修飾主要與其穩(wěn)定性和與PD1的相互作用有關(guān)，代表PD-L1的功能形式。

研究發(fā)現(xiàn)PD-L1 的N-糖基化通過(guò)消除與GSK3β的相互作用來(lái)增強(qiáng)其穩(wěn)定性，GSK3β可使PD-L1在T180和S184位點(diǎn)磷酸化，從而介導(dǎo)β-TrCP對(duì)PD-L1的26S蛋白酶體降解。PD-L1 的N-糖基化由β-1,3-N-乙酰氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶3（B3GNT3）催化，該酶由轉(zhuǎn)錄因子TCF4下游的EGFR信號(hào)啟動(dòng)，并在三陰性乳腺癌（TNBC）中增強(qiáng)與PD-1的相互作用。此外，糖基化不僅通過(guò)EGFR信號(hào)，而且還通過(guò)TNBC中的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）穩(wěn)定PD-L1的表達(dá)。EMT通過(guò)Wnt/β-連環(huán)蛋白途徑轉(zhuǎn)錄上調(diào)N-糖基轉(zhuǎn)移酶STT3，從而導(dǎo)致癌癥干細(xì)胞樣細(xì)胞中PD-L1 N-糖基化升高。

PD-L1已被發(fā)現(xiàn)在許多癌癥類(lèi)型中存在糖基化，包括乳腺癌、黑色素瘤、肺癌、結(jié)腸癌等，是癌癥的普遍特征。然而，糖基化途徑可能是癌癥類(lèi)型依賴性的（通過(guò)特定的糖基轉(zhuǎn)移酶）。例如，在某些B細(xì)胞淋巴瘤亞型中，糖基轉(zhuǎn)移酶GLT1D1顯著上調(diào)，并通過(guò)N-糖基化增強(qiáng)PD-L1穩(wěn)定性，這提示GLT1D1可能是一種有前途的淋巴瘤生物標(biāo)志物。

STM108是一種專門(mén)開(kāi)發(fā)的抗體偶聯(lián)藥物，可識(shí)別PD-L1的N192位點(diǎn)糖基化，并導(dǎo)致PD-L1內(nèi)化和降解，對(duì)缺乏PD-L1表達(dá)的相鄰癌細(xì)胞產(chǎn)生有效的抗腫瘤作用和旁觀者殺傷作用，而無(wú)任何可檢測(cè)的毒性。這表明靶向糖基化PD-L1是一種潛在的免疫治療策略，糖基化途徑也可以作為早期診斷的靶點(diǎn)或生物標(biāo)記物。

PD-1的糖基化

PD-1也是一種I型跨膜蛋白，與PD-L1不同，它通常在T淋巴細(xì)胞的細(xì)胞膜上表達(dá)。與PD-L1類(lèi)似，PD-1胞外區(qū)也有四個(gè)N-糖基化位點(diǎn)（N49、N58、N74和N116），它們與PD-1細(xì)胞表面的穩(wěn)定表達(dá)有關(guān)。此外，N58處PD-1的糖基化對(duì)PD-1細(xì)胞表面表達(dá)和穩(wěn)定性至關(guān)重要，并且對(duì)介導(dǎo)其與PD-L1的相互作用至關(guān)重要。基于PD-1的糖基化研究，通過(guò)腺嘌呤堿基編輯器（ABE）在PD-1 N74位點(diǎn)誘導(dǎo)突變，可以下調(diào)CAR-T細(xì)胞中的PD-1表達(dá)，并在體外和體內(nèi)增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞的細(xì)胞毒性功能。

最近，一種新的針對(duì)N58糖基化PD-1的單克隆抗體STM418被開(kāi)發(fā)出來(lái)，它顯示出比先前FDA批準(zhǔn)的抗體具有更高的PD-1親和力，并誘導(dǎo)更強(qiáng)的T細(xì)胞抗腫瘤免疫。另一種PD-1抗體，camrelizumab也選擇性地結(jié)合N58糖基化PD-1以抑制PD-1/PD-L1通路。這些研究表明，靶向糖基化PD-1可能改善免疫治療反應(yīng)。

雖然我們已經(jīng)知道PD-1/PD-L1上的N-糖基化酶和位點(diǎn)，但到目前為止，PD-1/PD-L1上糖基的確切組成尚不清楚；揭示糖基體的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可能揭示更多潛在的分子靶點(diǎn)。盡管生化實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物模型已經(jīng)證明，靶向PD-1/PD-L1 N-糖基化不僅提高了疾病診斷的準(zhǔn)確性，而且提高了治療的有效性，但仍需要更多的臨床試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其有效性和安全性。

PD-L1的棕櫚�；�

棕櫚�；�是一種通過(guò)三種不同方式將棕櫚酸共價(jià)連接到蛋白質(zhì)殘基上的脂質(zhì)化過(guò)程。（1） S-棕櫚�；�，通過(guò)硫酯鍵連接到半胱氨酸殘基，（2）O-棕櫚�；�，通過(guò)氧酯鍵連接到絲氨酸/蘇氨酸殘基，（3）N-棕櫚�；�，通過(guò)酰胺鍵連接到伯氨基。新證據(jù)表明S-棕櫚�；�通過(guò)影響蛋白質(zhì)遷移、膜定位、穩(wěn)定性和相互作用來(lái)調(diào)節(jié)許多生物過(guò)程。

