免疫检查点阻断联合化疗已成为三阴性乳腺癌（TNBC）的标准治疗方案。但一个临床困境长期未解：初始响应的肿瘤仍可能复发，获得性耐药机制尚不明确。脂质代谢重编程——以往被视为肿瘤细胞能量供应的辅助通路——是否在免疫逃逸中扮演了核心角色？
2025年4月，美国贝勒医学院张翔团队在 Immunity 发表了一项研究。他们发现：对抗PD-1联合紫杉醇治疗后复发的TNBC细胞大量积累中性脂质（脂滴），其中花生四烯酸（AA）通过细胞外囊泡（EV）递送至肿瘤浸润中性粒细胞，诱导后者高表达PD-L1并产生PGE₂，从而强力抑制CD8⁺T细胞功能。阻断饮食中ω-6脂肪酸摄入、抑制脂肪酸延长酶ELOVL5或破坏脂滴结构蛋白PLIN2/3，均可逆转免疫抑制并恢复治疗敏感性。该研究从代谢免疫学角度揭示了TNBC获得性耐药的新机制，并为临床提供了可转化的饮食干预思路。
科似海生物依托高灵敏度液质联用（LC-MS/MS）平台，建立了覆盖花生四烯酸（AA）及其下游代谢产物（前列腺素E₂、白三烯B₄、羟基脂肪酸HETEs、环氧脂肪酸EETs）以及AA-磷脂（如PE(18:0/20:4)）等40余种类花生酸的靶向绝对定量检测体系，支持血清、肿瘤组织、细胞外囊泡、细胞培养上清等多类型样本中的精确定量分析，可为肿瘤免疫微环境重塑、代谢干预及饮食调控研究提供精准数据支撑。
研究结果
01耐药肿瘤细胞的代谢标志：脂滴大量积累与AA合成上调
研究者利用对ICB联合紫杉醇（PTX）敏感的TNBC小鼠模型（2208L），从复发病灶中建立了获得性耐药细胞系（2208L-Res1~Res5）。这些耐药细胞在体内对单药及联合治疗均不敏感，肿瘤微环境中CD8⁺T细胞浸润显著减少。
RNA-seq显示耐药细胞中脂肪酸和脂类代谢通路显著上调。脂质组学进一步确认：耐药细胞内甘油三酯（TG）含量一致升高，并以脂滴（LD）形式储存。透射电镜（TEM）定量显示，2208L亲代细胞几乎无LD，而Res1和Res2细胞的中位LD面积分别达0.49和0.62 μm²。
值得注意的是，增强的脂肪酸氧化（FAO）并非耐药所必需——敲低CPT1A（脂肪酸氧化限速酶）不改变耐药表型。这说明脂质本身或其衍生物可能作为信号分子发挥作用。进一步分析发现，耐药细胞中AA合成显著增强，且依赖脂肪酸延长酶ELOVL5——敲低ELOVL5可显著降低耐药细胞内的AA水平。AA是一种ω-6多不饱和脂肪酸，主要来源于膳食摄入。这一发现提示，AA不仅是肿瘤代谢的副产物，更主动参与了免疫逃逸。
图1 耐药细胞的脂滴积累表型
02脂滴结构蛋白PLIN2/3是建立免疫抑制微环境的必要条件
研究者靶向了脂滴包被蛋白家族（perilipins）。耐药细胞中PLIN2和PLIN3蛋白表达显著升高。单独或双重敲低Plin2/Plin3可显著减少耐药细胞中脂滴的数量和大小。关键的是，这一操作恢复了联合治疗对耐药肿瘤的疗效：2208L-Res2 PLIN2 KD或PLIN3 KD肿瘤在联合治疗下出现部分乃至完全消退，同时CD8⁺T细胞浸润显著增加。
在天然耐药的PyMT-N模型和EMT6模型中，敲低PLIN2/3同样增强了免疫浸润和联合治疗应答。使用诱导型shRNA系统进一步证实，仅当敲低诱导后，原本抵抗的肿瘤才变得对治疗敏感。这些结果证明：脂滴结构蛋白是耐药肿瘤维持免疫抑制微环境的功能必需元件，而非仅仅是脂质储存的被动结果。
图2. Perilipins在耐药性肿瘤的免疫抑制微环境中的必需性
03耐药肿瘤相关中性粒细胞（RTANs）的起源与AA的免疫重编程功能
