来氟米特通过调节微生物群 - IPA - 心脏轴减轻 αPD1 诱导的心脏毒性

《Nature Communications》：Microbiota-indole-3-propionic acid-heart axis mediates the protection of leflunomide against αPD1-induced cardiotoxicity in mice

为探究来氟米特（Lef）对 αPD1 诱导心脏毒性的作用，研究发现 Lef 可缓解该毒性且增强免疫治疗效果。

　　免疫检查点抑制剂在癌症治疗中大放异彩，尤其是抗程序性死亡蛋白 1（αPD1），能让不少黑色素瘤患者的生存期显著延长。然而，它就像一把双刃剑，在对抗癌症的同时，带来了严重的心血管毒性副作用，像心肌炎、心包炎等，严重威胁患者生命健康。如何在不影响 αPD1 抗癌疗效的前提下，减轻其心脏毒性，成为医学研究的关键难题。

武汉大学人民医院的研究人员针对这一问题展开研究，相关成果发表在《Nature Communications》上。该研究发现，来氟米特（Leflunomide，Lef）能够抑制 αPD1 相关的心脏毒性，同时还能增强 αPD1 介导的免疫治疗效果，且这一保护作用依赖于肠道微生物群，而非 T 细胞。机制上，研究识别出吲哚 - 3 - 丙酸（indole-3-propionic acid，IPA），它能直接结合芳烃受体（aryl hydrocarbon receptor，AhR），促进磷脂酰肌醇 3 - 激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）表达，从而抑制心肌细胞对免疫损伤的反应。这一发现为减轻 αPD1 诱导的心脏毒性提供了新的潜在治疗靶点，意义重大。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，通过构建黑色素瘤小鼠模型，模拟 αPD1 治疗场景；利用粪便微生物移植（FMT）实验，验证肠道微生物群在 Lef 保护作用中的关键作用；借助 16S rRNA 测序分析肠道微生物群落结构和丰度变化；采用代谢组学技术鉴定相关代谢物；运用 RNA 测序、染色质免疫沉淀 - PCR（ChIP-PCR）等方法探究基因表达调控机制，为研究提供了多维度的证据支持 。

研究结果如下：

• Lef 增强 αPD1 免疫治疗效果：研究人员将 B16-F10 黑色素瘤细胞接种到小鼠体内，分别给予 αPD1、Lef 等处理。结果发现，αPD1 治疗显著减小了肿瘤体积，而 Lef 联合 αPD1 治疗使肿瘤体积更小。同时，Lef 增强了 αPD1 治疗的效果，减少了肿瘤组织中 CD8⁺ T 细胞数量，且不影响 CD4⁺ T 细胞，表明 Lef 能增强 αPD1 对黑色素瘤生长的抑制作用。
• Lef 减轻 αPD1 治疗小鼠的心脏毒性：αPD1 治疗的黑色素瘤小鼠出现心脏功能受损，如射血分数（EF）和缩短分数（FS）降低、左心室舒张末期内径（LVIDd）增加等。而 Lef 治疗有效改善了这些心脏功能指标，减少了心脏损伤标志物肌钙蛋白 T（cTnT）和肌酸激酶同工酶 MB（CK-MB）的升高，抑制了心肌细胞凋亡和 CD8⁺ T 细胞浸润，表明 Lef 可减轻 αPD1 诱导的心脏毒性。
• Lef 的心脏保护作用不依赖 T 细胞：通过使用抗 CD8 单克隆抗体进行 CD8⁺ T 细胞耗竭实验，发现 Lef 在 CD8⁺ T 细胞耗竭后仍能减轻 αPD1 治疗小鼠的心脏损伤和功能障碍，且 Lef 的活性代谢产物 A771726 对分离的成年心肌细胞无直接保护作用，证明 Lef 的心脏保护作用不依赖 CD8⁺ T 细胞。
• Lef 减轻肠道屏障损伤且其心脏保护作用依赖微生物群：Lef 治疗改善了 αPD1 治疗小鼠的肠道屏障功能，增加了紧密连接蛋白的表达。FMT 实验表明，接受 αPD1 + Lef 小鼠微生物群移植的小鼠心脏功能更好，心肌凋亡减少，说明 Lef 的心脏保护作用依赖肠道微生物群。
• Lef 改变肠道微生物群的丰度和群落结构：对小鼠粪便样本进行 16S rRNA 分析发现，Lef 治疗改变了 αPD1 治疗小鼠肠道微生物群的多样性和群落结构，如 Firmicutes 丰度降低、Bacteroidota 丰度增加等，且特定细菌与心脏功能变化密切相关。
• IPA 保护 αPD1 治疗小鼠免受心脏毒性：代谢组学分析发现，色氨酸途径与 αPD1 相关心脏毒性密切相关。Lef 治疗可增加 IPA 水平，而 IPA 能改善 αPD1 治疗小鼠的心脏功能，抑制心脏凋亡，表明 IPA 在 Lef 介导的心脏保护作用中起关键作用。
• IPA 通过 AhR 促进 PI3K 表达：研究发现 IPA 通过与 AhR 结合并激活 PI3K 表达来发挥心脏保护作用。AhR 缺失几乎消除了 IPA 对 αPD1 诱导心脏毒性的保护作用，PI3K 是 AhR 的下游靶点，Lef 或 IPA 治疗可上调 PI3K 表达，PI3K 缺失则消除了 IPA 对细胞活力的保护作用。

研究结论和讨论部分指出，Lef 治疗抑制 αPD1 相关心脏毒性和心脏凋亡，且不影响 αPD1 免疫治疗效果，其保护作用依赖肠道微生物群。IPA 在其中发挥关键作用，通过结合 AhR 促进 PI3K 表达，抑制心肌细胞凋亡。该研究揭示了 Lef 减轻 αPD1 诱导心脏毒性的具体机制，为临床解决 αPD1 治疗中出现的心脏毒性问题提供了新的方向和潜在治疗靶点，有望改善癌症患者的治疗预后，推动免疫治疗的进一步发展。