基于 NK 细胞的胰腺癌免疫治疗预后模型：解锁精准医疗新密码

胰腺癌（PAAD）死亡率高，免疫治疗效果不佳。研究人员分析 PAAD 相关数据集，识别出 11 个与预后相关的 NK 细胞差异表达基因（NKDEGs），构建预后模型。该模型可预测免疫治疗反应，还能进行免疫分型，为个性化治疗提供依据。

　　在癌症的世界里，胰腺癌堪称 “恶魔” 般的存在。它的发病率不断攀升，死亡率也居高不下，众多患者深受其害。传统治疗手段如手术和化疗，仅对少数可切除疾病的患者有效，大多数患者即便接受治疗后仍会复发，二线治疗选择也极为有限，这使得胰腺癌患者的五年总体生存率仅有 9%。

近年来，虽然靶向疗法有所发展，但适用患者范围狭窄。免疫疗法在其他癌症治疗中取得了显著成效，然而胰腺癌却对其 “免疫”，尤其是胰腺导管腺癌（PDAC），几乎对 FDA 批准的免疫疗法都有抗性，这背后的关键原因之一就是其复杂且不明晰的免疫微环境。自然杀伤（NK）细胞作为强大的抗肿瘤免疫细胞，在胰腺癌中数量稀少，但其对肿瘤的抑制作用不容小觑，不过目前对肿瘤相关 NK 细胞的研究还十分匮乏。

为了打破这一困境，昆明理工大学文山州人民医院的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们深入挖掘 PAAD 相关数据集，试图探寻 NK 细胞在胰腺癌中的奥秘，为胰腺癌的治疗开辟新的道路。这项研究成果发表在《Discover Oncology》上，为胰腺癌的诊治带来了新的曙光。

研究人员在此次研究中，主要运用了多种关键技术方法。他们从 GEO 网站获取 PAAD 单细胞 RNA 测序数据，利用 TISH2 平台进行分析，通过主成分分析（PCA）降维，K - 近邻（KNN）和 Louvain 算法识别细胞簇，并根据标记基因注释细胞类型。同时，运用多种机器学习模型，结合 TCGA-PAAD 和 ICGC-PACA-AU 数据集，构建并验证预后模型。此外，还使用了多种算法评估免疫微环境和免疫治疗反应。

研究结果

1. NK 细胞相关免疫微环境的相互作用：通过对 PAAD_GSE162708 数据集的分析，研究人员发现 NK 细胞参与了胰腺癌相关的多种功能，如细胞成分、发育、免疫反应等。KEGG 富集分析揭示了 NK 细胞在胰腺癌中的新作用，如参与核糖体、剪接体和 T 细胞受体信号通路。同时，还确定了 NK 细胞特异性转录因子，发现 NK 细胞与其他细胞簇存在密切的相互作用，如与成肌纤维细胞、成纤维细胞和 CD8 T 细胞联系紧密12。
2. 基于机器学习模型构建 NKDEGs 预后模型：利用 101 种不同的机器学习算法，研究人员从众多差异表达基因中筛选出 11 个与 PAAD 预后相关的 NKDEGs，并构建了预后模型。其中，CoxBoost + Ridge 模型表现最佳，在训练集和验证集中，该模型的风险评分都能有效预测患者的预后，其预测准确性通过生存曲线和 ROC 曲线得到了验证3。
3. NKDEGs 预后模型的临床相关性分析：单因素和多因素 Cox 回归分析表明，年龄和风险评分是 PAAD 的独立预后因素。风险评分在预测患者生存方面优于其他临床病理因素，基于年龄和风险评分构建的列线图，能直观准确地预测患者的生存情况，且该模型在不同年龄、性别、分级和分期的患者群体中都具有良好的预测能力4。
4. NKDEGs 预后模型基因的特征分析：对模型中的基因进行深入分析发现，IL₃₂、CLEC2B 等基因在 NK 细胞中显著上调，而 PSAP、SEZ6L2 等基因显著下调。功能实验证实 IL₃₂对 PAAD 细胞增殖有促进作用。生存分析显示，部分基因的高表达与患者较差的生存结局相关，且模型中部分基因之间存在较高的相关性，可能作为枢纽基因发挥作用5。
5. 不同风险评分组的功能富集分析：对不同风险评分组进行差异基因表达分析，发现高风险组和低风险组存在显著差异的基因。GO 分析表明 NK 细胞在 PAAD 的细胞分子功能和生物学过程中发挥作用，KEGG 富集分析揭示了神经活性配体 - 受体相互作用和 MAPK 信号通路等重要途径。此外，高风险组患者的肿瘤突变负担（TMB）更高，且 TMB 与风险评分呈正相关，结合两者能更好地预测患者预后6。
6. 不同风险评分组免疫微环境的评估：分析免疫微环境发现，高风险评分患者的 ESTIMATE 评分较低，且风险评分与 NK 细胞浸润呈负相关。高风险患者中活化 NK 细胞增加，但同时静息 NK 细胞减少，可能导致炎症反应异常。此外，高风险患者对某些免疫检查点抑制剂可能更敏感，不同风险组对不同靶向药物的敏感性也存在差异7。
7. 基于 11-NKDEGs 的新型分子分类：运用 ConsensusClusterPlus 对 PAAD 进行分子亚型分类，确定了 4 种分子亚型。不同亚型患者的免疫微环境、免疫细胞浸润和免疫检查点基因表达存在差异。C4 亚型患者的 NK 细胞浸润和 T 细胞激活最明显，预后较好；C1 组免疫细胞广泛激活，但预后不佳；C3 组免疫细胞受抑制，呈 “免疫荒漠” 状态；C2 组无明显免疫细胞特征。针对不同亚型，还确定了潜在的靶向药物8。

研究结论与讨论

这项研究表明，NK 细胞在胰腺癌中可能通过与 B 细胞和 T 细胞的协同作用发挥抗肿瘤效应，但其独特的调节机制还有待进一步研究。研究人员成功开发了可靠的 NKDEGs 预后模型，并识别出新的分子亚型，为胰腺癌的诊断、预后评估和个性化治疗提供了重要依据。不过，该研究也存在一定局限性，如数据来源的局限性可能导致选择偏倚，无法确定因果关系，对部分基因功能的了解还不够深入等。尽管如此，这项研究依然为胰腺癌的研究和治疗指明了新方向，有望推动胰腺癌免疫治疗的发展，让更多患者从中受益。