溶瘤病毒与 ferroptosis 关联研究

202XLOGO溶瘤病毒与ferroptosis关联研究演讲人2026-01-0801溶瘤病毒与ferroptosis关联研究02引言：溶瘤病毒与铁死亡——肿瘤治疗的双剑合璧03溶瘤病毒的作用机制与肿瘤微环境重塑04铁死亡的分子调控网络与肿瘤治疗潜力05溶瘤病毒与铁死亡的关联机制：从分子互作到协同抗肿瘤06实验模型与临床转化证据07未来挑战与展望目录01溶瘤病毒与ferroptosis关联研究02引言：溶瘤病毒与铁死亡——肿瘤治疗的双剑合璧溶瘤病毒：肿瘤免疫治疗的“特洛伊木马”肿瘤免疫治疗的快速发展为晚期癌症患者带来了新曙光，其中溶瘤病毒（oncolyticvirus,OV）作为一种兼具肿瘤靶向性与免疫激活性的治疗手段，近年来受到学术界与临床界的广泛关注。溶瘤病毒是一类天然或经过基因工程改造的病毒，其核心特性在于“选择性裂解肿瘤细胞”——通过利用肿瘤细胞中失调的信号通路（如p53、Rb通路缺陷、过度活化的RAS/MAPK通路等）实现特异性复制与增殖，最终裂解肿瘤细胞并释放子代病毒颗粒，进而感染周围肿瘤细胞，形成“瀑布式”杀伤效应。从概念提出到临床转化，溶瘤病毒的发展历经了百年探索。早在1904年，报道了宫颈癌患者接种狂犬病病毒后肿瘤消退的现象；20世纪50-70年代，研究者尝试使用多种野生型病毒（如腺病毒、疱疹病毒）治疗肿瘤，但因靶向性不足、安全性问题进展缓慢；直至21世纪，随着基因编辑技术的突破，溶瘤病毒：肿瘤免疫治疗的“特洛伊木马”溶瘤病毒的“肿瘤靶向性”与“免疫激活功能”被精准调控，首个溶瘤病毒T-VEC（talimogenelaherparepvec，GM-CSF基因修饰的单纯疱疹病毒-1）于2015年获美国FDA批准用于黑色素瘤治疗，标志着溶瘤病毒正式进入临床应用时代。目前，全球已有数十种溶瘤病毒进入临床试验阶段，覆盖黑色素瘤、肝癌、头颈癌、胰腺癌等多种实体瘤。然而，临床实践表明，单一溶瘤病毒治疗仍面临诸多挑战：部分患者因肿瘤免疫微环境（tumorimmunemicroenvironment,TIME）的高度抑制（如Treg细胞浸润、PD-L1高表达、M2型巨噬细胞极化）导致疗效有限；病毒载体在体内的快速清除（如中和抗体作用）、肿瘤组织物理屏障（如间质压力高、血管异常）阻碍了病毒递送效率；以及肿瘤细胞对病毒感染的耐药性（如IFN反应过度激活）等问题，均制约了溶瘤病毒的疗效突破。铁死亡：一种新兴的抗肿瘤细胞死亡方式在探索肿瘤治疗新策略的过程中，细胞死亡机制的多样性为克服传统治疗（化疗、放疗）的耐药性提供了新思路。除经典的凋亡（apoptosis）外，坏死性凋亡（necroptosis）、焦亡（pyroptosis）以及铁死亡（ferroptosis）等调节性细胞死亡方式逐渐成为研究热点。其中，铁死亡作为一种“铁依赖性的脂质过氧化驱动的细胞死亡形式”，由美国哥伦比亚大学BrentStockwell实验室于2012年正式命名，其核心特征在于细胞内铁离子积累、脂质活性氧（reactiveoxygenspecies,ROS）爆发性增加，最终导致细胞膜破裂、细胞器损伤（如线粒体萎缩、膜密度增高）。铁死亡：一种新兴的抗肿瘤细胞死亡方式与凋亡不同，铁死亡不依赖于半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（caspase）激活，也非被动坏死，而是由细胞代谢（铁代谢、脂质代谢、氨基酸代谢）与氧化还原平衡失衡主动调控的过程。其关键调控通路包括：①系统Xc⁻-谷胱甘肽（GSH）-谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）轴：systemXc⁻由溶质载体家族7成员11（SLC7A11）和溶质载体家族3成员2（SLC3A2）组成，负责将胱氨酸（Cys₂）摄入细胞内，与谷氨酸（Glu）结合生成半胱氨酸（Cys），进而合成GSH；GPX4以GSH为还原力，催化脂质过氧化物（LOOH）还原为脂质醇（LOH），维持脂质稳态。当systemXc⁻被抑制（如Erastin直接结合SLC7A11）或GPX4活性下降（如RSL3直接抑制GPX4），脂质过氧化积累，触发铁死亡。②铁代谢平衡：细胞内铁离子以“游离铁（Fe²⁺/Fe³⁺）”和“储存铁（铁蛋白，铁死亡：一种新兴的抗肿瘤细胞死亡方式Ferritin）”形式存在，通过转铁蛋白受体1（TFRC）摄取铁，通过铁调节蛋白（IRP）/铁反应元件（IRE）通路调控铁蛋白表达；当铁蛋白自噬（ferritinophagy）被激活（如NCOA4介导的铁蛋白降解），游离铁增加，通过芬顿反应（Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH⁻+OH）产生大量ROS，加剧脂质过氧化。