「少吃」真的可以帮助杀死癌细胞！模拟禁食可重塑机体免疫，提高癌症免疫治疗的效果

导读

目前，免疫疗法在黑色素瘤、肺癌和结直肠癌的治疗中均取得了非常积极的进展，然而，免疫疗法的有效性迄今为止也仅限于特定的癌症类型，且仍有大多数患者对免疫疗法的治疗效果并不积极。此外，值得注意的是，免疫疗法，甚至是联合使用免疫疗法还会增加不良事件的风险，这也严重限制了它们在临床中的应用。

在过去的十年中，使用一些营养成分模拟禁食，即禁食模拟饮食（Fasting Mimicking Diet, FMD），能够有利于促进免疫系统的恢复，并与化疗、放疗、激素治疗等发挥协同作用，以实现更好的抗肿瘤反应，甚至在某些临床前肿瘤模型中使得肿瘤得到根除。

2022 年 8 月 23 日，来自意大利 FIRC 分子肿瘤研究所等单位的研究团队在 Cell Reports 发表了题为 Fasting renders immunotherapy effective against low-immunogenic breast cancer while reducing side effects 的文章，他们证明了禁食模拟饮食（FMD）可以增强低免疫原性三阴性乳腺肿瘤（TNBC）的抗肿瘤免疫反应，并可减少其副作用。

禁食模拟饮食可以作用于肿瘤微环境，增加了低免疫原性的三阴性乳腺肿瘤（TNBC）中免疫治疗（抗 PD-L1 和抗 OX40）的效果。此外，FMD 还可以通过阻止免疫反应的过度激活，减少免疫相关不良事件（irAEs）的发生。

图片来源：Cell Reports

主要研究内容

禁食模拟饮食联合抗 OX40/抗 PD-L1 可阻止乳腺癌的进展

首先，研究人员将 4T1 乳腺癌细胞原位植入小鼠乳腺脂肪垫，然后用抗 OX40/抗 PD-L1 单独或联合治疗，并设置禁食模拟饮食（FMD）治疗组和标准饮食组（AL）。结果表明，与标准饮食组相比，仅用 IgG 治疗的 FMD 组表现出抑制肿瘤生长；而抗 PD-L1 单药治疗在 AL 组和 FMD 组均未显示任何抗肿瘤效果；抗 OX40 治疗在 AL 组小鼠中没有抗肿瘤作用，而在喂食 FMD 的小鼠中则可以延缓肿瘤的生长。联合抗 OX40/抗 PD-L1 治疗可以减少标准饮食组的肿瘤肿块，而与 FMD 联合治疗效果则更有效。同时，与其他组相比，FMD 联合免疫治疗显著延长小鼠生存期。

图片来源：Cell Reports

为了确定免疫系统在其中的作用，他们在 NSG 免疫缺陷乳腺癌小鼠中使用了相同的治疗方案。禁食模拟饮食联合抗 OX40/抗 PD-L1 治疗在免疫缺陷小鼠中已不再有效，提示 FMD 联合抗 OX40/抗 PD-L1 治疗的抗肿瘤作用是由免疫系统介导的。

图片来源：Cell Reports

禁食模拟饮食联合抗 OX40/抗 PD-L1 治疗通过促进 T 细胞活化来增强抗肿瘤反应

为了探讨禁食模拟饮食如何提高抗肿瘤活性，他们从乳腺癌小鼠模型中分离出 CD45 阳性肿瘤浸润性免疫细胞，并进行单细胞转录组测序（scRNA-seq）。基于无偏颇的聚类方法，他们共鉴定出 14 个细胞亚群。其中，与所有其他实验条件相比，FMD 联合免疫治疗组激活的 CD8 T 细胞、CD4 T 细胞相对富集最多。

图片来源：Cell Reports

与其他实验组相比，禁食模拟饮食联合免疫治疗还增加了肿瘤免疫浸润中细胞毒活性相关基因的表达和 CD8 T 细胞活化百分率。相反，参与细胞毒性负调控的基因则在 FMD 联合免疫治疗组中显著下调。随后，他们也通过流式分选术和免疫组化实验在蛋白水平上确认了上述转录组分析结果。后续的实验结果还表明，不仅仅对于适应性免疫，FMD 也可以重塑机体的先天免疫系统，进一步促进抗肿瘤免疫。

