以PD-1/PD-L1抑制剂为代表的免疫治疗改变了癌症的治疗范式。然而，在临床上并不是所有的患者都能从PD-1/PD-L1抑制剂中受益 [1]。对于那些不应答的患者，我们还需要另辟蹊径，发掘更多的免疫检查点通路和更有效的联合用药方案。
近日，来自加利福尼亚大学洛杉矶分校的Lili Yang研究团队在Science Immunology上报道了一个潜在的免疫检查点单胺氧化酶A（MAO-A）[2]。
他们发现，肿瘤浸润性T细胞的活性和细胞中Maoa基因的表达相关。MAO-A抑制剂可以通过上调肿瘤浸润性T细胞的五羟色胺（5-HT）自分泌通路，活化CD8 T细胞，从而显著抑制肿瘤生长。此外，MAO-A抑制剂还可以和PD-1抑制剂联用发挥协同抗肿瘤的作用。
对，你没看错，就是那个用于治疗抑郁症和多种神经系统疾病的单胺氧化酶抑制剂！原来T细胞不好好工作，不是躺平，是“抑郁”了~
论文首页截图
神经系统和肿瘤免疫系统看似八竿子打不着，实则剪不断理还乱。
长久以来，我们针对神经递质的研究主要集中在大脑及中枢神经系统中。然而近年的研究发现，很多肿瘤细胞和免疫细胞表面也存在神经递质受体，它们本身也可以合成与分泌多种神经递质，来调节肿瘤和免疫细胞的活性 [3]。
5-HT广泛分布于中枢和外周神经系统，参与调节人体多种生理功能。在大脑中，5-HT是调控记忆、认知、情感和学习的重要神经递质；与此同时，5-HT还可以调节多种肿瘤细胞的增殖和转移[3]。
有研究发现，CD8 T细胞还可以合成5-HT，通过结合其表面的5-HT受体来增强自身活性 [4,5]。因此，5-HT在肿瘤和免疫中的广泛作用为临床肿瘤治疗提供了潜在的药物治疗靶点。
5-HT在肿瘤和免疫细胞中的作用[3]
Lili Yang团队就将目光着眼于5-HT的降解酶MAO-A，试图揭开MAO-A在肿瘤免疫细胞中的调控作用。
研究人员首先在B16-OVA黑色素瘤C57BL/6J小鼠中分离肿瘤浸润性免疫细胞（TIIs），发现有Maoa基因的异常高表达，且这类T细胞中Maoa表达水平也高于荷瘤小鼠脾脏免疫细胞中的表达水平，说明Maoa的表达与肿瘤免疫存在某种联系。
在Maoa敲除（Maoa-KO）的MC38结肠癌小鼠模型或B16-OVA黑色素瘤小鼠模型中，其肿瘤体积均显著小于野生型（Maoa-WT）小鼠，说明Maoa的表达还与肿瘤细胞增殖相关。
Maoa-KO 及Maoa-WT小鼠 B16-OVA黑色素瘤的体积变化
为了进一步探索Maoa与肿瘤浸润性CD8 T细胞的关系，研究人员对从荷瘤小鼠中分离的T细胞进行了单细胞RNA测序，结果发现，相较于Maoa-WT小鼠，Maoa-KO小鼠中“无能”的耗竭性 T细胞占比较少，而活跃的效应T细胞占比较多。这些在体研究表明，MAO-A能调节CD8 T细胞的抗肿瘤免疫作用。
更有意思的是，在比较了不同亚型肿瘤浸润性CD8 T细胞中Maoa mRNA的表达水平后，研究团队发现，共表达多种免疫检查点（PD-1、Tim-3，及LAG-3）的耗竭性T细胞中Maoa含量较多，而且T细胞被耗竭的程度越高，其Maoa的含量也越多。这些结果也证实了Maoa与CD8 T细胞介导的抗肿瘤免疫效应密切相关。
不同耗竭程度CD8 T细胞中Maoa mRNA的表达
那么，MAO-A是如何调控免疫细胞的呢？
研究团队首先用CD3抗体模拟肿瘤抗原对T细胞的激活作用，发现经CD3抗体处理后，Maoa-WT CD8 T细胞中控制5-HT合成的Tph1和控制5-HT代谢的Maoa表达都显著增强，提示肿瘤抗原对T细胞的激活可促进CD8 T细胞中5-HT的合成和代谢活动。
值得注意的是，由于细胞中缺失代谢5-HT的MAO-A， Maoa-KO CD8 T细胞在被CD3抗体激活后，5-HT的浓度显著高于Maoa-WT 。同时，Maoa-KO CD8 T细胞表现出活化增强， 细胞增殖水平升高，IL-2、IFN-γ和颗粒酶B（Granzyme B）的表达都较Maoa-WT显著提高。而如果在Maoa-KO的T细胞中过表达Maoa，上述CD8 T细胞过度激活的表现又可以被显著抑制。
IL-2及IFN-γ在被CD3抗体激活的Maoa-WT及Maoa-KO CD8 T细胞中的浓度变化
因此，当T细胞识别肿瘤抗原被激活时，细胞中MAO-A表达会被诱导升高，而过多的MAO-A又能反向抑制T细胞的活性，说明MAO-A是肿瘤浸润性T细胞中的一个免疫检查点，可以通过负反馈调节T细胞自身活性。
5-HT在CD8 T细胞的调控示意图
然而，抗击肿瘤事业未尽，怎能让CD8 T细胞这么轻易“抑郁”？快快使用MAO-A抑制剂，让它“嗨”起来呀。
研究人员分别用非选择性MAO抑制剂苯乙肼、可逆性MAO-A抑制剂吗氯贝胺和不可逆性MAO-A抑制剂氯吉林处理被CD3抗体激活的Maoa-WT CD8 T细胞，发现处理过的T细胞IFN-γ浓度显著高于未处理细胞，说明MAO抑制剂使T细胞的效应显著增强。