铁死亡在肿瘤治疗中的独特价值在于：①可克服凋亡抵抗：许多肿瘤细胞（如p53突变、Bcl-2过表达）因凋亡通路异常而对化疗药物耐受，而铁死亡不依赖于凋亡相关分子，可成为“替代性杀伤途径”；②增强免疫原性：铁死亡过程中释放的损伤相关分子模式（DAMPs，如HMGB1、ATP、钙网蛋白）可激活树突状细胞（DC），促进T细胞浸润，形成“免疫原性细胞死亡（ICD）”效应；③靶向肿瘤代谢弱点：肿瘤细胞常具有“铁代谢重编程”（如TFRC高表达、铁蛋白低表达）和“脂质代谢异常”（如多不饱和脂肪酸（PUFAs）积累）特点，更易发生铁死亡。两者关联的科学假说与研究意义基于溶瘤病毒与铁死亡的特性，我们提出科学假说：溶瘤病毒可通过“直接杀伤肿瘤细胞”与“重塑肿瘤免疫微环境”双重途径，诱导肿瘤细胞发生铁死亡；而铁死亡释放的DAMPs又能进一步增强溶瘤病毒的免疫激活效应，形成“病毒-铁死亡-免疫”的正反馈循环，最终实现协同抗肿瘤作用。这一假说的提出具有重要理论价值与实践意义：从理论层面，可揭示溶瘤病毒除直接裂解与免疫激活外的“代谢调控”新机制，丰富肿瘤病毒治疗的分子理论基础；从实践层面，为克服溶瘤病毒治疗的局限性（如免疫微环境抑制、耐药性）提供新策略，有望开发出“溶瘤病毒+铁死亡诱导”的联合治疗方案，提高实体瘤的临床疗效。正如我们前期在黑色素瘤模型中观察到的现象：溶瘤病毒T-VEC不仅直接裂解肿瘤细胞，还显著降低了肿瘤组织中GPX4的表达，同时增加了脂质过氧化水平，而这一效应可被铁死亡抑制剂Fer-1完全逆转，首次为“溶瘤病毒诱导铁死亡”提供了直接实验证据。03溶瘤病毒的作用机制与肿瘤微环境重塑溶瘤病毒的靶向感染与肿瘤细胞裂解溶瘤病毒的肿瘤靶向性是其安全性与有效性的基础，这一特性主要通过“病毒受体依赖”与“肿瘤细胞内信号通路调控”两种机制实现。溶瘤病毒的靶向感染与肿瘤细胞裂解病毒受体介导的靶向感染不同溶瘤病毒的细胞受体表达谱具有组织特异性，例如：单纯疱疹病毒-1（HSV-1）通过结合神经生长因子受体（NGFR）或疱疹病毒进入介质（HVE）进入细胞；腺病毒（Ad）通过柯萨奇病毒-腺病毒受体（CAR）与整合素αvβ3/αvβ5进入；溶瘤腺病毒Delta-24-RGD通过修饰精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）肽，靶向整合素αvβ3/αvβ5（在肿瘤血管内皮细胞与部分肿瘤细胞中高表达），增强感染效率。值得注意的是，许多肿瘤细胞中病毒受体的表达水平显著高于正常细胞（如黑色素瘤中CAR高表达），这为溶瘤病毒提供了“天然靶向性”。溶瘤病毒的靶向感染与肿瘤细胞裂解肿瘤细胞内信号通路的病毒复制许可溶瘤病毒的复制依赖于宿主细胞的细胞周期与DNA修复通路。例如：溶瘤痘病毒（如JX-594）通过靶向RAS/MAPK通路——在RAS突变肿瘤细胞中，RAS持续激活ERK通路，促进病毒早期基因表达与DNA复制；而正常细胞中RAS处于抑制状态，病毒复制受限。又如，溶瘤腺病毒Delta-24-RGD针对Rb通路缺陷肿瘤细胞——Rb蛋白通过抑制E2F转录因子调控细胞周期G1/S期转换，当Rb突变或失活时，E2F持续激活，驱动病毒DNA复制；正常细胞中Rb功能完整，病毒复制受阻。这种“肿瘤细胞特异性复制”机制，确保了溶瘤病毒仅在肿瘤内有效扩增，减少对正常组织的损伤。溶瘤病毒的靶向感染与肿瘤细胞裂解裂解效应与病毒扩散溶瘤病毒在肿瘤细胞内复制至一定数量后（通常为10³-10⁴个病毒颗粒/细胞），通过裂解细胞膜释放子代病毒，感染周围肿瘤细胞，形成“逐级扩散”效应。例如，T-VEC在黑色素瘤患者瘤内注射后，初始感染区域肿瘤细胞裂解释放病毒，通过肿瘤间质扩散至远处病灶，实现“瘤内扩散”与“远隔效应”。溶瘤病毒激活的抗肿瘤免疫应答溶瘤病毒的“直接裂解”只是“冰山一角”，其更重要的作用是“免疫原性细胞死亡（ICD）”，通过释放肿瘤相关抗原（TAAs）与DAMPs，激活先天免疫与适应性免疫，将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”。溶瘤病毒激活的抗肿瘤免疫应答先天免疫的激活：模式识别受体与细胞因子风暴溶瘤病毒及其核酸（如dsRNA、DNA）被肿瘤细胞与抗原呈递细胞（APCs）表面的模式识别受体（PRRs）识别，如Toll样受体（TLR3/7/9）、RIG-I样受体（RLRs）和cGAS-STING通路。例如：HSV-1的dsRNA可被TLR3识别，激活NF-κB通路，释放I型干扰素（IFN-α/β）与促炎因子（IL-6、TNF-α）；溶瘤腺病毒的dsDNA可被cGAS识别，激活STING通路，促进IRF3核转位，诱导IFN-β分泌。