摘要：2025 年 9 月 25 日，中南大学湘雅医院曾芙蓉、陈翔、邓广通团队联合在《Cell Reports Medicine》发表的题为 Vorapaxar enhanced mitochondria-associated ferroptosis primes
2025 年 9 月 25 日，中南大学湘雅医院曾芙蓉、陈翔、邓广通团队联合在《Cell Reports Medicine》发表的题为 Vorapaxar enhanced mitochondria-associated ferroptosis primes cancer immunotherapy via targeting FOXO1/HMOX1 axis 的研究论文，以临床痛点为导向，通过 "老药新用" 的创新思路，破解了癌症免疫治疗中耐药与血栓风险并存的双重难题。该研究首次发现抗血小板药物沃拉帕沙可通过靶向 FOXO1/HMOX1 信号轴激活线粒体相关铁死亡，同时实现 "抗血栓 + 增敏免疫治疗" 的双重效应，为恶性肿瘤的精准联合治疗提供了突破性的理论依据与转化方案。
免疫检查点抑制剂（ICIs）的问世彻底改变了癌症治疗格局，通过阻断 PD-1/PD-L1 等免疫抑制通路，重新激活患者自身免疫系统攻击肿瘤细胞，已在黑色素瘤、非小细胞肺癌等多种实体瘤中展现显著疗效。然而，临床实践中两大难题始终制约其应用：免疫治疗耐药与血栓栓塞风险，如同套在患者身上的 "双重枷锁"。
在耐药问题上，仅约 20% 的癌症患者能从 ICIs 治疗中持续获益，多数患者因肿瘤细胞免疫原性降低、肿瘤微环境（TME）免疫抑制等机制产生原发性或获得性耐药。传统研究多聚焦于新增免疫检查点靶点（如 TIM-3、LAG-3），但联合用药仍难以突破疗效瓶颈。近年研究证实，铁死亡作为一种铁依赖的新型调控性细胞死亡方式，其诱导可通过释放损伤相关分子模式（DAMPs）激活树突状细胞（DCs），促进细胞毒性 T 淋巴细胞（CTLs）浸润，为逆转免疫耐药提供了新方向。铁死亡以脂质过氧化积累、线粒体结构破坏为特征，与凋亡、自噬等死亡方式截然不同，其核心调控通路包括 SLC7A11-GPX4 氧化还原稳态通路及铁代谢通路。
在安全性问题上，血栓栓塞是 ICIs 治疗最致命的免疫相关不良反应之一，发生率达 5%-10%，显著高于普通人群，且一旦发生，致死率可高达 20% 以上。临床为降低血栓风险，常需联合使用抗血小板药物，但传统抗血小板药物（如阿司匹林、氯吡格雷）缺乏对肿瘤微环境的靶向性，既无法增强免疫治疗疗效，还可能因影响血小板介导的免疫应答产生未知干扰。
如何找到一种既能抑制血栓形成，又能通过诱导铁死亡增敏免疫治疗的药物？这一临床需求催生了湘雅团队的系统性研究。鉴于 FDA 批准药物已具备明确的药代动力学和安全性数据，团队将筛选范围锁定于已上市的抗血小板药物，期望通过 "老药新用" 缩短转化周期。
为实现 "双重功能药物" 的精准挖掘与机制验证，团队构建了 "高通量筛选 - 机制解析 - 动物验证 - 临床佐证" 的四阶段研究体系，其创新性体现在技术整合与临床导向的深度结合。
研究首先建立了基于铁死亡表型的筛选平台，核心包含两大关键体系：
细胞模型：选取对铁死亡具有天然抗性的 A375 和 SK-MEL-28 黑色素瘤细胞系（IC50 值均 > 5μM RSL3），模拟临床中对铁死亡诱导剂不敏感的耐药肿瘤特征；筛选指标：以脂质活性氧（LPO）水平（C11-BODIPY 染色）、细胞活力（CCK-8 法）及线粒体形态（透射电镜观察）为核心指标，同时监测铁离子浓度变化。通过对 20 种 FDA 批准的抗血小板药物（涵盖 PAR 拮抗剂、阿司匹林类、ADP 受体抑制剂等）进行系统筛选，结果显示：仅沃拉帕沙可显著增强 RSL3 诱导的铁死亡效应 —— 在 1μM 浓度下，其可使 A375 细胞的 LPO 水平升高 2.8 倍，细胞活力降低 62%，且与 RSL3 呈现明确的协同效应（协同指数 CI=0.38），效果远超阿司匹林（CI=0.89）和替格瑞洛（CI=0.92）。这一发现初步锁定沃拉帕沙为兼具抗血小板活性与铁死亡增强作用的候选药物。
