耗竭的 T 细胞不是"没电了",是被锁死了

导语
临床上有一类患者,肿瘤里明明有 T 细胞,PD-1 抗体打上去却几乎没反应。过去流行的解释是"细胞太累了,能量耗尽",听起来合理,却解释不了一件事:为什么有些 T 细胞即使撤掉抗原刺激、给足营养,也再也回不到能杀伤的状态。2026 年发表的几项研究给出了一个更冷峻的答案——终末耗竭不是暂时的疲劳,而是一次被写进染色质结构里的命运决定。更关键的是,这条通路是可干预的。

一、从"耗能"到"改写程序"

长期抗原刺激下,CD8 阳性 T 细胞会经历一条分化轨迹:先是保留自我更新能力的祖耗竭细胞,再走向失去增殖力、杀伤力下降的终末耗竭细胞。免疫检查点抑制剂之所以有效,很大程度上是因为它作用于前者;一旦细胞滑到后者,药物基本无能为力。

临床上这个区别非常具体。同一个患者,肿瘤组织里 CD8 阳性细胞数量不少,PD-L1 表达也不低,用药后却没有影像学改善——活检往往显示浸润的是终末耗竭亚群,Tcf1 阴性、Tim3 高表达。反过来,祖耗竭细胞比例高的患者,即使 PD-L1 表达一般,也可能出现持久缓解。这解释了为什么单看 PD-L1 的预测价值一直不稳定:它标出的是"刹车在哪里",而不是"这辆车还能不能开"。

线粒体功能障碍一直被认为是耗竭的标志,但它如何变成稳定的转录程序改变,长期没有答案。2026 年 3 月发表于《Nature》的一项研究补上了这个缺口。研究由洛桑大学的团队主导,第一作者为 Y. Xu,论文标题为《蛋白酶体引导的血红素信号轴促进 T 细胞耗竭》。

二、一条从线粒体到细胞核的信号链

机制的起点很朴素:线粒体去极化。应激状态下,CD8 阳性 T 细胞内的蛋白酶体活性升高,高度活跃的蛋白降解开始有选择地拆解线粒体血红素蛋白,把血红素释放出来。血红素不再只是代谢副产物,它变成了信号分子——在分子伴侣 PGRMC2 的协助下进入细胞核,结合并促使转录因子 Bach2 不稳定,从而解除对 Blimp1 的抑制。Blimp1 是终末耗竭的主控因子,它一放开,T 细胞就被锁进功能失调状态,干细胞样潜力同步流失。研究还鉴定出 CBLB 是线粒体蛋白泛素化的驱动因素。

这条轴的可干预性在实验中被直接验证:在 CAR-T 制备阶段短暂加入低剂量硼替佐米,抑制蛋白酶体驱动的血红素信号,耗竭相关程序下降,细胞向记忆样状态发生较持久的表观重编程。临床相关性也有支撑——B 细胞急性淋巴细胞白血病患者中,CAR-T 产品蛋白酶体活性高的,治疗结局更差。

能量不足只是表象,真正让 T 细胞回不来的是 Bach2 到 Blimp1 这条被打开的通路。

三、另一条路:用表观药物把代谢拨回去

2026 年 5 月 12 日,台大医院蔡幸真团队在《Nature Immunology》发表了另一条干预路径。研究者从肺癌患者体内分离耗竭 T 细胞,做大规模药物筛选,命中 BET 抑制剂这类表观遗传调控药物。

多组学分析显示,BET 抑制剂的作用点是代谢:它促进多胺类化合物(包括亚精胺)的生物合成,提升细胞内多胺水平,从而重塑终末耗竭 T 细胞的代谢状态,恢复抗肿瘤功能。因果性做得很干净——用遗传或药物手段抑制多胺合成关键酶后,BET 抑制剂的免疫修复效应完全消失。同时,BET 抑制剂不仅降低了终末耗竭亚群的比例,还提高了祖耗竭亚群的比例,意味着它可能在改写命运而不只是临时提神。在肺癌临床前模型中,直接给药与用处理过的 T 细胞做过继回输,都显著抑制了肿瘤生长并延长生存。

四、命运的分岔在几天内就完成

第三项研究把视角推到更早。发表于《Nature Immunology》的工作由 Wenqing Hu、Qian Chen 等完成,研究团队高分辨率绘制了慢性病毒感染早期 CD8 阳性 T 细胞的染色质枢纽图谱,发现细胞在表面标志物还看不出差别的时候,基因组的三维结构已经先分好了岔:一类细胞组装出效应基因的自我关联枢纽,走向耗竭倾向的效应命运;另一类组装出干性相关枢纽,维持祖耗竭状态。

执行这个决定的是 Id2 与 Id3 两个转录辅因子。它们没有 DNA 结合结构域,靠 sequester E 蛋白发挥作用,但方向相反:Id2 推动耗竭倾向的效应命运,Id3 建立并维持祖耗竭命运。敲除或干扰其中任何一个,细胞都会被推向另一条路。这意味着耗竭不是慢慢被磨损出来的,而是在激活后几天内被"建筑化"地决定。

五、对做细胞治疗的人意味着什么

第一,制备工艺多了一个可操作的窗口。过去优化 CAR-T 主要盯着转导效率、CD4/CD8 比例、记忆表型,现在多了两个可测可调的参数:蛋白酶体活性与多胺代谢水平。三条可以落地的方向是:

  • 把蛋白酶体活性纳入制备批次的放行或留样检测,作为"耗竭倾向"的早期读数。
  • 评估低剂量蛋白酶体抑制剂作为制备期添加物的窗口与洗脱方案,这是一个已有机制支撑、成本可控的工艺假设。
  • 用多胺代谢标志物(亚精胺等)筛选培养基与补料策略,把"代谢状态"变成可优化的工艺变量。

第二,生物标志物体系要更新。若终末耗竭在早期就被染色质结构锁定,那么用表面标志物做患者分层会滞后。染色质可及性测序、单细胞多组学、代谢组在这类研究里已经不是可选项。

第三,联合用药的逻辑变了。表观药物与检查点抑制剂的组合,不再是"1+1 加疗效",而是"先解锁、再激活"的时序问题——给药顺序错了,可能只是增加毒性。

对上游试剂与检测服务商,这一轮机制研究还带来几个很实际的需求。一是代谢读出的工具:细胞内多胺含量、亚精胺水平、线粒体膜电位,过去多在基础研究里用,现在进入了工艺放行的候选指标池。二是染色质层面的检测:ATAC-seq 与 CUT&RUN 这类方法从"发文章用"变成"做批次对比用",对样本量、重复性与数据标准化提出了更高要求。三是功能分层:把 Tcf1、Tim3、Slamf6 这组标志物做成可复现的流式 panel,比单纯测 PD-1 表达更能预测细胞产品的质量。

当耗竭被证明是"可以提前看到、也可以提前干预"的过程,细胞治疗的质量控制就从终点检测前移到了过程控制。

参考资料

  1. Xu Y, et al. Proteasome-guided haem signalling axis contributes to T cell exhaustion. Nature, 2026. https://doi.org/10.1038/s41586-026-10250-y
  2. 台大医院新闻稿:BET 抑制剂重塑耗竭 T 细胞代谢与抗肿瘤功能,Nature Immunology,2026-05-12
  3. Hu W, Chen Q, Zhu S, et al. Chromatin hub mapping reveals Id proteins drive exhausted CD8 T cell fate. Nature Immunology, 2026
  4. 洛桑大学关于线粒体应激与 T 细胞耗竭机制研究的新闻稿,2026-03

本文基于已发表论文与机构新闻稿整理,不构成投资或临床建议。

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