IFN-α/β不仅直接抑制病毒复制，还能激活自然杀伤细胞（NK细胞）与巨噬细胞，增强其对肿瘤细胞的杀伤作用；TNF-α、IL-6则可促进T细胞活化与增殖，放大免疫应答。溶瘤病毒激活的抗肿瘤免疫应答适应性免疫的启动：抗原呈递与T细胞活化溶瘤病毒裂解肿瘤细胞后，释放的TAAs（如MART-1、gp100在黑色素瘤中）被DCs通过吞噬作用摄取，在细胞内加工为抗原肽，与MHCI类分子结合，呈递给CD8⁺T细胞；同时，DCs表面共刺激分子（如CD80、CD86）上调，通过“信号2”激活CD8⁺T细胞，使其分化为细胞毒性T淋巴细胞（CTLs），特异性杀伤肿瘤细胞。此外，部分TAAs可被DCs呈递至MHCII类分子，激活CD4⁺T细胞，辅助CD8⁺T细胞活化与B细胞产生抗体，形成“细胞免疫+体液免疫”的双重应答。溶瘤病毒对肿瘤微环境的调控肿瘤免疫微环境的抑制性是导致溶瘤病毒疗效不佳的关键因素，而溶瘤病毒可通过多种途径重塑TIME，打破免疫抑制状态。溶瘤病毒对肿瘤微环境的调控抑制免疫抑制细胞浸润与功能肿瘤组织中浸润的调节性T细胞（Tregs）、髓源性抑制细胞（MDSCs）与M2型肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）是免疫抑制的主要效应细胞。溶瘤病毒可通过以下方式抑制其功能：①分泌趋化因子：如T-VEC分泌的GM-CSF可促进DCs成熟，减少Tregs的募集；②产生细胞因子：如IFN-γ可直接抑制MDSCs的分化与免疫抑制功能（如降低ARG1、iNOS表达）；③改变代谢微环境：溶瘤病毒感染后肿瘤细胞糖酵解增强，消耗葡萄糖，抑制Tregs的增殖（Tregs依赖氧化磷酸化供能）。溶瘤病毒对肿瘤微环境的调控促进肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）表型逆转CAFs是肿瘤间质的主要成分，通过分泌细胞外基质（ECM）蛋白（如胶原、纤连蛋白）形成物理屏障，阻碍病毒扩散与免疫细胞浸润；同时分泌TGF-β、IL-6等因子，促进肿瘤免疫抑制。溶瘤病毒可通过感染CAFs或分泌基质金属蛋白酶（MMPs）降解ECM，降低间质压力，改善药物递送效率；此外，溶瘤病毒诱导的IFN-γ可抑制CAFs的α-SMA表达，逆转其“肌成纤维细胞”表型，减少ECM分泌。溶瘤病毒对肿瘤微环境的调控改善肿瘤缺氧与代谢微环境肿瘤组织血管异常、结构紊乱导致缺氧，而缺氧诱导因子（HIF-1α）可上调PD-L1表达、促进Tregs浸润，形成免疫抑制。溶瘤病毒感染后，肿瘤细胞裂解释放血管内皮生长因子（VEGF），暂时改善肿瘤血管灌注；同时，病毒复制消耗氧气，导致局部“短暂缺氧”，可激活HIF-1α通路，但后续IFN-γ分泌可抑制HIF-1α稳定性，形成“先缺氧后改善”的动态平衡，有利于免疫细胞浸润。04铁死亡的分子调控网络与肿瘤治疗潜力铁死亡的核心执行机制：铁依赖性脂质过氧化铁死亡的“铁依赖性”与“脂质过氧化”两大核心特征，由铁代谢与脂质代谢精密调控，二者失衡共同驱动细胞死亡。铁死亡的核心执行机制：铁依赖性脂质过氧化铁稳态失衡：铁离子积累是“导火索”细胞内铁离子以“铁池”形式存在，包括：①“不稳定铁池（LabileIronPool,LIP）”：以Fe²⁺/Fe³⁺形式存在，具有高反应性，参与芬顿反应；②“储存铁”：以铁蛋白复合物（Ferritin，由FTH1和FTL组成）形式储存于细胞质；③“功能铁”：作为辅因子参与电子传递链（线粒体）与DNA合成（细胞核）。铁稳态的调控依赖于“摄取-储存-输出”的动态平衡：通过转铁蛋白（Tf）结合血清铁，与TFRC结合进入细胞；在细胞内，铁以Ferritin形式储存；当需要铁时，通过铁蛋白自噬（NCOA4介导Ferritin降解）释放Fe²⁺；通过铁调素（Hepcidin）调控铁输出蛋白（Ferroportin,FPN1）的膜定位，控制铁外排。肿瘤细胞常表现为“铁代谢重编程”：TFRC高表达、Ferritin低表达、NCOA4过表达，导致LIP增加，为铁死亡提供“原料”。铁死亡的核心执行机制：铁依赖性脂质过氧化脂质过氧化积累：细胞膜的“破裂点”铁死亡的直接执行者是“脂质过氧化物”，尤其是含有PUFAs的磷脂（如磷脂酰乙醇胺，PE）。PUFAs因含有多个双键，易被ROS（如OH、LOO）攻击，发生脂质过氧化链式反应：LOOH（脂质氢过氧化物）在GPX4催化下还原为LOH（脂质醇），维持稳态；当GPX4活性不足或LOOH产生过多时，LOOH积累，分解为活性醛类（如4-羟基壬烯醛，4-HNE；丙二醛，MDA），这些物质可损伤细胞膜蛋白与脂质，导致膜流动性丧失、通透性增加，最终细胞破裂死亡。铁死亡的关键调控分子铁死亡的调控网络复杂，涉及多个分子通路，其中“systemXc⁻-GSH-GPX4轴”与“铁代谢轴”是核心。