不同MAO-A抑制剂处理后Maoa-WT CD8 T细胞IFN-γ浓度的对比
（Phe: 苯乙肼；Moc: 吗氯贝胺; Clo: 氯吉林; NT: 无药物处理）
在用苯乙肼给药的B6黑色素瘤小鼠模型中，研究人员也发现，MAO-A抑制剂可以显著抑制肿瘤细胞增殖、增强肿瘤浸润CD8 T细胞的效应，并有效缓解T细胞的衰竭。
研究 团队还趁热打铁将苯乙肼与PD-1抑制剂联用，在对免疫抑制剂并不特别敏感的B16-OVA黑色素瘤小鼠中，他们发现苯乙肼与PD-1抑制剂各自单药组的抑瘤效果相似，而两者联用后，肿瘤体积在给药第11天被完全抑制！
苯乙肼(Phe)与PD-1抑制剂联用在B16-OVA黑色素瘤动物模型中的抑瘤效果
更令人激动的是，研究人员还在临床数据中发现，肿瘤浸润性CD8 T细胞在Maoa低表达的肿瘤中能更好地发挥抗肿瘤作用，从而延长患者生存期，而且这种现象在结肠癌、肺癌、宫颈癌和胰腺癌的患者样本中都得到了验证。
在接受PD-1抑制剂治疗的黑色素瘤患者中，研究人员还发现，肿瘤高表达Maoa会在很大程度上抵消肿瘤浸润性CD8 T细胞的作用，提示MAO-A抑制剂和PD-1抑制剂联用可能通过活化肿瘤浸润性CD8 T细胞而在临床上发挥协同抗肿瘤的作用。
MAOA表达和肿瘤浸润性CD8 T细胞数量对接受PD1抑制剂治疗的黑色素瘤患者生存曲线的影响
综上所述，Lili Yang研究团队的工作首次揭示了MAO-A在肿瘤浸润性CD8 T细胞中的免疫检查抑制作用，探索了MAO-A和5-HT调控CD8 T细胞活性的可能机制，还为抗肿瘤治疗提供了“老药新用”的方案。
然而，研究人员也指出，MAO-A对免疫细胞的调节作用并不局限于CD8 T细胞。其实在Maoa-KO小鼠肿瘤模型中，多种免疫细胞都会被过度激活。MAO-A在其他疾病中也可能起到了免疫调节作用[6]。所以，这项研究只是打开了MAO-A免疫调节作用的一扇窗，要对它有更全面的认识，还需要更多科学家们的上下求索。
除MAO抑制剂外，临床上还有很多可以调节5-HT效应的药物。理论上来说，它们也能通过调节5-HT通路来治疗肿瘤中CD8 T细胞的“抑郁症”，但这个假设还需要日后更多的研究来加以证实。
不过，这项工作目前仅为临床前的早期研究，癌症患者千万不要擅自使用MAO抑制剂。
参考文献
1. Fares CM, Van Allen EM, Drake CG, Allison JP, Hu-Lieskovan S. Mechanisms of Resistance to Immune Checkpoint Blockade: Why Does Checkpoint Inhibitor Immunotherapy Not Work for All Patients?. Am Soc Clin Oncol Educ Book. 2019;39:147-164.
2. Wang X, Li B, Kim YJ, et al. Targeting monoamine oxidase A for T cell-based cancer immunotherapy. Sci Immunol. 2021;6(59):eabh2383.
3. Jiang SH, Hu LP, Wang X, Li J, Zhang ZG. Neurotransmitters: emerging targets in cancer. Oncogene. 2020;39(3):503-515.
4. Chen Y, Leon-Ponte M, Pingle SC, O'Connell PJ, Ahern GP. T lymphocytes possess the machinery for 5-HT synthesis, storage, degradation and release. Acta Physiol (Oxf). 2015;213(4):860-867.
5. León-Ponte M, Ahern GP, O'Connell PJ. Serotonin provides an accessory signal to enhance T-cell activation by signaling through the 5-HT7 receptor. Blood. 2007;109(8):3139-3146.
6. Ostadkarampour M, Putnins EE. Monoamine Oxidase Inhibitors: A Review of Their Anti-Inflammatory Therapeutic Potential and Mechanisms of Action. Front Pharmacol. 2021;12:676239. Published 2021 Apr 30.
责任编辑丨BioTalker
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