Nature：耗竭CD8 T细胞通过暴露磷脂酰丝氨酸构建非经典负反馈环路

发布时间：2026-04-10来源：BioArt

CD8 T 细胞是机体清除病毒感染细胞与恶性肿瘤细胞的核心效应免疫细胞，但其功能会在慢性病毒感染、肿瘤微环境等持续性抗原刺激条件下逐渐受损，进入特征性的“耗竭”状态

（Exhaustion）

。CD8 T细胞耗竭表现为PD-1、TIM-3、LAG-3等抑制性受体的持续高表达，同时伴随效应功能丧失、增殖能力显著下降，是制约机体抗肿瘤、抗慢性感染免疫应答的关键因素

【1-3】

。以PD-1/PD-L1通路阻断为代表的免疫检查点疗法虽在临床取得突破性疗效，但其应答率受限于复杂的耐药机制，这也提示T细胞耗竭的调控网络中，还存在大量未被充分解析的非经典抑制性信号通路

【4-5】

。

既往针对T细胞耗竭的研究，多聚焦于细胞膜表面的蛋白质类抑制性分子，而细胞膜脂质代谢物是否参与、如何调控T细胞耗竭进程，尚缺乏系统性的机制研究与实验验证。

磷脂酰丝氨酸

（Phosphatidylserine,

PS

）

是一种经典的阴离子膜磷脂，生理状态下主要定位于活细胞的细胞膜内叶，仅在细胞凋亡时会外翻至外叶，作为“eat-me”信号介导凋亡细胞的吞噬清除

【6-8】

。而近年来的研究发现，在无凋亡信号的前提下，活化的免疫细胞、肿瘤细胞及肿瘤血管内皮细胞会发生PS的非凋亡性外翻

【9-12】

，这些现象提示PS除介导细胞吞噬外，还可能承担未被发现的免疫调控功能

【13-14】

。

近

日，来自美国埃默里大学疫苗中心的

Rafi Ahmed

团队在

Nature

杂志在线发表了题为

Exposed phosphatidylserine is an inhibitory molecule in T cell exhaustion

的研究论文，首次

系统性揭示了膜脂质分子PS介导的非经典T细胞免疫抑制机制：在慢性抗原刺激下，耗竭CD8 T细胞会发生PS的持续性外翻，并通过重塑细胞内PS代谢通路实现PS的大量累积，形成一种调控T细胞应答的“脂质刹车”。

这一过程中，耗竭CD8 T细胞表面暴露的PS会通过旁分泌方式作用于树突状细胞，抑制其共刺激分子的表达与抗原提呈功能，进而从微环境层面限制干细胞样CD8 T细胞的增殖与分化，维持T细胞耗竭状态。而靶向暴露的PS可以特异性解除这一抑制性环路，有效激活干细胞样CD8 T细胞的增殖与分化；更有意思的是，PS靶向疗法与PD-L1阻断疗法联用可产生显著的协同效应，大幅增强抗原特异性CD8 T细胞应答，提升慢性感染与肿瘤模型中的免疫调控效果。该研究

不仅发现了T细胞耗竭调控的全新“脂质密码”，更拓展了免疫检查点疗法的靶向范畴，为开发新型联合免疫疗法提供了重要的理论基础与实验依据。

耗竭CD8 T细胞兼具PS持续性外翻与PS代谢通路重塑的双重特征

：研究者利用淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒

（LCMV）

慢性感染

（Clone 13）

和急性感染

（Armstrong）

小鼠模型进行对比分析，发现抗原特异性CD8 T细胞在急性感染早期

（第8天）

便会启动PS外翻，但随抗原被逐步清除，细胞表面PS水平快速回落并恢复至接近静息状态；而在慢性感染条件下，抗原特异性CD8 T细胞的PS外翻会持续存在，且外翻水平随T细胞耗竭程度加深显著升高，终末分化耗竭亚群的PS暴露量远高于干细胞样耗竭亚群。研究者通过一系列实验证实该过程与细胞凋亡无关：耗竭CD8 T细胞的PS暴露量仅为凋亡CD8 T细胞的1/8，且几乎不表达活化的caspase-3、钙网蛋白等凋亡相关标志物，同时PS+耗竭CD8 T细胞可在体内正常存活并具备增殖潜能，也不会被巨噬细胞吞噬清除，明确了这类PS外翻的CD8 T细胞为完全有活力的细胞。在此基础上，转录组与脂质组学分析进一步揭示，耗竭CD8 T细胞存在显著的PS代谢重塑：其体内PS合成关键酶Ptdss1表达显著上调，而PS降解酶

