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在胶质瘤治疗中，溶瘤单纯疱疹病毒（oHSV）疗法效果受肿瘤代谢影响，却鲜为人知。研究人员针对此，探究 oHSV 对胶质瘤代谢及免疫的作用。结果发现 oHSV 可重编程代谢引发铁死亡，激活免疫，且 IDHR132H抑制剂能增强疗效，为治疗带来新策略。
脑肿瘤是严重威胁人类健康的重大疾病，其治疗一直是医学领域的难题。胶质瘤作为最常见的原发性脑肿瘤，具有极高的致死率和致残率。近年来，虽然在手术、放疗和化疗等传统治疗手段上取得了一定进展，但患者的总体预后仍然不佳。溶瘤单纯疱疹病毒（oHSV）疗法作为一种新兴的免疫治疗方法，通过利用减毒病毒裂解肿瘤细胞并激活机体免疫反应，为胶质瘤治疗带来了新的希望。然而，目前对于胶质瘤代谢在 oHSV 疗效中的作用机制尚不明确，这严重限制了该疗法的进一步优化和应用。因此，深入探究胶质瘤代谢与 oHSV 疗法之间的关系，对于提高胶质瘤治疗效果具有重要的意义。
为了解决这一关键问题，来自美国奥古斯塔大学乔治亚癌症中心等多个研究机构的研究人员展开了深入研究。他们通过一系列实验，揭示了 oHSV 治疗对胶质瘤细胞代谢和抗肿瘤免疫的影响机制，并发现了 IDHR132H抑制剂与 oHSV 联合治疗的潜在优势。这一研究成果发表在《Nature Communications》上，为胶质瘤的治疗提供了新的理论依据和治疗策略。
研究人员在开展研究时，运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，使用多种细胞系（如患者来源的原发性 GBM 细胞 GBM12 和 GBM28 等）进行体外培养，通过稳定同位素标记的代谢物分析技术，追踪葡萄糖和谷氨酰胺在细胞内的代谢流向；利用 Seahorse 分析检测细胞呼吸和细胞外酸化率，评估线粒体功能。在动物实验方面，构建了多种小鼠胶质瘤模型（如 005 GSC 脑肿瘤小鼠模型等），并对小鼠进行病毒注射、药物干预和饮食控制。此外，还运用了 mRNA 测序分析、单细胞测序（sc - seq）等技术，从基因层面深入探究 oHSV 治疗对肿瘤微环境的影响。
下面详细介绍研究结果：
- oHSV 疗法诱导患者和细胞模型中葡萄糖通量的变化：研究人员分析患者治疗前后的转录组谱发现，oHSV 治疗显著富集了与柠檬酸循环、氧化磷酸化和谷氨酸代谢相关的通路。在细胞实验中，用稳定同位素标记的 U - 13C 葡萄糖处理胶质瘤细胞，发现 oHSV 治疗增加了葡萄糖利用，使葡萄糖更多进入糖酵解途径和三羧酸（TCA）循环，且丙酮酸羧化生成苹果酸进入 TCA 循环的过程也增强，但乳酸水平并未增加，这表明 oHSV 治疗使肿瘤细胞优先将摄取的葡萄糖导向 TCA 循环。
- oHSV 感染的 GBM 细胞线粒体活性增加：通过 Seahorse 分析，研究人员发现 oHSV 治疗使 GBM12 和 GBM28 细胞的线粒体呼吸、基础呼吸和 ATP 产生显著增加，同时最大呼吸能力增强，而质子泄漏和非线粒体呼吸未改变，这说明 oHSV 感染增加了线粒体容量，使细胞主要依赖线粒体满足氧气和能量需求。此外，mito - tracker 染色、线粒体和基因组 DNA PCR 以及呼吸链酶活性检测等实验也进一步证实了 oHSV 治疗诱导了胶质瘤细胞线粒体活性的改变。
- oHSV 诱导 GBM 细胞通过还原羧化实现高代谢通量：使用 U - 13C 标记的谷氨酰胺研究发现，oHSV 感染的 GBM 细胞中，谷氨酰胺代谢通量增加，且通过还原羧化生成 M + 5 柠檬酸盐的比例显著高于未感染细胞，同时 TCA 循环中间产物的标记模式表明，增加的 M + 5 柠檬酸盐可能用于脂肪酸合成和 / 或蛋白质乙酰化。oHSV 治疗还导致细胞内乙酰辅酶 A 水平升高、脂质合成增加，这一系列结果表明 oHSV 治疗使胶质瘤细胞增加了谷氨酰胺向还原羧化的利用，进而促进脂质合成。