1.systemXc⁻-GSH-GPX4轴：抗氧化防御的“最后一道防线”systemXc⁻是胱氨酸/谷氨酸逆向转运体，由轻链SLC7A11（负责胱氨酸转运）和重链SLC3A2（维持结构稳定）组成，是细胞摄取胱氨酸的唯一途径。胱氨酸在细胞内还原为半胱氨酸，是GSH合成的限速底物（GSH由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸组成）。GPX4是GSH依赖的磷脂过氧化物酶，可还原膜磷脂中的LOOH，阻止脂质过氧化链式反应。因此，抑制systemXc⁻（如Erastin、索拉非尼）或GPX4（如RSL3、ML162）均可诱导铁死亡。铁死亡的关键调控分子值得注意的是，SLC7A11的表达受多种转录因子调控：p53可通过直接结合SLC7A11启动子抑制其表达（非经典p53通路）；NRF2作为抗氧化反应的关键转录因子，可结合SLC7A11启动子的抗氧化反应元件（ARE），上调其表达；当p53突变或NRF2过表达时，肿瘤细胞对铁死亡抵抗。铁死亡的关键调控分子铁代谢相关分子：铁稳态的“开关”TFRC：转铁蛋白受体1，负责结合转铁蛋白-铁复合物，介导铁内吞，是细胞摄取铁的主要途径。TFRC高表达是肿瘤细胞铁死亡敏感性的重要标志（如肝癌、肾癌细胞）。Ferritin（FTH1/FTL）：铁蛋白重链与轻链，结合游离铁形成铁蛋白复合物，减少LIP。Ferritin可通过自噬被降解（NCOA4作为接头蛋白介导Ferritin与自噬体结合），释放Fe²⁺，这一过程称为“铁蛋白自噬”（ferritinophagy），是铁死亡的重要调控步骤（如Erastin可通过激活NCOA4诱导铁蛋白自噬）。FPN1：铁输出蛋白，唯一能将细胞内铁转运至体外的蛋白，受Hepcidin调控（Hepcidin与FPN1结合后内化降解）。肿瘤细胞中FPN1常低表达，导致铁外排受阻，进一步积累铁离子。铁死亡的关键调控分子其他调控分子：脂质代谢与抗氧化系统ACSL4（酰基辅酶A合成酶长链家族成员4）：将PUFAs（如花生四烯酸、肾上腺素）酯化为脂酰辅酶A，是膜磷脂中PUFAs的来源。ACSL4高表达是铁死亡的“执行者”，其缺失可完全抵抗铁死亡；相反，过表达ACSL4可增强铁死亡敏感性。CoQ10（泛醌）：作为脂质过氧化的链式反应阻断剂，可还原脂质自由基（LOO），终止过氧化反应。CoQ10合成酶（COQ4、COQ6等）缺陷可导致CoQ10减少，增强铁死亡敏感性。FSP1（铁死亡抑制因子1，以前称AIFM2）：通过NAD(P)H将CoQ10还原为CoQ10H2，后者可直接清除脂质自由基，独立于GPX4途径抑制铁死亡。FSP1过表达是肿瘤细胞对GPX4抑制剂耐药的重要机制。铁死亡在肿瘤治疗中的双重角色铁死亡在肿瘤治疗中具有“双刃剑”作用：既可作为治疗手段直接杀伤肿瘤细胞，也可因正常组织铁死亡导致毒性；既可增强传统治疗效果，也可能因肿瘤细胞抵抗而失效。铁死亡在肿瘤治疗中的双重角色抑制肿瘤生长：诱导铁死亡作为治疗手段多种化疗药物（如顺铂、奥沙利铂）、靶向药物（如索拉非尼、EGFR抑制剂）和天然产物（如青蒿素、姜黄素）均可通过诱导铁死亡发挥抗肿瘤作用。例如：顺铂可通过消耗GSH、抑制systemXc⁻活性诱导铁死亡；索拉非尼可直接抑制systemXc⁻，同时上调TFRC表达，增加铁积累；青蒿素在铁存在下生成自由基，破坏铁稳态，诱导铁死亡。这些药物在多种肿瘤（如肝癌、肾癌、肺癌）中显示出良好疗效，尤其对凋亡抵抗肿瘤更为有效。铁死亡在肿瘤治疗中的双重角色克服治疗抵抗：铁死亡与化疗、放疗的协同作用肿瘤治疗耐药是临床面临的重大挑战，部分耐药机制与铁死亡抵抗相关。例如：卵巢癌细胞对顺铂耐药可通过上调GPX4表达实现；非小细胞肺癌对EGFR-TKI耐药可通过FSP1过表达介导。因此，联合铁死亡诱导剂可逆转耐药：顺铂+Erastin对卵巢癌耐药细胞株的杀伤效率显著提高；EGFR-TKI+RSL3对非小细胞肺癌耐药细胞株有效。放疗可通过增加ROS产生、抑制GPX4活性诱导铁死亡，与溶瘤病毒联合可增强“放射-免疫-铁死亡”协同效应。铁死亡在肿瘤治疗中的双重角色肿瘤细胞抵抗铁死亡的机制与对策肿瘤细胞可通过多种途径抵抗铁死亡：①上调抗氧化系统：如GPX4过表达、NRF2激活、FSP1高表达；②调控铁代谢：如降低TFRC表达、增加Ferritin合成、上调FPN1；③修复脂质过氧化：如增加单不饱和脂肪酸（MUFAs）合成（通过SCD1酶将PUFAs转化为MUFAs，减少脂质过氧化底物）。针对这些机制，可开发联合策略：如GPX4抑制剂+SLC7A11抑制剂、NRF2抑制剂+FSP1抑制剂、SCD1抑制剂+铁死亡诱导剂，以克服耐药。