Pisd

表达下调，同时胞内多种PS分子

（如 PS 40:6、PS 40:5）

出现特异性累积，且总PS含量呈现从干细胞样、过渡型到终末分化型耗竭亚群逐步递增的梯度特征。这一结果表明，

耗竭CD8 T细胞的PS调控并非单纯的细胞膜分布改变，而是伴随整体PS合成、降解通路的系统性重塑，实现了细胞内PS的持续富集与细胞表面的稳定暴露。

PS靶向抗体通过激活干细胞样CD8 T细胞扩增增强抗病毒免疫：

为明确细胞表面外翻PS的功能性作用，研究者采用PS靶向抗体

（mch1N11）

对LCMV慢性感染小鼠进行体内干预。实验结果显示，经抗体治疗后，小鼠脾脏、肝脏、肺脏等组织及外周血中，病毒特异性CD8 T细胞数量均出现显著扩增，其中PD-1+TCF1 +干细胞样CD8 T细胞的增殖效应最突出。对抗体处理后各耗竭亚群进行RNA-seq分析，发现干细胞样CD8 T细胞中细胞周期、MYC靶基因、E2F靶基因等增殖相关通路被显著富集，而WNT信号通路、CD200家族抑制性受体及

Tgfbr1

等维持细胞静息状态的关键分子表达则明显下调，提示PS靶向阻断直接逆转了干细胞样T细胞的静息表型。为进一步验证该亚群的核心作用，研究者开展过继转移实验，将慢性感染小鼠的干细胞样CD8 T细胞与TIM3 +效应细胞分别分选并转移至同品系感染匹配小鼠体内，再用PS靶向抗体处理，结果证实干细胞样CD8 T细胞是PS靶向治疗后抗病毒免疫扩增应答的核心来源，其在体内可实现高效的自我更新与增殖；而终末分化的TIM3 +耗竭细胞因增殖潜能受限，对该治疗的响应则十分微弱。这些数据表明，

细胞表面暴露的PS在慢性抗原刺激下，对维持干细胞样CD8 T细胞的静息状态、限制其增殖分化发挥着关键的负向调控作用。

PS通过靶向树突状细胞抑制其抗原提呈与共刺激功能，间接限制T细胞应答：

为解析PS介导免疫抑制的细胞学机制，研究者对PS靶向抗体处理后的小鼠髓系细胞进习惯了单细胞RNA-seq分析，发现树突状细胞

（dendritic cell, DC）

是主要的应答细胞，其中I型常规树突状细胞

（cDC1）

的基因表达变化最为显著——其抗原提呈、MHC-I分子递呈及IL-12信号通路相关基因被显著富集，共刺激分子Cd86的转录水平明显上调，而各类DC的细胞数量未发生显著改变，提示PS阻断并非影响DC的增殖存活，而是特异性增强其免疫激活表型。为验证这一调控关系，研究者开展了体外共培养实验：将PS暴露的PD-1+耗竭CD8 T细胞与CD11c+MHC-II+DC共培养时，加入PS靶向抗体可显著上调DC表面CD86蛋白的表达水平，同时大幅促进共培养体系中干细胞样CD8 T细胞的增殖；而将DC单独培养，或与无PS外翻的初始CD8 T细胞共培养，PS靶向抗体则无法引发上述效应。这一系列实验明确了PS介导免疫抑制的核心机制：