禁食模拟饮食重塑肿瘤间质，使肿瘤血管恢复正常

由于乳腺癌中胶原蛋白的大量沉积促进了肿瘤的发展和进展，通常与预后不良有关，因此他们研究了 FMD 是否会影响胶原重塑和肿瘤基质结构。他们观察到，与标准饮食组相比，FMD 组肿瘤床内胶原纤维沉积减少，其胶原纤维的线形和密度也较低。

肿瘤血管恢复正常可以提高免疫治疗的疗效，改善肿瘤血管灌注，促进肿瘤微环境中的免疫效应细胞的浸润。为了确定 FMD 联合免疫治疗是否也影响肿瘤血管新生，他们分析了治疗期间的肿瘤血管情况。与标准饮食组相比，FMD 组中肿瘤内皮细胞和周细胞的数量降低，但周细胞定位没有受损。在标准饮食组，内皮细胞更细长，形成致密的血管网；相反，在 FMD 组中，内皮细胞看起来不成熟且分支不良。这提示 FMD 通过减少胶原蛋白积累和重塑肿瘤血管网络，进而促进免疫细胞的浸润。

图片来源：Cell Reports

禁食模拟饮食可降低与免疫治疗相关的过敏反应风险

由于某些患者容易出现严重不良反应，因此限制了免疫治疗的应用。研究者发现，在喂食标准饲料的小鼠中，抗 PD-L1 和抗 OX-40 的重复单次或联合处理具有致命的副作用，但在同样接受禁食模拟饮食的小鼠中却没有观察到这种致命作用。进一步的分析显示，FMD 诱导的淋巴细胞、单核细胞、粒细胞和血小板的变化可以阻止或减弱 MPO、组胺、VEGF 等决定过敏反应的因素的释放，而不影响免疫治疗疗效。

图片来源：Cell Reports

禁食模拟饮食在 TS/A 乳腺癌模型中同样有效

接下来，他们探讨了 FMD 与抗 OX40/抗 PD-L1 治疗是否也能有效治疗另一种低免疫原性乳腺肿瘤模型——TS/A。他们观察到，与标准饮食相比，FMD 提高了 TS/A 乳腺癌抗 OX40/抗 PD-L1 治疗中的抗肿瘤反应，并有效阻止了肿瘤的生长，而单独的 FMD 在 TS/A 肿瘤中并没有显著的抗肿瘤作用。

在 TS/A 模型中，FMD 本身并不增加 CD3 T 细胞和 CD8 T 细胞的免疫浸润，不影响 CD8 T 细胞的激活，而是可以使细胞毒性增强并使促进 CD8 T 淋巴细胞增殖。

图片来源：Cell Reports

此外，单独的禁食模拟饮食，以及标准饮食联合免疫治疗，可增加免疫抑制性 Treg 细胞的百分比，而 FMD 联合免疫治疗则可阻止这种增加。同时，正如在 4T1 模型中观察到的那样，FMD 不仅重塑了 TS/A 模型的肿瘤微环境细胞成分，而且重塑了肿瘤床中胶原纤维的结构和组织。

结语

综上所述，本研究结果表明，禁食模拟饮食联合抗 OX40/抗 PD-L1 治疗可增强两种不同低免疫原性三阴性乳腺癌亚型（4T1 和 TS/A）的抗肿瘤免疫应答，减少肿瘤体积。更加深入的分析显示，禁食模拟饮食可能通过重塑免疫系统和肿瘤微环境来增强免疫治疗的疗效。

因此，禁食模拟饮食可能代表着一种很有前景的营养干预，应该在未来临床试验中测试它们对免疫治疗致敏低免疫原性肿瘤的效果，以提高免疫治疗的应用范围，造福更多患者。

拓展阅读

FMD 是该研究的通讯作者 Valter Longo 提出的一种饮食方法。该方法以低热量、低糖、低蛋白，但是高不饱和脂肪酸的食物为主要组成，并包含了大量的水分与植物纤维，力图降低总热量的摄入。FMD 一般以每月 1 次的频率进行，每次持续 5 天，这能使身体有足够的时间发生禁食相关的适应性变化，被认为有助于抗衰老和改善健康。