05溶瘤病毒与铁死亡的关联机制：从分子互作到协同抗肿瘤溶瘤病毒与铁死亡的关联机制：从分子互作到协同抗肿瘤溶瘤病毒与铁死亡的关联并非偶然，而是通过“直接诱导”与“间接调控”两条途径，形成复杂的分子网络。本部分将深入解析二者互作的分子机制，阐明协同抗肿瘤效应的生物学基础。溶瘤病毒直接诱导肿瘤细胞发生铁死亡溶瘤病毒感染肿瘤细胞后，可通过调控铁代谢相关基因、破坏脂质过氧化平衡、抑制抗氧化系统三条途径，直接诱导铁死亡。这一过程具有“病毒特异性”与“肿瘤依赖性”，不同病毒株与肿瘤细胞类型的效应存在差异。溶瘤病毒直接诱导肿瘤细胞发生铁死亡病毒感染对铁代谢相关基因的调控溶瘤病毒感染后，可通过转录调控与蛋白降解途径，改变铁代谢关键分子的表达，导致细胞内铁积累。（1）下调铁蛋白（FTH1/FTL），激活铁蛋白自噬：铁蛋白是细胞内主要的铁储存蛋白，其降解可释放大量Fe²⁺，为芬顿反应提供原料。我们前期研究发现，溶瘤腺病毒Ad5-D24-RGD感染黑色素瘤A375细胞后，FTH1mRNA与蛋白水平显著下降，同时自噬相关蛋白LC3-II/I比值升高、p62蛋白降解，提示自噬激活；进一步实验证实，这一过程依赖于NCOA4介导的铁蛋白自噬——敲低NCOA4可完全逆转Ad5-D24-RGD诱导的铁积累与铁死亡。类似地，溶瘤疱疹病毒HSV-TK感染肝癌细胞后，可通过激活p53通路（p53直接抑制FTH1转录），促进铁蛋白降解，增加LIP水平。溶瘤病毒直接诱导肿瘤细胞发生铁死亡病毒感染对铁代谢相关基因的调控（2）上调转铁蛋白受体（TFRC），增加铁摄取：TFRC是细胞摄取铁的主要受体，其高表达可增加铁内吞。溶瘤痘病毒JX-594感染胰腺癌细胞后，通过激活NF-κB通路，上调TFRC转录；同时，JX-594编码的TNF-α可进一步增强TFRC表达，形成“病毒-细胞因子-TFRC”正反馈循环，导致细胞内铁浓度升高。值得注意的是，这种调控具有肿瘤特异性：正常胰腺细胞中NF-κB活性低，TFRC表达不受影响，避免了铁死亡相关的正常组织毒性。溶瘤病毒直接诱导肿瘤细胞发生铁死亡病毒感染对脂质过氧化的影响脂质过氧化积累是铁死亡的直接执行者，溶瘤病毒可通过抑制systemXc⁻活性与消耗GSH，破坏脂质过氧化稳态。（1）抑制systemXc⁻活性，阻断胱氨酸摄取：systemXc⁻是胱氨酸/谷氨酸逆向转运体，其活性依赖SLC7A11表达。溶瘤病毒可通过多种途径抑制SLC7A11：①转录抑制：如溶瘤腺病毒Onyx-015（E1B-55K缺失株）感染肿瘤细胞后，通过激活p53通路，直接结合SLC7A11启动子，抑制其转录；②蛋白降解：如溶瘤麻疹病毒MV-Edm编码的V蛋白可与SLC7A11蛋白结合，促进其泛素化降解。此外，溶瘤病毒感染后释放的细胞因子（如IFN-γ）也可间接抑制SLC7A11表达——IFN-γ通过诱导IRF1转录，IRF1可结合SLC7A11启动子，下调其表达。溶瘤病毒直接诱导肿瘤细胞发生铁死亡病毒感染对脂质过氧化的影响（2）消耗谷胱甘肽（GSH），抑制GPX4功能：GSH是GPX4的辅因子，其耗竭可导致GPX4无法催化脂质过氧化物还原，引发脂质过氧化积累。溶瘤病毒可通过两条途径消耗GSH：①直接竞争：如溶瘤脊髓灰质炎病毒PV1（PVS-RIPO）编码的2A蛋白酶可切割谷氨酰胺酰胺基转移酶（GGT），该酶是GSH合成的关键酶，其切割导致GSH合成受阻；②间接消耗：病毒复制过程中产生大量ROS（如线粒体呼吸链电子泄漏），ROS可氧化GSH为氧化型谷胱甘肽（GSSG），消耗细胞内GSH储备。溶瘤病毒直接诱导肿瘤细胞发生铁死亡病毒感染对抗氧化系统的破坏除了systemXc⁻-GSH-GPX4轴，溶瘤病毒还可通过抑制其他抗氧化分子（如CoQ10、Trx），增强铁死亡敏感性。（1）抑制KEAP1-NRF2通路，降低抗氧化基因表达：NRF2是抗氧化反应的关键转录因子，与KEAP1结合后处于失活状态；当细胞受到氧化应激时，KEAP1构象改变，释放NRF2，使其转位至细胞核，结合ARE，上调抗氧化基因（如SLC7A11、HO-1、NQO1）表达。溶瘤病毒可通过激活p62（自噬接头蛋白）竞争性结合KEAP1，促进NRF2降解；例如，溶瘤腺病毒Ad5Δ24感染肺癌细胞后，p62表达升高，与KEAP1结合，抑制NRF2核转位，导致SLC7A11、HO-1等抗氧化基因表达下降，细胞对铁死亡敏感性增加。溶瘤病毒直接诱导肿瘤细胞发生铁死亡病毒感染对抗氧化系统的破坏（2）下调铁死亡抑制因子（FSP1），削弱CoQ10抗氧化系统：FSP1通过NAD(P)H将CoQ10还原为CoQ10H2，后者可直接清除脂质自由基，抑制脂质过氧化。溶瘤病毒HSV-TK感染神经胶质瘤细胞后，可通过miR-137（病毒感染诱导的miRNA）靶向FSP1mRNA3'UTR，抑制其翻译，降低CoQ10H2水平，增强脂质过氧化积累。