STING（Stimulator of Interferon Genes）通路是机体先天免疫系统识别细胞质核酸的重要防御机制。它在检测到外源或异常DNA后，可激活下游转录因子IRF3，诱导Ⅰ型干扰素（IFN-I）及干扰素刺激基因（ISGs）表达，启动抗病毒与抗肿瘤免疫反应。过去十年，随着癌症免疫治疗的蓬勃发展，STING激动剂被寄予厚望——研究者希望通过其激活先天免疫，重塑肿瘤微环境，将免疫“冷”肿瘤转变为免疫“热”肿瘤，从而增强免疫检查点抑制剂等治疗的效果。然而，STING激动剂的临床表现远不如预期。尽管在小鼠模型中，它们能显著激活干扰素反应并抑制肿瘤生长，但在人类患者中，大多数肿瘤对这类药物几乎“无动于衷”。为何STING激动剂在动物实验中大获成功，却在临床试验中屡屡失利？这种反差长期困扰着免疫治疗领域。研究团队注意到，人类肿瘤中普遍存在的一种代谢缺陷——MTAP（methylthioadenosine phosphorylase）基因缺失——可能是关键原因。该基因位于染色体9p21.3区域，与经典抑癌基因CDKN2A/CDKN2B毗邻，常在多种实体瘤中同型纯合缺失，而这种缺失在实验用小鼠肿瘤模型中却极为罕见。这一差异提示，人类肿瘤可能存在一种未被动物模型捕捉到的免疫代谢障碍，从而导致对STING激动剂的天然耐受。为了解决这一长期存在的临床与实验差距，中国医药大学（中国台湾）癌症生物学与精准治疗中心的 Mien-Chie Hung（洪明奇）领衔展开了系统研究。他们的成果以题为 MTAP deficiency confers resistance to cytosolic nucleic acid sensing and STING agonists 发表于Science（2025年10月9日）。研究团队综合运用了生物信息学分析、同源细胞模型、代谢检测、表观修饰验证、蛋白稳态调控及动物实验等多层次手段，逐步揭示了MTAP缺失引发的代谢-表观-免疫交叉机制，为临床免疫治疗领域提供了重要的分子机制解释与潜在干预策略。
首先，研究团队基于TCGA数据库的整体分析，探讨MTAP表达与肿瘤免疫活性的关系。研究团队在排除干扰素基因簇共缺失的样本后，发现MTAP表达水平与Ⅰ型干扰素信号及免疫细胞浸润显著正相关。这一结果提示，MTAP可能与肿瘤对先天免疫刺激的应答密切相关。为进一步验证因果关系，研究团队在多种人源癌细胞（如HeLa、A549）和小鼠肿瘤细胞（EMT6、MC38等）中建立了同源异型（isogenic）模型，通过CRISPR/Cas9敲除MTAP或回补外源MTAP，生成MTAP缺失和MTAP恢复的配对细胞系。在这些模型中，研究团队用模拟细胞质核酸刺激的试剂（poly(dA:dT)、poly(I:C)）及天然STING激动配体（2′,3′-cGAMP）激活核酸感应通路，并测定干扰素及下游ISG的诱导水平。结果显示，MTAP缺失显著削弱了细胞对这些刺激的反应，IFNβ和ISGs表达明显下降，说明核酸感应功能受损。进一步的蛋白检测发现，STING、TBK1等上游信号分子未明显变化，而关键转录因子IRF3的蛋白水平在MTAP缺失细胞中显著下调。研究团队随后进行外源IRF3补偿实验，发现补回IRF3可以恢复干扰素信号，证实IRF3下调是STING通路失活的直接原因。