为阐明沃拉帕沙促铁死亡的分子机制，团队开展了系列分子生物学实验：
靶点鉴定：通过药物亲和反应标记（DARTS）结合质谱分析，发现沃拉帕沙可直接与叉头框蛋白 O1（FOXO1）结合，解离常数（Kd）为 0.72μM；磷酸化调控验证：Western blot 显示，沃拉帕沙可显著抑制 FOXO1 的 Ser256 位点磷酸化（降低 68%），该位点磷酸化通常导致 FOXO1 滞留细胞质并失活；免疫荧光实验进一步证实，沃拉帕沙处理后核定位 FOXO1 增加 3.2 倍，表明其促进 FOXO1 核转位并恢复转录活性；下游效应分子验证：ChIP-qPCR 证实核内 FOXO1 可直接结合血红素加氧酶 1（HMOX1）的启动子区域，上调其转录水平（升高 2.5 倍）。HMOX1 作为血红素降解关键酶，可催化血红素生成游离铁离子、一氧化碳和胆红素，其中游离铁离子通过 Fenton 反应加剧脂质过氧化。为确认该通路的特异性，团队进行了 Rescue 实验：使用 FOXO1 抑制剂 AS1842856 或 HMOX1 抑制剂 Znpp 预处理细胞后，沃拉帕沙诱导的铁过载（降低 57%）、脂质 ROS 积累（降低 63%）及细胞死亡（减少 59%）均被显著逆转，证实 FOXO1/HMOX1 轴是沃拉帕沙促铁死亡的核心机制。
在多种黑色素瘤小鼠模型中，团队验证了沃拉帕沙的体内疗效：
移植瘤模型：在 B16F10 荷瘤小鼠中，单独使用沃拉帕沙可使肿瘤体积缩小 41%，联合抗 PD-1 抗体后肿瘤缩小 78%，且肿瘤内铁死亡标志物 4 - 羟基壬烯醛（4-HNE）表达增加 4.3 倍；自发瘤模型：在 BrafV600E/Pten-/- 驱动的自发性黑色素瘤模型中，联合治疗组小鼠中位生存期从 28 天延长至 52 天，且无明显转移灶形成；机制佐证：流式细胞术显示，联合治疗组肿瘤浸润 CD8+T 细胞比例从 12% 升高至 37%，其 IFN-γ 分泌量增加 2.6 倍，同时免疫抑制性 M2 型巨噬细胞比例从 42% 降至 18%，表明沃拉帕沙通过促铁死亡重塑了免疫激活型微环境。利用湘雅医院 120 例黑色素瘤患者队列及 TCGA 数据库 471 例样本的分析显示：
FOXO1 与 HMOX1 在肿瘤组织中呈正相关表达（r=0.67）；高 FOXO1/HMOX1 共表达患者接受 ICIs 治疗后的中位无进展生存期（PFS）为 15.2 个月，显著长于低表达组（7.3 个月），且该关联在多因素分析中独立于年龄、分期等临床因素（HR=0.42，P血清标志物分析显示，治疗前血清 HMOX1 水平 > 85ng/mL 的患者，ICIs 应答率达 68%，而沃拉帕沙的突破性价值不仅在于单一通路的调控，更在于其构建了 "线粒体铁死亡 - 免疫激活" 的协同网络，这一机制完美解释了其增敏免疫治疗的核心原理。
传统铁死亡研究多聚焦于细胞膜脂质过氧化，而本研究首次明确沃拉帕沙诱导的是线粒体相关铁死亡。透射电镜显示，沃拉帕沙处理的肿瘤细胞出现典型线粒体损伤：线粒体嵴减少或消失、外膜破裂、基质浓缩，而细胞膜完整性在早期仍保持完好。这种线粒体特异性损伤可通过两种途径加剧铁死亡：
线粒体是细胞内铁储存的重要场所，损伤后释放的游离铁离子直接参与基质内脂质过氧化；线粒体呼吸链功能紊乱导致活性氧（ROS）生成增加，与 HMOX1 介导的铁过载形成 "氧化应激正反馈"，加速细胞死亡。与细胞质铁死亡相比，线粒体相关铁死亡能更高效地释放线粒体 DNA（mtDNA）等 DAMPs 分子，这些分子可激活 cGAS-STING 通路，进一步促进 DC 细胞成熟和 IFN-γ 分泌，形成 "铁死亡 - 免疫激活" 的级联反应。
FOXO1 作为多功能转录因子，在沃拉帕沙的作用下实现 "双向调控"：
促铁死亡效应：通过上调 HMOX1 打破铁代谢平衡，直接诱导肿瘤细胞死亡；免疫调控效应：FOXO1 核转位还可上调趋化因子 CXCL10 的表达，该因子能特异性招募 CD8+T 细胞浸润肿瘤组织。研究显示，沃拉帕沙处理后肿瘤组织 CXCL10 水平升高 3.1 倍，CD8+T 细胞浸润密度增加 2.9 倍，为抗 PD-1 抗体发挥作用奠定基础。这一发现揭示了 FOXO1/HMOX1 轴作为 "铁死亡 - 免疫交叉节点" 的独特价值，也解释了为何沃拉帕沙能同时实现 "直接杀伤肿瘤细胞" 与 "增强免疫应答" 的双重效果。
