多胺代谢相关基因特征预测骨肉瘤预后及免疫浸润的鉴定与验证

针对骨肉瘤(OS)预后评估和靶向治疗缺乏有效标志物的问题，上海交通大学医学院附属第六人民医院团队通过生物信息学分析和实验验证，鉴定出FAM162A、SIGMAR1等8个多胺代谢相关基因(PMRGs)，构建了具有高预测精度的风险模型，揭示了其与肿瘤微环境(TME)免疫抑制的关联。该研究为OS精准治疗提供了新靶点，发表于《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》。

　　

骨肉瘤作为最常见的原发性恶性骨肿瘤，具有侵袭性强、易肺转移和化疗耐药的特点。尽管辅助化疗将局部骨肉瘤患者的5年生存率提升至60%，但转移或复发患者的生存率仍低于20%。临床治疗三十年来进展缓慢，亟需通过"精准医疗"策略寻找可靠的预后标志物。多胺（包括腐胺、亚精胺和精胺）作为细胞生长必需的小分子，其代谢异常与多种癌症相关。既往研究发现骨肉瘤患者尿液中腐胺水平升高，体外实验证实抑制多胺代谢可诱导骨肉瘤细胞凋亡，但多胺代谢相关基因(PMRGs)在骨肉瘤中的表达模式及其对肿瘤微环境(TME)的影响尚未系统研究。

上海交通大学医学院附属第六人民医院团队通过整合TARGET和GEO数据库的骨肉瘤数据集，采用差异表达分析、WGCNA网络构建筛选出96个候选基因。进一步通过单变量Cox和LASSO回归分析，鉴定出FAM162A、SIGMAR1、SQLE、PYCR1、DDI1、PAQR6、GRIA1和TNFRSF12A这8个关键预后基因，并构建风险评分模型。研究利用GSEA分析揭示高风险组富集于一碳池叶酸代谢通路，通过单细胞测序解析了骨肉瘤TME中8种细胞类型的互作网络，并通过RT-qPCR、Western blot和免疫组化在临床样本中验证了基因表达。

研究首先通过WGCNA分析发现MEblue模块（639基因）与多胺代谢评分呈强正相关。差异表达分析筛选的711个差异基因与关键模块基因取交集，获得96个候选基因。GO/KEGG分析显示这些基因主要参与缺氧反应和氨基酸代谢。LASSO回归最终确定的8基因模型中，除TNFRSF12A为保护因素外，其余基因均与不良预后相关。风险模型在测试集GSE21257中验证AUC达0.817（3年生存率），Nomogram模型校准曲线显示优异预测性能。

免疫分析揭示低风险组具有更活跃的免疫浸润，特别是NK细胞和17种免疫细胞亚群的富集。单细胞测序鉴定出骨母细胞型OS细胞、破骨细胞等8种细胞类型，发现内皮细胞、CAFs与NK/T细胞存在显著互作。实验验证显示除GRIA1和SIGMAR1外，其余6个基因在骨肉瘤组织中显著高表达。值得注意的是，DepMap数据库分析显示敲除DDI1和GRIA1反而促进细胞增殖，提示其复杂调控机制。

该研究首次系统阐明了多胺代谢相关基因在骨肉瘤中的预后价值，发现SQLE通过缓解内质网应激促进肿瘤生长，PYCR1在CAFs中调控胶原生成的新机制。提出的8基因特征不仅可作为预后预测工具，其与免疫检查点分子的关联为联合免疫治疗提供依据。局限性在于未直接检测多胺浓度与评分的相关性，未来需在前瞻性队列中验证模型效能。研究成果为理解骨肉瘤中多胺代谢-免疫微环境互作提供了新视角，对开发靶向治疗策略具有重要临床意义。