为了探明IRF3蛋白减少的根源，研究团队将研究重点转向代谢与表观调控层面。由于MTAP是代谢底物甲硫腺苷（MTA）的降解酶，缺失后MTA会在细胞内积累。研究者检测发现，MTA水平在MTAP缺失细胞中显著升高。MTA是一种已知的PRMT5（蛋白精氨酸甲基转移酶5）抑制剂，可干扰其甲基化活性。通过使用PRMT5抑制剂（GSK3326595等）及shRNA敲低实验，研究团队发现，抑制PRMT5在MTAP存在的细胞中能够模拟出与MTAP缺失相同的表型——IRF3减少与干扰素通路抑制。这证明MTA通过抑制PRMT5活性是关键环节。
接下来，研究团队深入探查PRMT5失活如何导致IRF3降解。RNA-seq分析显示，在MTAP缺失或PRMT5抑制的细胞中，E3泛素连接酶MID1显著上调。进一步实验表明，MID1能够促进IRF3的泛素化并介导其蛋白酶体降解；当通过siRNA敲低MID1或用蛋白酶体抑制剂MG132干预时，IRF3水平得以恢复。与此同时，ChIP-qPCR证实，PRMT5在正常情况下通过H4R3me2s表观甲基化修饰抑制MID1启动子转录，而MTAP缺失造成MTA积累抑制PRMT5，使MID1上调并触发IRF3降解。由此，一个清晰的分子链条被建立起来：MTAP缺失→MTA积累→PRMT5抑制→MID1上调→IRF3降解→STING通路失活。
更令人意外的是，研究团队发现MTA不仅在细胞内积累，还可被分泌至肿瘤微环境中，从而影响邻近免疫细胞的核酸感应功能。通过条件培养基转移实验，他们将MTAP缺失细胞的上清液加入MTAP正常的免疫细胞培养中，结果发现受体细胞的PRMT5活性和IRF3蛋白水平均显著下降。这说明MTAP缺失的肿瘤细胞可通过旁分泌作用建立免疫抑制性微环境，使周围免疫细胞也“失聪”，进一步加重了STING激动剂耐受。
为寻找可行的干预策略，研究团队尝试了FDA已批准的多胺代谢抑制剂DL-α-氟代甲基鸟氨酸（DFMO）。该药通过抑制鸟氨酸脱羧酶减少多胺合成，从而降低MTA积累。在体外实验中，DFMO可显著恢复MTAP缺失细胞中PRMT5活性、下调MID1表达、稳定IRF3蛋白，并重新激活核酸感应与干扰素反应。更关键的是，在免疫完整小鼠模型中，研究团队在同一只小鼠双侧接种MTAP正常与MTAP缺失的同源肿瘤，发现STING激动剂MIW815单药仅对MTAP正常肿瘤有效，而对MTAP缺失肿瘤无效；但当与DFMO联合使用后，MTAP缺失肿瘤的生长被明显抑制，肿瘤组织内CD8⁺T细胞浸润显著增加。这一体内验证研究充分说明，代谢干预可逆转MTAP缺失导致的STING激动剂耐受。
总体来说，研究团队通过系统的实验逻辑和多层验证，完整回答了三个关键问题：第一，MTAP缺失是否会削弱细胞质核酸感应和STING通路：是；第二，这一效应通过什么机制实现：由MTA积累介导的PRMT5抑制及MID1上调引发IRF3降解；第三，是否能通过药物干预逆转：DFMO可有效恢复免疫反应。该研究揭示了人类肿瘤对STING激动剂耐受的代谢-表观学机制，并为未来临床精准免疫治疗提供了新的生物标志物和联合用药思路。
图解：MTAP依赖性调控STING通路及其治疗策略：在MTAP缺失的肿瘤中，甲硫腺苷（MTA）的积累会抑制蛋白精氨酸甲基转移酶PRMT5的活性，从而通过下调IRF3削弱STING激动剂诱导的免疫细胞浸润。使用DFMO治疗可部分缓解这种抑制作用。相反，在MTAP功能完整的肿瘤中，STING通路得以正常激活，从而维持强大的免疫应答。该研究结果提示，可依据MTAP状态指导STING激动剂相关疗法，并将DFMO作为潜在的敏化药物联合应用。
原文链接：10.1126/science.adl4089