导语：细菌癌症疗法以其独特的肿瘤靶向性和免疫调节能力，为结直肠癌治疗带来新希望。然而，T细胞在其中的作用机制尚不明确，这是否意味着我们错过了某种关键的免疫调节机制？最近，一项研究揭开了谜底。
在结直肠癌（CRC）的治疗中，尽管手术切除、化疗、放疗以及靶向治疗等手段广泛应用，但这些传统方法在提高患者长期生存率和生活质量方面仍显不足。近年来，免疫检查点抑制剂（ICB）在多种肿瘤治疗中取得突破性进展，但在CRC患者中的应用效果却不尽如人意。由于CRC肿瘤微环境常表现为免疫“冷”状态，即肿瘤细胞周围缺乏足够的免疫细胞浸润，导致ICB治疗在CRC患者中的响应率较低。此外，CRC的异质性也使得单一治疗手段难以取得理想效果。
细菌癌症疗法作为一种新兴的免疫治疗手段，因其独特的肿瘤靶向性和免疫调节能力而备受关注。沙门氏菌（STm）作为其中的代表性菌株，凭借其代谢适应性强、能够快速适应肿瘤微环境并特异性靶向肿瘤细胞的特点，成为研究热点。既往研究表明，STm可通过代谢竞争消耗肿瘤细胞生长所需的营养物质，如氨基酸、糖类和三羧酸循环中间体，从而抑制肿瘤生长。然而，STm治疗的疗效在不同患者间存在显著差异，其具体机制尚不明确。并且，尽管STm能够诱导肿瘤微环境中的免疫细胞浸润和炎症因子分泌，但T细胞在STm治疗中的作用机制却鲜有研究。
T细胞作为免疫反应的核心细胞，在肿瘤免疫中发挥着关键作用，但既往研究多认为T细胞在STm治疗中作用有限，甚至被认为是“冗余”的。这一现象背后隐藏着何种免疫学机制？2024年11月，EMBO Molecular Medicine杂志发表了一篇题为“Salmonella cancer therapy metabolically disrupts tumours at the collateral cost of T cell immunity”的研究，深入探讨了STm治疗过程中T细胞的代谢性缺陷及其与肿瘤控制之间的复杂关系，揭示了STm通过代谢调控抑制T细胞功能的机制，并证实这种代谢调控同时对肿瘤干细胞特性具有直接抑制作用。
本研究是一项多模型联合的实验研究，旨在深入解析STm在细菌癌症疗法中对T细胞功能的影响及其潜在机制。研究纳入了多种实验模型，包括小鼠模型、肿瘤类器官平台以及体外细胞共培养系统。首先，研究者利用携带远端T细胞受体（TCR）和IFNγ报告基因的小鼠（Nr4a3-Tocky-Ifnγ-YFP），结合CRC模型，模拟STm治疗过程中的T细胞动态变化。
实验分组包括接受STm治疗的小鼠和对照组（PBS处理）。干预措施为通过口服给予小鼠STm突变株（STmΔaroA），模拟临床治疗场景。主要评价指标包括T细胞的激活状态、细胞因子分泌、增殖能力以及肿瘤微环境中的代谢变化；次要评价指标涵盖肿瘤体积、肿瘤干细胞标志物表达等。通过这种多模型联合的设计，研究不仅能够在体内环境中观察T细胞的整体反应，还能在体外精确解析STm对T细胞代谢和功能的直接影响。
在体内实验中，研究人员发现STm治疗的小鼠肿瘤组织中浸润的T细胞表现出多种激活缺陷。包括IFN-γ产生与TCR信号解耦，即IFN-γ的产生不再依赖于TCR信号的激活。通过流式细胞术分析，STm处理组中IFN-γ+Nr4a3-Timer阴性T细胞的比例显著高于PBS对照组（P=0.0002），表明T细胞的激活与TCR信号传导存在脱节（图1）。
注：左侧代表性流式细胞术图显示IFN-γ+ T细胞的分选和Nr4a3-Timer表达的亚分析（蓝色或红色形式）；右侧分析CD4或CD8 T细胞中IFN-γ+和Timer阴性细胞的比例。
图1 减毒沙门氏菌癌症疗法诱导T细胞异常激活，使IFN-γ与TCR信号解耦
此外，T细胞的多功能性降低，表现为同时分泌多种细胞因子（如IL-2、IFN-γ、TNF-α）的T细胞数量减少（图2D）。这表明，STm治疗虽然能够诱导T细胞产生IFN-γ，但这种激活是不完整的，且与TCR信号的正常传导存在脱节。
注：(A)在CAC模型中解剖原发性肿瘤，随后在Matrigel中培养以进行体外同步激活；(B) 原发性TILs用α-CD3/α-CD28抗体（分别为1和5 μg/mL）刺激16小时，然后通过流式细胞术评估CD4 T细胞的Nr4a3-Timer表达，指示TCR驱动的T细胞激活；(C) 肿瘤碎片在存在布雷菲尔丁A（10 μg/mL）的情况下，用α-CD3/α-CD28抗体激活6小时，并通过细胞内细胞因子染色（ICS；IL-2、IFNγ、TNFα）测量同时的细胞因子产生；(D) 对每种可能的细胞因子组合进行布尔分析，显示所有四个条件的合并结果。
