CAR-T疗法的一个主要局限是这些T细胞在体内的持久性较差，维持存活和肿瘤杀伤力的时间不长，尤其是在实体瘤中的疗效有限。已有的研究认为T细胞的记忆基因的表达，与CAR-T细胞在患者体内的长期存活和临床疗效有关，这提示T细胞的记忆程序可能是CAR-T细胞在体内持久功能的基础。最近的一项研究显示转录因子FOXO1是参与CAR-T细胞的免疫记忆和抑制T细胞耗竭的关键调控因子。

FOXO1（Forkhead Box O1）是一种转录因子，在调控细胞的存活、增殖、分化等过程中起着重要的作用。在CAR-T细胞中，发现FOXO1是促进T细胞记忆功能和抑制耗竭状态的关键因子之一。采用药物抑制或基因编辑内源性FOXO1会减少记忆相关基因的表达，促进T细胞耗竭（exhaustion）样表型的形成，进而损害CAR-T细胞的抗肿瘤活性。相反，过度表达FOXO1会诱导启动与T细胞记忆相关的基因表达程序，FOXO1的结合位点可以更容易地结合到染色质上的特定区域，从而影响基因的表达和细胞功能。

有关转录因子FOXO1研究的另一篇论文发表于同期“Nature”杂志上，从T细胞的“干细胞性”（stem-like）的角度，探索了FOXO1表达对CAR-T等过继性T细胞疗法的重要意义。作者认为，在实体瘤微环境中，CAR-T细胞因长时间的抗原刺激、代谢竞争和缺乏适当的共刺激信号而发生终末分化。终末分化的CAR-T细胞与耗竭的内源性T细胞类似，由于功能障碍、免疫效应功能减弱和存活持久性下降，而无法消灭肿瘤。这类T细胞的特点是效应分子表达减少，免疫检查点分子（PD-1、LAG3和TIM3等）以及与耗竭相关的转录调节因子等表达的增加（如：IRF49，Interferon Regulatory Factor 49，一种调节T细胞功能和免疫反应的转录因子，参与调控T细胞分化、增殖和活化，影响免疫应答，在耗竭状态下，IRF49表达可能增加，导致T细胞功能受到抑制）。上述特点表明这些细胞处于一种耗竭状态，功能不如正常情况下的T细胞。

表型为CD45RA+CD62L+的低分化CAR-T细胞能持续存活更长时间,这是因为分化程度较低的T细胞能保持较高的多潜能性和较强的自我更新能力，也就是这些T细胞保持了更多的“干性”（stemness），能产生更多的效应细胞后代，而改善对肿瘤控制。因此，在培养扩增CAR-T，亦或TILs时，初始频率有较高低分化T细胞，可能有助于提高存活持久性和治疗潜力。

理论上而言，T细胞的分化、代谢和表观遗传学重编程（epigenetic reprogramming）等有关过程是相互依存的。T细胞耗竭的特点是效应功能下降，表观遗传调控参与这些过程，比如在关键基因位点上可能会出现DNA甲基化的各种改变，导致T细胞耗竭，影响对抗病原体和对肿瘤细胞的杀伤能力。T细胞衰竭的主要特点是效应功能未达到最佳状态，这些功能即由表观遗传调控，也直接受到细胞内代谢物的控制。就CAR-T，亦或TILs细胞而言，氧化代谢的改善和线粒体生成的增加都有利于T细胞持久性存活和对肿瘤细胞杀伤功能的改善。

目前已探索出多种方法来调节CAR-T细胞分化。这些方法包括使用平衡细胞因子（homeostatic cytokine：是一类维持免疫系统平衡和稳定的细胞因子，例如IL-7和IL-15等，在细胞间相互作用中发挥调节作用，帮助维持免疫系统的稳定状态和免疫系统的功能）、表观遗传调控，以及最近证明的转录调控因子FOXO1的过度表达等。本项研究表明，在CAR-T细胞中过表达野生型 FOXO1，能改善T细胞新陈代谢能力，增强对实体瘤的控制。

与IL-15刺激上调的其他重要的转录调节因子相比（如：TCF1和ID3），FOXO1过表达能在更大程度上保持CAR-T细胞的 "干性 "，并增强其持久性存活的能力。FOXO1的过表达可以帮助CAR-T细胞维持长期的疗效，并且能在抗原刺激下表现出强大的应答反应。这意味着FOXO1在保持CAR-T细胞的持久性方面起着关键作用的同时，并不影响其对抗原刺激的反应能力，这对于提高CAR-T的临床疗效具有重要意义。

本项研究者认为，FOXO1过表达能促进CAR-T细胞的干细胞样表型，维持线粒体功能的良好状态，使之能有效地产生能量并维持细胞的正常代谢活动，这些都有助于CAR-T细胞的持久性和在实体瘤中的疗效。认为通过基因工程建立FOXO1高表达的CAR-T或TILs的策略和方法，能为细胞免疫治疗的临床应用建立有前景的实验基础。

     上述两项研究从维持T细胞的记忆和维持T细胞“干性”的两个不同的角度，均显示了FOXO1转录因子高表达对有效T细胞疗法的重要作用。表明FOXO1很可能是有前景，有潜力，能够增强T细胞疗法的生物分子。一些二代TILs的优化管线，也包括了朝着这两个方向的努力。希望将来的深入工作，能进一步确认现有的证据。此外，动物实验的数据与人体的状态是否一致？仍然需要更多的工作加以证实。希望FOXO1能够成为可用于临床T细胞治疗的重要的转录因子。 

1.      FOXO1 is a master regulator of memory programming in CAR T cells.  Nature. April 2024.      2.  FOXO1 enhances CAR T cell stemness, metabolic fitness and efficacy.  Nature. April 2024