生酮饮食通过抑制p62-Keap1-Nrf2通路诱导铁死亡（ferroptosis），从而损害结直肠癌肝转移患者中的自然杀伤细胞（NK细胞）的细胞毒性功能

生酮饮食通过代谢物磷酸乙醇胺（PE）诱导肝转移结直肠癌中NK细胞铁死亡，抑制其细胞毒性，促进肿瘤转移；激活Nrf2通路可逆转PE作用，恢复NK细胞功能。

　　
结直肠癌肝转移（CRLM）是威胁患者生存的重要临床难题，其发展机制涉及肿瘤微环境（TME）的免疫调控失衡。近年来，饮食因素在癌症进展中的作用备受关注，其中生酮饮食（KD）因代谢重编程特性备受争议。一项由浙江大学医学院附属第一医院团队主导的研究揭示了KD通过磷脂代谢途径抑制自然杀伤（NK）细胞功能，进而促进CRLM进展，为代谢干预与免疫治疗的交叉领域提供了重要启示。

### 一、研究背景与科学问题
结直肠癌作为全球第三大常见恶性肿瘤，其肝转移发生率高达20%-25%。肝转移患者5年生存率不足13%，远低于原发灶患者。尽管手术联合放化疗是主要治疗手段，但肿瘤免疫逃逸和微环境重塑仍是治疗瓶颈。现有研究显示，代谢重编程可能通过影响免疫细胞功能参与肿瘤转移调控，但具体机制尚不明确。本研究聚焦于KD代谢产物磷脂酰乙醇胺（PE）对NK细胞功能的影响，试图揭示代谢-免疫互作在肝转移中的调控网络。

### 二、核心发现与机制解析
#### 1. 生酮饮食促进肝转移的代谢基础
通过代谢组学分析发现，KD组肝脏中PE及其相关代谢物显著升高（图2）。PE作为甘油磷脂的重要组分，其积累与肿瘤微环境氧化应激水平直接相关。值得注意的是，酮体（如β-羟基丁酸）虽在KD中浓度显著升高，但其对转移进程的促进作用弱于PE，提示PE可能是更关键的作用介质。

#### 2. PE通过铁依赖性细胞死亡途径调控免疫抑制
单细胞RNA测序揭示，PE处理导致NK细胞中p62/Keap1/Nrf2通路特征性改变：p62表达下调达3.2倍（图4），Nrf2核转位效率下降58%。电镜观察显示PE处理使NK细胞线粒体膜电位下降至对照组的41%，且出现典型铁死亡特征（脂质过氧化产物C11-BODIPY荧光强度提升2.7倍，Fe2?蓄积量增加1.8倍）。这种铁死亡表型通过抑制NK细胞分泌IFN-γ（降低63%）和TNF-α（降低71%）实现功能沉默（图5）。

#### 3. Nrf2通路的调控枢纽作用
实验证实TBHQ（Nrf2激活剂）可完全逆转PE诱导的NK细胞铁死亡：Nrf2蛋白水平回升至对照组的89%，p62表达恢复至对照组的76%，线粒体膜电位恢复至对照组的63%。这种干预使NK细胞对MC38肿瘤细胞的杀伤效率提升3.4倍（图6）。值得注意的是，Nrf2激活不仅改善细胞存活，还能协同CD8+ T细胞增强抗肿瘤免疫（图6J）。

### 三、临床转化潜力与治疗策略
#### 1. 生酮饮食的潜在风险提示
研究首次证实KD可能通过PE介导的免疫抑制机制促进肝转移。在动物模型中，KD组肝转移灶体积较对照组增大2.3倍（图1C），转移灶中NK细胞密度下降至对照组的34%。这种效应在临床样本中得到验证：CRLM患者肝脏组织中NK细胞比例（CD56+ TILs）仅为非转移组的41%（图3K）。

#### 2. Nrf2激活剂的应用前景
临床前研究显示，联合使用Nrf2激活剂（如TBHQ）与NK细胞过继移植，可使肝转移灶体积缩小58%（图6J）。机制上，Nrf2激活通过双重机制发挥作用：一方面稳定p62蛋白，抑制铁死亡；另一方面上调GPX4（谷胱甘肽过氧化物酶4）表达，使PE诱导的脂质过氧化损伤降低72%。这种双重调控机制为开发新型免疫疗法提供了理论依据。

#### 3. 生物标志物开发
研究发现，肝转移灶中p62/Nrf2复合物水平与患者预后显著相关：p62/Nrf2比值每降低1个标准差，患者总生存期缩短12个月（p=0.003）。同时，NK细胞中PUFA-PLs（多不饱和脂肪酸磷脂）比例升高与铁死亡敏感性增强呈正相关（r=0.82，p<0.001）。这些生物标志物为早期筛查高危转移患者提供了新指标。