- oHSV 治疗诱导具有铁死亡特征的细胞死亡：oHSV 治疗导致 GBM 细胞内和线粒体 ROS 增加，还原型谷胱甘肽水平降低。通过蛋白质激酶功能筛选发现，病毒治疗后蛋白激酶 C（PKC）被激活，PKC 激活后诱导了酰基辅酶 A 合成酶长链家族成员 4（ACSL4）等参与铁死亡相关酶的表达，同时脂质过氧化增加，细胞出现线粒体裂变、膜损伤等铁死亡特征。这一系列实验表明，oHSV 治疗诱导了 GBM 细胞发生铁死亡。
- 代谢变化和 PKC 活性对 oHSV 诱导的脂质过氧化介导的肿瘤细胞死亡至关重要：研究人员通过使用线粒体破坏剂 Devimistat、ROS 清除剂 Ebselen、谷氨酰胺酶抑制剂 Telaglenastat（CB - 839）和 PKC 抑制剂 Go6983 分别阻断相关通路，发现这些抑制剂均能降低 oHSV 诱导的脂质过氧化，表明调节葡萄糖和谷氨酰胺通量以及 PKC 激活对 oHSV 诱导的铁死亡至关重要。在小鼠实验中，阻断铁死亡会降低 oHSV 免疫治疗的疗效，进一步强调了铁死亡在 oHSV 诱导的抗肿瘤免疫中的重要性。
- oHSV 诱导的铁死亡对病毒诱导的免疫反应很重要：oHSV 感染导致损伤相关分子模式分子（DAMPs）如 HMGB1 和细胞外 ATP（eATP）释放增加，这些 DAMPs 可激活树突状细胞（DCs），进而激活 CD8+ T 细胞。使用铁死亡抑制剂 ferrostatin - 1（Fer - 1）处理后，病毒诱导的脂质过氧化、线粒体损伤、DAMPs 释放和 DC 激活均受到抑制。此外，在小鼠实验中发现，oHSV 治疗的抗肿瘤免疫效果依赖于完整的免疫系统，且铁死亡对激活抗肿瘤 T 细胞至关重要，这表明铁死亡在 oHSV 诱导的免疫反应中起着关键作用。
- 铁死亡对病毒治疗后肿瘤免疫微环境的影响：对 005 胶质瘤荷瘤小鼠进行 oP10 治疗并使用 Fer - 1 阻断铁死亡，然后对 CD45+细胞进行单细胞测序分析。结果发现，Fer - 1 处理改变了巨噬细胞与 T 细胞之间的相互作用，使 T 细胞亚群发生变化，增加了调节性 T 细胞（Tregs）和耗竭 T 细胞，减少了 Granzyme K（Gzmk）+ CD8+细胞毒性 T 细胞和 γδ T 细胞。这表明铁死亡对肿瘤免疫微环境具有重要影响，影响了免疫细胞之间的相互作用和 T 细胞的功能。
- 突变 IDH 对病毒疗效的影响：研究发现，oHSV 治疗可显著增加野生型 IDH（wtIDH）胶质瘤细胞的氧消耗率（OCR）、脂质过氧化和 ROS 水平，而对携带 IDHR132H突变的胶质瘤细胞影响较小。使用 IDHR132H抑制剂 AGI - 5198 处理 IDHR132H胶质瘤细胞后，可恢复其还原羧化能力，增强 oHSV 治疗后的脂质过氧化。在小鼠实验中，AGI - 5198 与 oHSV 联合治疗显著提高了 IDHR132H胶质瘤荷瘤小鼠的生存率，减小了肿瘤体积，这表明 IDHR132H抑制剂与 oHSV 联合治疗可提高治疗效果。
研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了 oHSV 治疗 wtIDH 胶质瘤时，会使谷氨酰胺从进入 TCA 循环转向还原羧化和脂质生物合成，进而诱导铁死亡，激活抗肿瘤免疫反应。而携带突变 IDH 的胶质瘤细胞无法进行还原羧化和铁死亡，但抑制 IDHR132H功能可与 oHSV 协同作用，提高免疫治疗效果。这一研究不仅加深了人们对胶质瘤代谢与 oHSV 疗法相互作用机制的理解，还为高等级 IDH 突变胶质瘤患者的治疗提供了新的策略，即使用 IDHR132H抑制剂与 oHSV 联合治疗，有望改善患者的预后。此外，研究还发现肿瘤代谢变化可能为预测患者对 oHSV 治疗的反应提供新的指标，为未来进一步优化 oHSV 疗法奠定了基础。