这项研究的核心价值在于为临床提供了 "一石二鸟" 的治疗策略，其转化潜力体现在三个维度：
沃拉帕沙作为 2014 年 FDA 批准的 PAR-1 拮抗剂，已在心血管疾病中应用十余年，其药代动力学特征明确（口服生物利用度 65%，半衰期约 8 天），安全性数据充足。此前临床研究显示，其主要不良反应为出血（发生率约 10%），但无显著肝肾功能损伤。基于本研究结果，沃拉帕沙有望快速进入 "抗血小板 + 免疫治疗" 联合方案的临床试验，尤其适用于以下两类高危患者：
接受 ICIs 治疗且合并心血管疾病史的患者，可同时降低血栓风险与肿瘤进展风险；对单一 ICIs 治疗耐药且 FOXO1/HMOX1 高表达的黑色素瘤患者，联合沃拉帕沙可重获治疗应答。FOXO1/HMOX1 轴的发现为免疫治疗患者分层提供了可靠依据：
疗效预测：临床数据分析证实，FOXO1/HMOX1 高表达可作为 ICIs 应答的独立预测因子，未来可通过免疫组化或血清 HMOX1 检测筛选潜在获益患者；耐药监测：动态监测治疗过程中 FOXO1 磷酸化水平及 HMOX1 表达变化，可早期预警耐药发生，及时调整治疗方案。研究进一步验证了铁死亡与免疫治疗的协同本质：铁死亡不仅直接杀伤肿瘤细胞，更通过释放 DAMPs 激活先天免疫与适应性免疫，逆转 "冷肿瘤" 微环境。沃拉帕沙的成功筛选提示，抗血小板药物中可能存在更多 "铁死亡增强剂"，为开发 "抗血栓 + 抗肿瘤" 的双功能药物提供了新方向。此外，针对 FOXO1/HMOX1 轴的小分子激动剂或基因治疗策略，也有望成为非血小板相关肿瘤患者的联合治疗选择。
目前研究主要聚焦于黑色素瘤，而不同癌种的铁代谢特征与免疫微环境存在显著差异。例如，非小细胞肺癌中 HMOX1 表达水平显著低于黑色素瘤，结直肠癌中 FOXO1 磷酸化调控机制更为复杂。团队已启动针对非小细胞肺癌、三阴性乳腺癌的临床前研究，初步结果显示沃拉帕沙在三阴性乳腺癌模型中仍能增强抗 PD-L1 疗效（肿瘤缩小 67%），但在 KRAS 突变型肺癌中效果减弱（肿瘤缩小 32%），提示需结合癌种特异性分子特征优化方案。
出血是沃拉帕沙临床应用的主要顾虑。其抗血小板作用通过抑制 PAR-1 受体介导，该受体在血小板和血管内皮细胞均有表达，内皮细胞 PAR-1 抑制可能增加出血风险。未来需通过两种策略降低风险：
剂量优化：动物实验显示，1mg/kg 剂量的沃拉帕沙即可发挥促铁死亡作用，仅为抗血栓治疗剂量（3mg/kg）的 1/3，该剂量下小鼠出血时间无显著延长；联合防护：探索与低剂量氨甲环酸（抗纤溶药物）联用，在不影响抗肿瘤效果的前提下降低出血发生率。临床中肿瘤患者常同时接受化疗、靶向治疗等多种方案，需明确沃拉帕沙与其他药物的相互作用：
与铂类药物联用：顺铂可通过增加细胞内铁离子水平增强铁死亡效应，初步实验显示沃拉帕沙与顺铂联用可使卵巢癌细胞死亡增加 73%，但需监测肾毒性；与抗血管生成药物联用：贝伐珠单抗可能加剧出血风险，需通过临床研究明确联用安全性。湘雅团队的这项研究以临床需求为导向，通过多维度技术手段，首次揭示了沃拉帕沙靶向 FOXO1/HMOX1 轴促进线粒体相关铁死亡的分子机制，实现了 "抗血栓治疗" 与 "免疫治疗增敏" 的有机结合。这一发现不仅为黑色素瘤患者提供了新的联合治疗方案，更开创了 "老药新用 + 通路靶向 + 患者分层" 的精准治疗新模式。
随着跨癌种研究的推进、出血风险管控策略的优化及生物标志物的临床应用，沃拉帕沙有望成为首个实现 "抗血栓 - 抗肿瘤" 双重获益的临床药物。更深远的意义在于，该研究证实了铁死亡与免疫治疗的交叉调控网络，为开发针对 FOXO1/HMOX1 轴的新型靶向药物提供了理论基础，有望推动癌症治疗从 "单一靶点打击" 向 "多通路协同调控" 的时代跨越。
来源：医学顾事
