多组学解析胰腺癌中多胺代谢关键基因NT5E/CD73的促癌机制及临床意义

胰腺癌(PDAC)是一种高度恶性的肿瘤，其代谢重编程和免疫抑制微环境是治疗难点。北京大学第一医院团队通过整合转录组、单细胞测序和功能实验，系统研究了多胺代谢在PDAC中的作用，发现NT5E(CD73)是调控多胺代谢的核心基因，其敲除可抑制肿瘤生长并改善免疫微环境。该研究为PDAC提供了新的预后标志物和治疗靶点，发表在《Cancer Letters》。

　　

胰腺癌(PDAC)被称为"癌中之王"，其5年生存率不足10%。这种恶性肿瘤具有两个致命特征：一是高度依赖独特的代谢重编程维持快速增殖，二是形成极度免疫抑制的肿瘤微环境(TME)。尽管近年来KRAS靶向治疗取得突破，但大多数患者仍面临治疗耐药和免疫治疗无效的困境。越来越多的证据表明，多胺代谢——这个产生细胞增殖必需物腐胺、亚精胺和精胺的代谢通路，在PDAC中异常活跃，不仅促进肿瘤生长，还可能通过代谢产物抑制CD8⁺ T细胞功能。然而，多胺代谢在PDAC中的全局作用机制和临床转化价值仍不清楚。

北京大学第一医院的研究团队通过多组学整合分析，首次系统描绘了PDAC中多胺代谢的分子图谱。他们发现多胺代谢关键酶ODC1、SMS和SMOX在PDAC中显著上调，且与不良预后相关。基于59个多胺代谢相关基因，研究人员开发了多胺代谢评分(PMscore)，成功将466例患者分为具有显著生存差异的三组。通过随机森林算法，鉴定出膜表面核苷酸酶NT5E(CD73)是该通路的核心调控因子——这个既能水解AMP产生免疫抑制分子腺苷，又能激活蛋白激酶A(PKA)信号的双功能蛋白，在单细胞水平主要富集于上皮细胞和间充质细胞。

研究采用的关键技术包括：整合TCGA和6个GEO数据集进行批量转录组分析；对11例PDAC样本的62,515个细胞进行单细胞测序(scRNA-seq)；使用空间转录组技术解析NT5E的空间分布；通过shRNA敲低和DFMO(二氟甲基鸟氨酸)抑制建立体外和体内模型；采用PolyamineRED荧光探针定量细胞多胺水平。

在"多胺代谢在胰腺癌中上调并与预后密切相关"部分，研究发现PDAC组织中SMS、SMOX和ODC1的mRNA和蛋白表达均显著高于正常组织，且高表达患者生存期更短。组织微阵列(TMA)显示肿瘤区域多胺代谢活性明显增强。

"单细胞转录组鉴定多胺代谢相关基因"揭示了多胺代谢主要活跃于上皮细胞和增殖性上皮细胞，相关差异基因富集于分解代谢和凋亡通路。通过构建"PMscore预后模型"发现，高分组的能量代谢通路显著激活，且KRAS/TP53突变频率更高，但CD8⁺ T细胞浸润和免疫检查点表达最低，提示免疫抑制特征。

"NT5E的功能验证"部分显示，敲低NT5E可降低PANC-1和MiaPaCa-2细胞的增殖、迁移能力及多胺水平。动物实验证明，NT5E敲除联合DFMO治疗可协同抑制肿瘤生长。机制上，NT5E通过调控ODC1、SMS和SMOX的表达影响多胺代谢。

最引人注目的是"NT5E在肿瘤微环境中的空间分析"，多重免疫荧光显示CD73⁺的癌症相关成纤维细胞(CAFs)比CD73^- CAFs更靠近肿瘤细胞，暗示其通过旁分泌参与代谢串扰。这种独特的空间分布模式为理解PDAC的基质-肿瘤相互作用提供了新视角。

这项研究的重要意义在于：首次建立了PDAC多胺代谢的预后评估体系，揭示了NT5E作为代谢-免疫双重调节枢纽的功能，为开发"代谢-免疫"联合治疗策略提供了理论依据。特别是发现靶向NT5E可同时抑制肿瘤内在生长和改善免疫微环境，这种"一石二鸟"的作用机制，为破解PDAC治疗困境提供了新思路。未来研究可进一步探索NT5E抑制剂与免疫检查点阻断剂或KRAS靶向药的联合方案，推动PDAC精准治疗的发展。