图2 经沙门氏菌处理的小鼠肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）功能受损
进一步的体外实验显示，STm感染的肿瘤微环境能够显著抑制T细胞的代谢重编程。在肿瘤类器官平台和体外细胞共培养实验中，研究人员发现STm感染的肿瘤微环境中T细胞的c-Myc蛋白表达显著降低（图3）。c-Myc是细胞代谢的关键调控因子，其表达的降低导致T细胞无法正常上调糖酵解和氧化磷酸化相关酶的表达，进而影响了T细胞的增殖和细胞因子分泌能力。
图3 沙门氏菌感染的肿瘤微环境中T细胞c-Myc蛋白表达显著降低
研究人员还发现，STm通过其天冬氨酸酶（ansB）耗竭肿瘤微环境中的天冬氨酸，从而抑制c-Myc蛋白的表达（图4）。这一发现不仅解释了T细胞在STm治疗中的功能障碍，还揭示了STm通过代谢调控直接抑制肿瘤干细胞特性的重要机制。
图4 天冬氨酸补充恢复T细胞中c-Myc蛋白表达
这些结果表明，STm对T细胞功能的抑制和对肿瘤的直接控制之间存在一种“双刃剑”效应。一方面，STm通过耗竭天冬氨酸抑制T细胞的代谢和功能，从而避免T细胞介导的免疫反应对其自身造成损害；另一方面，这种代谢调控机制也直接抑制了肿瘤干细胞的特性，从而实现对肿瘤的控制。
本文通过多模型联合的实验设计，深入解析了沙门氏菌在细菌癌症疗法中对T细胞功能的影响及其潜在机制。研究揭示了STm通过代谢调控抑制T细胞功能的同时，也直接抑制肿瘤干细胞特性，这一发现为优化BCT策略提供了新的思路。尽管恢复T细胞功能可能削弱STm对肿瘤的直接控制，但该研究为未来开发更有效的联合治疗方案奠定了基础，具有重要的临床转化潜力。
参考文献
COPLAND A, MACKIE GM, SCARFE L, et al. Salmonella cancer therapy metabolically disrupts tumours at the collateral cost of T cell immunity[J]. EMBO Mol Med. 2024, 16(12):3057-3088. DOI: 10.1038/s44321-024-00159-2.
审核：耳东
导语：细菌癌症疗法以其独特的肿瘤靶向性和免疫调节能力，为结直肠癌治疗带来新希望。然而，T细胞在其中的作用机制尚不明确，这是否意味着我们错过了某种关键的免疫调节机制？最近，一项研究揭开了谜底。
在结直肠癌（CRC）的治疗中，尽管手术切除、化疗、放疗以及靶向治疗等手段广泛应用，但这些传统方法在提高患者长期生存率和生活质量方面仍显不足。近年来，免疫检查点抑制剂（ICB）在多种肿瘤治疗中取得突破性进展，但在CRC患者中的应用效果却不尽如人意。由于CRC肿瘤微环境常表现为免疫“冷”状态，即肿瘤细胞周围缺乏足够的免疫细胞浸润，导致ICB治疗在CRC患者中的响应率较低。此外，CRC的异质性也使得单一治疗手段难以取得理想效果。
细菌癌症疗法作为一种新兴的免疫治疗手段，因其独特的肿瘤靶向性和免疫调节能力而备受关注。沙门氏菌（STm）作为其中的代表性菌株，凭借其代谢适应性强、能够快速适应肿瘤微环境并特异性靶向肿瘤细胞的特点，成为研究热点。既往研究表明，STm可通过代谢竞争消耗肿瘤细胞生长所需的营养物质，如氨基酸、糖类和三羧酸循环中间体，从而抑制肿瘤生长。然而，STm治疗的疗效在不同患者间存在显著差异，其具体机制尚不明确。并且，尽管STm能够诱导肿瘤微环境中的免疫细胞浸润和炎症因子分泌，但T细胞在STm治疗中的作用机制却鲜有研究。
T细胞作为免疫反应的核心细胞，在肿瘤免疫中发挥着关键作用，但既往研究多认为T细胞在STm治疗中作用有限，甚至被认为是“冗余”的。这一现象背后隐藏着何种免疫学机制？2024年11月，EMBO Molecular Medicine杂志发表了一篇题为“Salmonella cancer therapy metabolically disrupts tumours at the collateral cost of T cell immunity”的研究，深入探讨了STm治疗过程中T细胞的代谢性缺陷及其与肿瘤控制之间的复杂关系，揭示了STm通过代谢调控抑制T细胞功能的机制，并证实这种代谢调控同时对肿瘤干细胞特性具有直接抑制作用。