单细胞RNA测序（scRNA-seq）揭示了耐药微环境中的关键免疫细胞变化。在2208L亲代肿瘤中，中性粒细胞主要为常规亚群；而在耐药肿瘤中，一个全新的中性粒细胞亚群（Cluster 4）比例从1.36%急剧升至13.13%~30.16%。作者将其命名为耐药肿瘤相关中性粒细胞（RTANs）。
RTANs高表达脂质代谢基因（Hilpda、Plin2）、免疫检查点配体Cd274（PD-L1）和趋化因子Cxcl3，同时低表达干扰素应答基因Ifitm2。IPA分析预测RTANs的基因特征与T细胞活化及细胞毒性通路显著下调相关。体内外实验证实，RTANs富含脂滴，且能够强力诱导CD8⁺T细胞表达耗竭标志物（CTLA-4、LAG-3、PD-1、TIM-3）并减少细胞因子产生（IFNγ、TNFα）。将RTANs过继转移至荷瘤小鼠，可加速肿瘤生长并削弱联合治疗效果；而特异性清除中性粒细胞（抗Ly6G）则可恢复CD8⁺T细胞浸润并增强治疗敏感性。
那么，是什么驱动了RTANs的产生？IPA上游调控子预测显示，花生四烯酸（AA）为最强的候选分子。体外验证表明：AA（而非油酸OA）处理后的中性粒细胞高表达RTAN特征基因，并显著增强对CD8⁺T细胞的抑制作用。体内过继转移AA处理的中性粒细胞同样加速肿瘤生长并削弱联合治疗疗效。
机制上，肿瘤细胞通过分泌富含AA的细胞外囊泡（EV）将AA递送至中性粒细胞。这些EV中的AA以磷脂形式存在（如PE(18:0/20:4)），进入中性粒细胞后代谢产生PGE₂，并上调PD-L1。敲低肿瘤细胞的Rab27a（抑制EV分泌）可逆转中性粒细胞的重编程并恢复治疗敏感性。值得注意的是，虽然肿瘤细胞本身也高表达COX2并产生PGE₂，但敲低肿瘤细胞的COX2并不影响耐药；相反，中性粒细胞才是AA代谢产生PGE₂并发挥免疫抑制功能的主要效应细胞。使用COX2抑制剂塞来昔布（celecoxib）可部分逆转AA诱导的中性粒细胞免疫抑制。
图3. 耐药肿瘤重塑肿瘤微环境中的中性粒细胞群体
04阻断ω-6脂肪酸饮食或靶向AA合成可逆转耐药
基于上述机制，研究者测试了两种转化潜力高的干预策略。
第一，抑制AA合成。 敲低ELOVL5（脂肪酸延长酶5）可显著降低耐药细胞内AA水平，并在2208L-Res2和EMT6模型中恢复联合治疗疗效，伴随免疫细胞浸润增加。
第二，饮食干预。 采用必需脂肪酸缺乏（EFAD）饮食（限制ω-6脂肪酸摄入），可显著降低肿瘤微环境中的AA水平，并减少TINs上PD-L1的表达。在三种耐药模型（2208L-Res1、2208L-Res2、EMT6）中，EFAD饮食均使原本抵抗的肿瘤重新对联合治疗敏感。
临床数据进一步支持了这些发现。在I-SPY2临床试验（69例接受紫杉醇+帕博利珠单抗治疗的TNBC患者）中，无病理完全缓解（non-pCR）的肿瘤显著富集AA代谢通路和EV生成通路。在METABRIC和SwainB TNBC数据集中，AA代谢通路与中性粒细胞特征呈强正相关，而与CD8⁺T细胞特征呈负相关。人骨转移标本的免疫荧光染色也显示，PLIN2表达于与中性粒细胞（MPO⁺）邻近的区域。
图4. 花生四烯酸重编程肿瘤浸润中性粒细胞
05AA的来源与代谢通路验证
研究者通过系统的代谢定量与功能验证，明确了AA的来源和代谢去向。
AA主要来自耐药肿瘤细胞。 ELISA显示，耐药肿瘤细胞中AA浓度最高（约250 pg/mL），而CAFs和巨噬细胞含量极低。肿瘤细胞自身的COX2并非耐药关键：敲低耐药细胞中的COX2不影响联合治疗疗效。但耐药微环境中的中性粒细胞PGE₂显著升高，其含量是亲代来源的3倍以上。