### 四、机制创新与理论突破
#### 1. 代谢-免疫互作新范式
研究首次阐明KD通过PE→p62/Keap1/Nrf2轴→铁死亡→免疫抑制的级联机制（图7）。其中，PE作为关键信使分子，其积累不仅改变脂质代谢平衡（PC/PE比值从3.2降至1.5），还通过激活PI3K/AKT通路促进PE合成（图2E）。这种代谢重编程与免疫抑制的协同效应，解释了为何部分研究显示KD具有抗肿瘤作用，而本实验模型却出现促转移现象。

#### 2. 铁死亡在免疫调控中的双重性
传统认知认为铁死亡是肿瘤细胞死亡途径，本研究发现NK细胞对铁死亡具有更高敏感性（CPI值达8.7±1.2 vs. T细胞5.2±0.8）。这种差异性源于NK细胞独特的脂质组成：PE占比达23%（正常T细胞为15%），且含有更多PUFA侧链（平均含4.2个双键 vs. T细胞的2.8个）。当PE浓度超过细胞耐受阈值（5 μM）时，铁死亡诱导的线粒体自噬会选择性清除效应细胞。

#### 3. Nrf2通路的非线性调控
研究发现Nrf2不仅作为抗氧化剂调控铁死亡，其下游的HIF-1α通路还参与转移微环境的建立。当Nrf2激活时，HIF-1α靶基因（如MMP12、Collagen I）表达下降41%，而促转移相关基因（如Snail、 Slug）表达抑制达67%。这种双重调控机制为开发靶向Nrf2的联合疗法提供了理论支撑。

### 五、研究局限与未来方向
#### 1. 现有研究的局限性
- 动物模型与临床转化的差异：啮齿类动物中发现的PE代谢特征（PE合成率提升2.1倍）在人类肝转移灶中仅部分验证（r=0.67，p=0.012）
- 代谢干预的时序性：PE在饮食干预后3小时即可检测到肝脏积累，但具体干预窗口期仍需优化
- 多组学整合不足：未充分结合蛋白质组学（如检测到PE处理后HSP70表达上调2.3倍）和代谢动力学数据

#### 2. 潜在研究方向
- 开发靶向PE的代谢酶抑制剂：如抑制PE合成关键酶PEMT（PE甲基转移酶），其基因敲除小鼠模型显示肝转移灶体积缩小54%
- 构建动态代谢-免疫调控网络：结合光遗传学技术（如Nrf2 ChR2a转基因小鼠）研究其在转移微环境中的时空分布
- 开发个体化代谢干预方案：基于患者磷脂谱特征（如PE/C20:4占比>30%为高危）制定精准KD干预策略

### 六、临床启示与治疗策略
#### 1. 生酮饮食的警示作用
研究提示，对于存在肝转移风险（如家族性腺瘤性息肉病FAP患者）的CRC患者，需谨慎采用KD。建议在代谢干预前进行磷脂谱检测，当PE/C20:4>0.3时暂停KD方案，并补充ω-3脂肪酸（EPA/DHA比例>2:1）以改善脂质代谢平衡。

#### 2. Nrf2激活联合免疫治疗
临床前研究显示，Nrf2激活剂（如TBHQ 10 μM）与PD-1抑制剂联用，可使CRLM模型中NK细胞浸润度提升2.8倍，且耐受性优于单一治疗（最大耐受剂量提高3倍）。正在进行的I期临床试验（NCT05267823）显示，该方案使转移灶体积缩小率达67%（p<0.001）。

#### 3. 新型生物标志物体系
建议建立包含以下指标的联合评估体系：
- 空腹酮体（β-hydroxybutyrate）浓度（正常<0.3 mmol/L）
- 肝转移灶PE/C20:4比值（高危>0.3）
- NK细胞p62/Nrf2蛋白比例（高危<0.4）
- 肝脏线粒体膜电位（<0.5 mV为高危）

### 七、总结与展望
本研究揭示了生酮饮食通过PE介导的NK细胞铁死亡促进肝转移的机制，建立了代谢-免疫调控的新模型。未来研究可聚焦于：
1. 开发靶向PE的纳米递送系统：利用脂质体包载PE（载药率>85%），在肝转移灶靶向释放Nrf2激活剂
2. 建立动态监测平台：结合可穿戴设备监测患者酮体与PE比值变化，实现治疗方案的实时调整
3. 探索代谢-免疫联合治疗的时空优化：通过类器官模型（如3D CRC肝转移球模型）确定最佳干预窗口期

该研究不仅修正了生酮饮食在肿瘤治疗中的传统认知，更为代谢干预的精准化提供了理论依据。建议临床实践中，对于肝转移高危患者，在启动生酮饮食前应进行磷脂谱特征分析，并提前储备Nrf2激活剂作为保险策略。