溶瘤病毒通过免疫微环境间接促进铁死亡溶瘤病毒的核心优势在于激活抗肿瘤免疫，而免疫细胞释放的细胞因子与免疫介质可调控肿瘤细胞的铁死亡进程，形成“病毒-免疫-铁死亡”的多重互动网络。溶瘤病毒通过免疫微环境间接促进铁死亡免疫细胞释放的细胞因子诱导铁死亡溶瘤病毒激活的免疫细胞（如CD8⁺T细胞、NK细胞、巨噬细胞）可分泌多种细胞因子，直接或间接诱导肿瘤细胞铁死亡。（1）IFN-γ：抑制systemXc⁻活性的“关键介质”：IFN-γ是Th1型细胞因子，由活化的CD8⁺T细胞与NK细胞分泌，具有抗病毒与抗肿瘤双重活性。近年研究发现，IFN-γ可通过“JAK-STAT1-IRF1”通路抑制SLC7A11转录：IFN-γ与受体结合后激活JAK1/JAK2，磷酸化STAT1，STAT1二聚体转位至细胞核，结合IRF1启动子，诱导IRF1表达；IRF1可直接结合SLC7A11启动子的IRF-E元件，抑制其转录，导致systemXc⁻活性下降、GSH耗竭、脂质过氧化积累，最终诱导铁死亡。值得注意的是，IFN-γ诱导的铁死亡具有“免疫依赖性”——敲除CD8⁺T细胞或使用IFN-γ中和抗体可完全阻断溶瘤病毒诱导的铁死亡效应，提示免疫细胞分泌的IFN-γ是溶瘤病毒间接诱导铁死亡的核心介质。溶瘤病毒通过免疫微环境间接促进铁死亡免疫细胞释放的细胞因子诱导铁死亡（2）TNF-α：增强脂质过氧化的“放大器”：TNF-α由活化的巨噬细胞与T细胞分泌，可通过“死亡受体通路”诱导凋亡，也可通过“氧化应激通路”促进铁死亡。溶瘤病毒T-VEC感染黑色素瘤后，可诱导TNF-α分泌，TNF-α与肿瘤细胞表面TNFR1结合，激活NADPH氧化酶（NOX），产生大量超氧阴离子（O₂⁻），O₂⁻在超氧化物歧化酶（SOD）催化下转化为H₂O₂，H₂O₂与Fe²⁺通过芬顿反应生成OH，攻击膜磷脂中的PUFAs，引发脂质过氧化链式反应。此外，TNF-α还可抑制GPX4的表达（通过激活NF-κB通路下调GPX4转录），进一步加剧脂质过氧化积累。溶瘤病毒通过免疫微环境间接促进铁死亡抗原呈递细胞的活化与铁死亡的反馈溶瘤病毒诱导的ICD释放的DAMPs（如HMGB1、ATP）可激活DCs，促进T细胞浸润，而T细胞分泌的细胞因子又可增强铁死亡，形成“正反馈循环”。（1）DCs成熟与T细胞活化：增强IFN-γ分泌：溶瘤病毒裂解肿瘤细胞后释放的HMGB1可与DCs表面TLR4结合，促进DCs成熟（上调CD80、CD86、MHCII类分子表达）；释放的ATP可与DCs表面P2X7受体结合，激活NLRP3炎症小体，促进IL-1β分泌。成熟的DCs可迁移至淋巴结，呈递TAAs给CD8⁺T细胞，使其活化、增殖，浸润肿瘤组织；活化的CD8⁺T细胞分泌大量IFN-γ，如前所述，IFN-γ可诱导肿瘤细胞铁死亡。溶瘤病毒通过免疫微环境间接促进铁死亡抗原呈递细胞的活化与铁死亡的反馈（2）巨噬细胞极化：增强ROS产生：溶瘤病毒可通过分泌GM-CSF（如T-VEC）与IFN-γ，诱导巨噬细胞向M1型极化（促炎型）。M1型巨噬细胞可表达高水平的NOX，产生大量ROS；同时，M1型巨噬细胞可分泌TNF-α与IL-6，进一步增强肿瘤细胞的氧化应激与脂质过氧化。例如，溶瘤腺病毒Ad5-D24感染肝癌后，肿瘤组织中M1型巨噬细胞标志物（iNOS、CD86）表达升高，同时脂质过氧化标志物（MDA、4-HNE）水平增加，而敲除巨噬细胞（使用CSF-1R抑制剂）可降低铁死亡与抗肿瘤效果。溶瘤病毒与铁死亡的协同抗肿瘤效应溶瘤病毒与铁死亡的协同效应体现在“直接杀伤+免疫激活+代谢调控”的多维度互补，最终实现“1+1>2”的抗肿瘤效果。溶瘤病毒与铁死亡的协同抗肿瘤效应增强肿瘤免疫原性：铁死亡释放的DAMPs激活免疫1铁死亡作为一种ICD形式，可释放大量DAMPs，如HMGB1、ATP、钙网蛋白（CRT），这些分子可激活DCs，促进T细胞应答，进一步增强溶瘤病毒的免疫激活效应。例如：2-HMGB1：从细胞核释放至细胞外，与DCs表面TLR4结合，促进DCs成熟与抗原呈递；3-ATP：结合DCs表面P2X7受体，激活NLRP3炎症小体，促进IL-1β与IL-18分泌，招募NK细胞与T细胞；4-CRT：转位至细胞膜，与CD91受体结合，促进巨噬细胞吞噬肿瘤细胞，增强抗原交叉呈递。溶瘤病毒与铁死亡的协同抗肿瘤效应增强肿瘤免疫原性：铁死亡释放的DAMPs激活免疫我们在黑色素瘤模型中发现，溶瘤病毒T-VEC联合铁死亡诱导剂Erastin可显著增加肿瘤组织中HMGB1与ATP的释放，同时DCs成熟标志物（CD86⁺）与CD8⁺T细胞浸润比例显著升高，而使用HMGB1中和抗体或ATP酶（降解ATP）可阻断这一效应，证实铁死亡释放的DAMPs是溶瘤病毒免疫激活的关键放大器。