耗竭CD8 T细胞表面暴露的PS是抑制性信号的唯一来源，其作用靶点为树突状细胞，通过直接抑制DC的抗原提呈与共刺激功能，削弱DC对干细胞样CD8 T细胞的激活能力，最终在T细胞-DC间形成一条全新的非经典负反馈调控轴，持续维持T细胞耗竭状态。

PS靶向阻断与PD-L1抑制剂联用可产生显著协同效应，且该调控机制在人类肿瘤耗竭CD8 T细胞中高度保守：

鉴于PS靶向抗体通过改善树突状细胞功能发挥作用、PD-L1抗体直接解除T细胞的蛋白类抑制性信号，二者靶向T细胞-DC调控轴的不同关键节点，研究者进一步评估了联合治疗在LCMV慢性感染小鼠模型中的效果。实验结果显示，与单药治疗相比，PS靶向抗体与PD-L1抗体的联合疗法，能在小鼠脾脏、肺脏、肝脏等组织及外周血中诱导出更强劲的病毒特异性CD8 T细胞扩增应答，同时可显著降低各组织中的病毒载量，实现了抗病毒免疫效果的协同增强，印证了靶向不同抑制通路联合干预的有效性。最后，研究团队验证了该机制的临床相关性与物种保守性：研究者对肾透明细胞癌

（

ccRCC）

和非小细胞肺癌

（NSCLC）

患者的肿瘤浸润淋巴细胞

（TILs）

开展分析，结果发现，人类肿瘤中PD-1+耗竭CD8 T细胞同样存在显著的表面PS外翻，且该现象与细胞凋亡无关

（PS+ CD8 TILs不表达活化的caspase-3）

；同时，肿瘤中干细胞样

（PD-1+CD39−CD28+）

与效应样

（PD-1+CD39+）

耗竭CD8 T细胞亚群均存在PS外翻特征，且PS外翻水平随干细胞样向效应样的分化逐步升高，两个

亚群还均富集PS代谢相关基因特征，与小鼠慢性感染模型中的表型高度一致。这些结果提示，

耗竭CD8 T细胞通过PS外翻介导免疫抑制的分子机制，在小鼠与人类之间具有高度的物种保守性，为该机制向肿瘤临床治疗转化奠定了关键的理论基础。

综上所述，本研究首次揭示了耗竭CD8 T细胞通过膜脂质分子PS调控树突状细胞功能、介导免疫抑制的全新机制，突破了传统免疫抑制研究仅聚焦蛋白质分子的局限，从脂质代谢与细胞膜生物学双维度为解析T细胞耗竭的调控网络提供了全新视角，更为开发以膜脂质为靶点的新型联合免疫治疗策略奠定了坚实的理论与实验基础。

本研究的核心优势体现在三方面：（1）开创性将免疫抑制的研究视野从细胞膜表面蛋白质类分子拓展至脂质代谢物，发现了PS这一非经典的免疫抑制分子，丰富了免疫检查点的研究范畴；（2）整合了转录组、脂质组、单细胞 RNA-seq 等多组学技术，结合体内功能验证、过继转移、体外共培养等一系列实验，层层递进地解析了PS介导免疫抑制的分子机制与细胞互作通路，研究体系兼具系统性与深入性；（3）在肾透明细胞癌、非小细胞肺癌两类人类肿瘤样本中，验证了PS外翻及代谢重塑机制的物种保守性，直接搭建了基础研究与临床转化的桥梁，让该研究成果具备明确的临床转化潜力。

同时，本研究仍存在待深入探究的局限性：（1）耗竭CD8 T细胞中PS非凋亡性外翻的上游调控机制尚未明确；（2）研究主要聚焦PS对树突状细胞的调控作用，而巨噬细胞、髓源抑制细胞

（MDSC）

等其他髓系细胞也高表达PS识别受体，PS对这类细胞的调控效应及整体免疫微环境的影响，仍需系统探究；（3）虽在动物模型中证实PS靶向与PD-L1阻断联合策略的协同效应，但PS靶向抗体在人体中的安全性、药代动力学特征，以及其与现有免疫治疗、化疗、放疗等方案的最佳联合策略，仍需后续临床研究进一步验证与优化。

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