2019年，兩個(gè)研究小組同時(shí)報(bào)告S-棕櫚�；�維持PD-L1穩(wěn)定性并抑制T細(xì)胞細(xì)胞毒性反應(yīng)。他們都將C272確定為PD-L1上的棕櫚�；�位點(diǎn)，用丙氨酸取代C272可消除腫瘤細(xì)胞中的PD-L1棕櫚�；�。S-棕櫚�；�通過(guò)抑制PD-L1的單泛素化來(lái)調(diào)節(jié)PD-L1的穩(wěn)定性，從而阻止PD-L1的溶酶體降解，防止其通過(guò)ESCRT運(yùn)輸?shù)組VB，導(dǎo)致PD-L1的細(xì)胞表面表達(dá)增加，從而抑制T細(xì)胞的細(xì)胞毒性。棕櫚�；�抑制劑可能有助于降低PD-L1在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)。

棕櫚�；�調(diào)節(jié)固有免疫和炎癥

TLR4是一類(lèi)固有免疫前哨細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞和中性粒細(xì)胞）中的模式識(shí)別受體，屬于Toll樣受體家族。TLR4識(shí)別革蘭氏陰性細(xì)菌的LPS，并通過(guò)激活下游NF-kB信號(hào)釋放炎癥因子TNF-α、IL-1β和IL-18參與炎癥體激活。一系列研究證明，飽和脂肪酸棕櫚酸酯不是TLR4激動(dòng)劑，但參與TLR4下游MYD88上C113的棕櫚�；�，這種棕櫚�；�促進(jìn)MYD88與IRAF4的結(jié)合，激活下游NF-κB信號(hào)通路，從而導(dǎo)致中性粒細(xì)胞的細(xì)胞代謝和炎癥改變。

NOD1和NOD2是巨噬細(xì)胞中另一類(lèi)細(xì)胞內(nèi)模式識(shí)別受體，屬于NOD樣受體家族，識(shí)別與微生物相關(guān)的肽聚糖，并通過(guò)激活下游NF-kB和p38 MAPK信號(hào)釋放趨化因子CXCL-1和炎癥因子IL-6參與宿主防御。眾所周知，NOD1/2功能失調(diào)會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的免疫和炎癥性疾病，如克羅恩病（CD）和布勞綜合征。大量證據(jù)表明NOD1/2被ZDHHC5 S-棕櫚�；�，這種S-棕櫚�；�是膜定位和誘導(dǎo)NF-kB信號(hào)對(duì)肽聚糖的反應(yīng)所必需的。

STING是對(duì)DNA病毒的固有免疫反應(yīng)中的一個(gè)中心適配器，研究證明，STING在C89/91的高爾基體中通過(guò)ZDHHC3、ZDHHC7和ZDHHC15進(jìn)行棕櫚�；�，這種修飾對(duì)于STING激活和隨后的IFN-β或NF-κb激活至關(guān)重要。

棕櫚�；�研究的另一個(gè)進(jìn)展是STAT3棕櫚�；�-脫棕櫚酰化循環(huán)。DHHC7催化的STAT3在Cys108上的棕櫚酰化促進(jìn)JAK2的膜募集和磷酸化，然后�；�蛋白硫酯酶2（APT2）使磷酸化的STAT3去棕櫚�；�，這導(dǎo)致p-STAT3的核易位，最終促進(jìn)STAT3介導(dǎo)的IL-17轉(zhuǎn)錄和TH17細(xì)胞的分化。TH17細(xì)胞分化障礙在IBD（包括潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩�。┲芯哂兄匾�的致病作用，因此，DHHC7和APT2都可能成為IBD治療的新靶點(diǎn)。

鑒于TME改變了脂質(zhì)合成的代謝途徑并導(dǎo)致較高的棕櫚酸濃度，因此有理由推測(cè)至少在某些情況下，癌癥相關(guān)蛋白靶點(diǎn)發(fā)生較高水平的棕櫚�；�，從而積極調(diào)節(jié)腫瘤生存和免疫抑制。因此，靶向棕櫚�；瘉�(lái)調(diào)節(jié)炎癥可能為癌癥治療提供新的途徑。

小結(jié)

轉(zhuǎn)錄后修飾在腫瘤細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境中的調(diào)控機(jī)制是近幾十年來(lái)的研究熱點(diǎn)，并來(lái)取得了很大進(jìn)展。該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究揭示了TME中腫瘤異質(zhì)性的更多秘密，揭示了腫瘤發(fā)生和免疫抑制的許多調(diào)節(jié)機(jī)制，并提出了許多癌癥治療的新方法。

靶向糖基化/去糖基化和棕櫚酰化/去棕櫚�；�途徑是很有前景的，這包括上游生物合成途徑、直接糖轉(zhuǎn)移酶、棕櫚�；�酶/脫棕櫚酰化酶和許多下游效應(yīng)蛋白，如PD-1/PD-L1、NOD1/2、STAT3等。隨著更先進(jìn)的糖基化和棕櫚酰化研究方法的開(kāi)發(fā)，相信會(huì)有更多突破性的發(fā)現(xiàn)，有可能改善當(dāng)前免疫治療的結(jié)果，并提供更多新的治療機(jī)會(huì)。

參考文獻(xiàn)：

1.Metabolic Modifications, Inflammation, andCancer Immunotherapy. Front Oncol. 2021; 11: 703681.

       原文標(biāo)題 : 腫瘤免疫治療中的代謝修飾