本研究是一项多模型联合的实验研究，旨在深入解析STm在细菌癌症疗法中对T细胞功能的影响及其潜在机制。研究纳入了多种实验模型，包括小鼠模型、肿瘤类器官平台以及体外细胞共培养系统。首先，研究者利用携带远端T细胞受体（TCR）和IFNγ报告基因的小鼠（Nr4a3-Tocky-Ifnγ-YFP），结合CRC模型，模拟STm治疗过程中的T细胞动态变化。
实验分组包括接受STm治疗的小鼠和对照组（PBS处理）。干预措施为通过口服给予小鼠STm突变株（STmΔaroA），模拟临床治疗场景。主要评价指标包括T细胞的激活状态、细胞因子分泌、增殖能力以及肿瘤微环境中的代谢变化；次要评价指标涵盖肿瘤体积、肿瘤干细胞标志物表达等。通过这种多模型联合的设计，研究不仅能够在体内环境中观察T细胞的整体反应，还能在体外精确解析STm对T细胞代谢和功能的直接影响。
在体内实验中，研究人员发现STm治疗的小鼠肿瘤组织中浸润的T细胞表现出多种激活缺陷。包括IFN-γ产生与TCR信号解耦，即IFN-γ的产生不再依赖于TCR信号的激活。通过流式细胞术分析，STm处理组中IFN-γ+Nr4a3-Timer阴性T细胞的比例显著高于PBS对照组（P=0.0002），表明T细胞的激活与TCR信号传导存在脱节（图1）。
注：左侧代表性流式细胞术图显示IFN-γ+ T细胞的分选和Nr4a3-Timer表达的亚分析（蓝色或红色形式）；右侧分析CD4或CD8 T细胞中IFN-γ+和Timer阴性细胞的比例。
图1 减毒沙门氏菌癌症疗法诱导T细胞异常激活，使IFN-γ与TCR信号解耦
此外，T细胞的多功能性降低，表现为同时分泌多种细胞因子（如IL-2、IFN-γ、TNF-α）的T细胞数量减少（图2D）。这表明，STm治疗虽然能够诱导T细胞产生IFN-γ，但这种激活是不完整的，且与TCR信号的正常传导存在脱节。
注：(A)在CAC模型中解剖原发性肿瘤，随后在Matrigel中培养以进行体外同步激活；(B) 原发性TILs用α-CD3/α-CD28抗体（分别为1和5 μg/mL）刺激16小时，然后通过流式细胞术评估CD4 T细胞的Nr4a3-Timer表达，指示TCR驱动的T细胞激活；(C) 肿瘤碎片在存在布雷菲尔丁A（10 μg/mL）的情况下，用α-CD3/α-CD28抗体激活6小时，并通过细胞内细胞因子染色（ICS；IL-2、IFNγ、TNFα）测量同时的细胞因子产生；(D) 对每种可能的细胞因子组合进行布尔分析，显示所有四个条件的合并结果。
图2 经沙门氏菌处理的小鼠肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）功能受损
进一步的体外实验显示，STm感染的肿瘤微环境能够显著抑制T细胞的代谢重编程。在肿瘤类器官平台和体外细胞共培养实验中，研究人员发现STm感染的肿瘤微环境中T细胞的c-Myc蛋白表达显著降低（图3）。c-Myc是细胞代谢的关键调控因子，其表达的降低导致T细胞无法正常上调糖酵解和氧化磷酸化相关酶的表达，进而影响了T细胞的增殖和细胞因子分泌能力。
图3 沙门氏菌感染的肿瘤微环境中T细胞c-Myc蛋白表达显著降低
研究人员还发现，STm通过其天冬氨酸酶（ansB）耗竭肿瘤微环境中的天冬氨酸，从而抑制c-Myc蛋白的表达（图4）。这一发现不仅解释了T细胞在STm治疗中的功能障碍，还揭示了STm通过代谢调控直接抑制肿瘤干细胞特性的重要机制。
图4 天冬氨酸补充恢复T细胞中c-Myc蛋白表达
这些结果表明，STm对T细胞功能的抑制和对肿瘤的直接控制之间存在一种“双刃剑”效应。一方面，STm通过耗竭天冬氨酸抑制T细胞的代谢和功能，从而避免T细胞介导的免疫反应对其自身造成损害；另一方面，这种代谢调控机制也直接抑制了肿瘤干细胞的特性，从而实现对肿瘤的控制。
本文通过多模型联合的实验设计，深入解析了沙门氏菌在细菌癌症疗法中对T细胞功能的影响及其潜在机制。研究揭示了STm通过代谢调控抑制T细胞功能的同时，也直接抑制肿瘤干细胞特性，这一发现为优化BCT策略提供了新的思路。尽管恢复T细胞功能可能削弱STm对肿瘤的直接控制，但该研究为未来开发更有效的联合治疗方案奠定了基础，具有重要的临床转化潜力。
参考文献
COPLAND A, MACKIE GM, SCARFE L, et al. Salmonella cancer therapy metabolically disrupts tumours at the collateral cost of T cell immunity[J]. EMBO Mol Med. 2024, 16(12):3057-3088. DOI: 10.1038/s44321-024-00159-2.
审核：耳东