中性粒细胞是PGE₂的高效生产者。 单独培养时，肿瘤细胞加AA后PGE₂仅小幅升高；而中性粒细胞加AA后PGE₂飙升数十倍。共培养实验证实，肿瘤细胞通过传递AA使中性粒细胞成为PGE₂的主要生产者。
靶向COX2可逆转中性粒细胞的免疫抑制。 AA处理的中性粒细胞使CD8⁺T细胞存活率降至76.6%、IFNγ降至3.7 pg/mL；而塞来昔布预处理可部分恢复。体内口服塞来昔布联合治疗显著抑制耐药肿瘤生长，过继转移实验也证实抑制中性粒细胞COX2可削弱其促耐药功能。
以上结果完整揭示了“肿瘤细胞供AA → 中性粒细胞产PGE₂ → CD8⁺T耗竭”的核心链条。
图5.肿瘤细胞在肿瘤微环境(TME)中作为主要花生四烯酸来源
研究小结
本研究首次系统揭示了三阴性乳腺癌获得性耐药中AA介导的免疫逃逸新机制：获得性耐药TNBC细胞→ELOVL5上调→AA合成增加→脂滴积累（依赖PLIN2/3）→分泌富含AA的EV→递送至肿瘤浸润中性粒细胞→中性粒细胞代谢产生PGE₂并上调PD-L1→CD8⁺T细胞耗竭→免疫联合化疗耐药。
基于这一机制，研究提出了三重可干预的逆转策略：靶向脂滴结构蛋白（PLIN2/3）、抑制AA合成（ELOVL5）、膳食限制ω-6脂肪酸摄入。其中饮食干预策略因其安全性和可及性，具有向临床转化的天然优势。值得注意的是，该研究还澄清了一个问题：肿瘤细胞自身产生的PGE₂对耐药贡献有限，真正执行免疫抑制功能的是被AA重编程后的中性粒细胞。这一发现为精准靶向中性粒细胞代谢而非广谱抑制COX2提供了理论依据。
从技术层面看，本研究中脂质组学和单细胞转录组学的整合策略，以及细胞外囊泡中AA及其磷脂的精准定量，构成了方法学的核心支柱。
科似海：精准靶向代谢组学助力TNBC脂质免疫代谢研究
本研究首次揭示，获得性耐药的三阴性乳腺癌细胞通过ELOVL5上调大量合成花生四烯酸（AA），并以细胞外囊泡形式将AA递送至肿瘤浸润中性粒细胞，重编程后者高表达PD-L1并产生PGE₂，从而诱导CD8⁺T细胞耗竭，导致免疫联合化疗耐药。AA及其下游类花生酸代谢网络的精确定量、异构体区分及细胞外囊泡中痕量脂质分子的检测，对分析平台的灵敏度和特异性提出了极高要求。
科似海生物依托高灵敏度液质联用（LC-MS/MS）平台，建立了覆盖花生四烯酸、前列腺素E₂、白三烯B₄、羟基脂肪酸（HETEs）、环氧脂肪酸（EETs）以及AA-磷脂（如PE(18:0/20:4)）等40余种类花生酸的靶向定量检测体系，支持血清、肿瘤组织、细胞外囊泡、细胞培养上清等多种样本类型，实现pg/mL级别低丰度分子的可靠检出。科似海代谢以精准检测技术，赋能肿瘤免疫微环境重塑及代谢干预研究。
【参考文献】
Yu L, Liebenberg K, Shen Y, et al. Tumor-derived arachidonic acid reprograms neutrophils to promote immune suppression and therapy resistance in triple-negative breast cancer. Immunity. 2025;58(4):909-925.e7. DOI: 10.1016/j.immuni.2025.03.002
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