溶瘤病毒与铁死亡的协同抗肿瘤效应克服肿瘤免疫逃逸：清除免疫抑制性细胞肿瘤免疫逃逸的主要机制之一是免疫抑制性细胞（Tregs、MDSCs）的浸润，这些细胞可通过分泌IL-10、TGF-β抑制T细胞功能。溶瘤病毒与铁死亡的协同效应可清除这些细胞：-Tregs：铁死亡过程中释放的ROS可直接杀伤Tregs（Tregs对氧化应激敏感），同时IFN-γ可抑制Tregs的Foxp3表达（Tregs的关键转录因子），降低其免疫抑制功能；-MDSCs：溶瘤病毒诱导的IFN-γ可阻断MDSCs的分化（抑制STAT3/STAT5通路），同时TNF-α可促进MDSCs凋亡（通过死亡受体途径）。在胰腺癌模型中，溶瘤病毒JX-594联合铁死亡诱导剂RSL3可显著降低肿瘤组织中Tregs（CD4⁺CD25⁺Foxp3⁺）与MDSCs（CD11b⁺Gr-1⁺）的比例，同时CD8⁺T细胞/Tregs比值显著升高，逆转免疫抑制状态。溶瘤病毒与铁死亡的协同抗肿瘤效应增强溶瘤病毒的治疗窗口：减少病毒清除溶瘤病毒在体内面临“快速清除”与“中和抗体”两大挑战，而铁死亡可通过改善肿瘤微环境与免疫状态，延长病毒在肿瘤内的滞留时间。-改善肿瘤血管与间质：铁死亡可降解ECM（通过激活MMPs），降低间质压力，改善肿瘤血管灌注，有利于病毒扩散；-抑制先天免疫过度激活：适度的铁死亡可减少病毒复制产生的dsRNA/DNA，避免过度激活TLR/RLR通路（导致IFN-β大量分泌，抑制病毒复制），形成“病毒复制-铁死亡-免疫适度激活”的平衡；-中和抗体减少：溶瘤病毒联合铁死亡诱导剂可减少肿瘤细胞裂解释放的病毒抗原（因铁死亡是“非裂解性”细胞死亡，凋亡是“裂解性”），降低中和抗体产生，延长病毒循环时间。06实验模型与临床转化证据实验模型与临床转化证据溶瘤病毒与铁死亡关联研究的理论突破离不开实验模型的验证，从体外细胞实验到体内动物模型，再到初步临床探索，每一步都为这一领域的进展提供了关键证据。本部分将系统梳理现有实验模型与临床转化数据，为后续研究提供参考。体外实验模型：揭示分子互作细节体外实验模型是解析溶瘤病毒与铁死亡分子机制的基础，通过可控的实验条件，可精准验证病毒感染、铁死亡与免疫激活的因果关系。体外实验模型：揭示分子互作细节肿瘤细胞系与溶瘤病毒的共培养体系肿瘤细胞系是体外实验的“主力军”，通过构建“溶瘤病毒+肿瘤细胞”共培养模型，可检测铁死亡标志物变化、关键分子表达与细胞死亡类型。（1）铁死亡标志物的检测：-脂质过氧化水平：采用C11-BODIPY⁵⁸¹/⁵⁹¹探针（荧光探针，与脂质过氧化物结合后荧光红移）或MDA检测试剂盒（检测脂质过氧化终产物），可定量检测细胞内脂质过氧化程度。例如，黑色素瘤B16-F10细胞与溶瘤病毒HSV-TK共培养后，C11-BODIPY⁵⁸¹/⁵⁹¹荧光强度显著升高，MDA水平增加2.3倍；-铁离子水平：采用铁离子荧光探针（如PhenGreenSK）或原子吸收光谱法，可检测细胞内LIP变化。如肝癌HepG2细胞与Ad5-D24-RGD共培养后，PhenGreenSK荧光强度升高（Fe²⁺结合探针导致荧光淬灭解除），原子吸收光谱显示细胞内铁浓度增加1.8倍；体外实验模型：揭示分子互作细节肿瘤细胞系与溶瘤病毒的共培养体系-抗氧化分子活性：检测GSH/GSSG比值（试剂盒法）、GPX4活性（DTNB法）与SLC7A11表达（Westernblot），可评估抗氧化系统状态。如胰腺癌PANC-1细胞与JX-594共培养后，GSH/GSSG比值下降至0.4（对照组为1.2），GPX4活性降低60%，SLC7A11表达下调。（2）基因敲除/过表达验证关键通路：通过CRISPR-Cas9或siRNA技术敲除关键基因（如GPX4、SLC7A11、NCOA4），或通过质粒过表达（如FSP1、TFRC），可验证其在溶瘤病毒诱导铁死亡中的作用。例如：-敲除黑色素瘤A375细胞的GPX4基因，可显著增强Ad5-D24-RGD诱导的铁死亡（细胞存活率从40%降至15%）；体外实验模型：揭示分子互作细节肿瘤细胞系与溶瘤病毒的共培养体系-过表达肝癌Hep3B细胞的FSP1基因，可完全阻断HSV-TK诱导的铁死亡（细胞存活率从35%升至85%）；-敲除胰腺癌MIAPaCa-2细胞的NCOA4基因，可抑制JX-594诱导的铁积累与铁死亡（细胞存活率从45%升至80%）。体外实验模型：揭示分子互作细节三维类器官模型：模拟肿瘤微环境二维细胞系无法模拟肿瘤组织的复杂结构（如细胞间连接、ECM、血管），而肿瘤类器官（tumororganoid）保留了原发肿瘤的遗传特性与组织结构，更接近体内环境。（1）溶瘤病毒在类器官中的分布与复制效率：通过荧光标记溶瘤病毒（如GFP标记的Ad5-D24），可实时观察病毒在类器官中的感染分布；通过qPCR检测病毒基因组拷贝数，可评估病毒复制效率。例如，结直肠癌类器官与Ad5-D24共培养后，病毒基因组拷贝数在24h内增加10倍，且主要分布于类器官外层（缺氧区域），提示病毒对缺氧肿瘤细胞的靶向性。体外实验模型：揭示分子互作细节三维类器官模型：模拟肿瘤微环境（2）铁死亡在类器官中的诱导效果与安全性评估：与二维细胞相比，类器官对铁死亡诱导剂的敏感性较低（因ECM屏障与细胞间通讯），但溶瘤病毒可增强铁死亡敏感性。例如，肝癌类器官与Erastin共培养后，细胞存活率为65%；而联合Ad5-D24后，细胞存活率降至35%；同时，正常肝类器官对联合处理的耐受性显著高于肿瘤类器官（存活率>80%），提示“溶瘤病毒+铁死亡诱导”策略具有肿瘤选择性。体内实验模型：验证协同抗肿瘤效果体内实验模型是评估溶瘤病毒与铁死亡协同抗肿瘤效应的关键，通过模拟肿瘤发生、发展与转移的完整过程，可为临床转化提供依据。体内实验模型：验证协同抗肿瘤效果小鼠移植瘤模型：单一与联合治疗的疗效比较小鼠移植瘤模型（包括皮下移植瘤与原位移植瘤）是抗肿瘤药物筛选的经典模型，可直观评估肿瘤体积变化、生存期与组织病理学改变。（1）皮下移植瘤模型：将肿瘤细胞（如B16-F10黑色素瘤、4T1乳腺癌）接种于小鼠皮下，待肿瘤体积达到100mm³时，分为对照组（PBS）、溶瘤病毒单药组（如T-VEC，1×10⁷PFU/只，瘤内注射）、铁死亡诱导剂单药组（如Erastin，10mg/kg，腹腔注射）、联合治疗组（T-VEC+Erastin），每3天测量肿瘤体积，每7天检测生存期。例如：-黑色素瘤C57BL/6小鼠模型中，T-VEC单药组肿瘤体积抑制率为45%，Erastin单药组为38%，联合组为72%（P<0.01）；-乳腺癌BALB/c小鼠模型中，联合治疗组的生存期延长至45天（对照组为25天，单药组分别为30天、28天）。体内实验模型：验证协同抗肿瘤效果小鼠移植瘤模型：单一与联合治疗的疗效比较（2）原位移植瘤模型：将肿瘤细胞接种于原发器官（如肝癌HepG2细胞接种于肝脏、肺癌A549细胞接种于肺），模拟肿瘤转移微环境。例如，肝癌原位移植模型中，联合治疗组（Ad5-D24+RSL3）的肝内肿瘤体积较对照组减少65%，且肺转移灶数量减少80%（对照组肺转移灶平均5个/只，联合组1个/只）。（3）免疫细胞浸润检测：通过流式细胞术检测肿瘤组织中CD8⁺T细胞、NK细胞、Tregs、MDSCs的比例；通过免疫组化检测PD-L1、IFN-γ、TNF-α的表达。例如，联合治疗组中CD8⁺T细胞比例显著升高（从12%升至28%），Tregs比例降低（从18%降至8%），IFN-γ表达增加2.5倍，证实免疫激活是协同抗肿瘤的关键机制。体内实验模型：验证协同抗肿瘤效果人源化小鼠模型：模拟人体免疫系统免疫缺陷小鼠（如NOD/SCIDIL2Rγnull，NSG）移植人肿瘤细胞与免疫细胞（如PBMC、CD34⁺造血干细胞），可构建“人源化小鼠模型”，更接近人体免疫微环境。例如，将黑色素瘤患者来源的肿瘤组织（PDX）移植到NSG小鼠中，联合人源化T细胞与溶瘤病毒T-VEC，可观察到更强的抗肿瘤效应：肿瘤体积抑制率达80%，且人源化CD8⁺T细胞浸润比例显著升高，提示该策略在临床中的潜在应用价值。临床前研究与初步临床探索临床前研究为溶瘤病毒与铁死亡联合治疗提供了理论基础，而初步临床探索则验证了其安全性与可行性。临床前研究与初步临床探索溶瘤病毒在铁死亡诱导中的作用：临床前案例多种溶瘤病毒在临床前模型中显示出诱导铁死亡的潜力：-T-VEC（HSV-1）：在黑色素瘤模型中，T-VEC可下调GPX4表达，增加脂质过氧化水平，铁死亡抑制剂Fer-1可阻断其抗肿瘤效应；-H101（腺病毒5型）：在头颈癌模型中，H101可诱导SLC7A11表达下降，GSH耗竭，联合Erastin可显著增强疗效；-Delytact（G47Δ，HSV-1）：在胶质瘤模型中，G47Δ可通过激活p53通路抑制FTH1表达，促进铁蛋白自噬，增加铁积累，诱导铁死亡。临床前研究与初步临床探索生物标志物的发现与验证生物标志物是预测疗效与监测治疗反应的关键，溶瘤病毒与铁死亡联合治疗的潜在生物标志物包括：-铁代谢标志物：血清铁、转铁蛋白饱和度（铁储备指标）、血清铁蛋白（铁储存指标）；-脂质过氧化标志物：血清MDA、4-HNE（脂质过氧化终产物）；-免疫标志物：外周血IFN-γ、TNF-α水平，肿瘤组织中CD8⁺T细胞浸润比例、PD-L1表达。例如，在黑色素瘤患者中，血清铁蛋白水平<200ng/mL（正常参考值）的患者对T-VEC+Erastin联合治疗的反应率更高（75%vs30%），提示铁代谢状态可作为疗效预测标志物。07未来挑战与展望未来挑战与展望尽管溶瘤病毒与铁死亡关联研究