胃癌是全球第五大常见恶性肿瘤和第三大癌症相关死亡原因。肠上皮化生（IM）被公认为早期胃癌（EGC）的关键癌前病变，是良性向恶性转化的核心转折点。尽管对癌前病变的组织病理学特征和分子机制已有较多研究，但临床仍缺乏有效的预防或逆转策略。既往胃癌多组学研究多采用正常胃黏膜、IM或晚期原发/转移性胃癌样本。

EGC的启动源于易被背景炎症或化生掩盖的细微分子改变。现有研究多通过整合不同时空来源的病理阶段样本来重构癌变过程，但这种跨样本方法存在较大个体间变异，阻碍了对EGC连续演进图谱的构建，且缺乏能捕获同一患者从癌前病变到恶性肿瘤连续演进的高质量空间分辨临床样本。因此，调控正常胃上皮向恶性转化的分子与空间动态机制仍不明确，是该领域亟待解决的关键问题。

研究采用人工智能（AI）辅助的单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组（ST）技术，分析了9例EGC患者的内镜黏膜下剥离术（ESD）标本。这些ESD标本在同一患者体内涵盖了从正常黏膜、IM、瘤周界面到肿瘤核心的空间连续区域。将邻近肿瘤且与IM区域存在潜在演化关联的过渡区定义为PMC_P区域。

一、ESD标本中EGC的时空图谱

为明确异质细胞群体，分析4例患者相邻位点匹配区域的scRNA序列谱，得到16,839个细胞，从EGC肿瘤微环境中识别出12种细胞类型，免疫荧光验证了其在EGC发生发展过程中的异质性浸润。对8例患者的20,063个ST斑点（每个斑点直径55μm，含8-20个细胞）测序分析。结合AI模型stMVC，观察从正常组织到癌变的轨迹。所有细胞类型在患者的正常组织（N）、IM及肿瘤组织（T）区域中均有分布，但浸润程度在不同区域间差异显著，提示这些细胞在EGC进展的不同阶段发挥不同作用。

二、EGC进展中的上皮细胞亚型

对10,474个上皮细胞进行亚聚类分析，识别出9种不同亚型，其中大多数以已知标记为特征。这些亚型包括胃窦基底腺黏液细胞（GMC）、胃小凹黏液细胞1型（PMC_1）、肠内分泌细胞、肠上皮细胞、杯状细胞、增殖细胞（PC）、癌细胞、化生样干细胞以及胃小凹黏液细胞2型（PMC_2）。每种亚型均与特定功能通路相关。

为探究不同上皮亚型是否存在显著遗传变异，分析了9种细胞类型的大规模染色体拷贝数变异（CNVs）。结果发现：PMC_2的CNV水平显著高于PMC_1，提示其与癌症关联性更强；GMC和肠内分泌细胞的CNV水平低于癌细胞和MSC，与其在不同病理区域的空间分布一致——GMC和肠内分泌细胞主要位于正常组织区域，癌细胞和MSC分布于癌组织区域。值得注意的是，IM和T区域的异质性均高于正常组织，且IM区域的上皮亚型比例与肿瘤组织更接近。用DPT算法估算9种细胞类型的拟时序轨迹，分析显示存在三条分支谱系：PMC_1→PMC_2→癌细胞、PC→癌细胞、化生性干细胞样细胞（MSC）→癌细胞。

三、PMC_P——EGC启动期间的临界点状态

利用stMVC从三种上皮区域（N、IM和T）的空间结构域中识别出与EGC进展相关的6类区域，包括：正常、GMC_P、IM、PMC_P、Pro_T和肿瘤，均有不同的基因表达谱。PMC_P与GMC_P为癌前状态。

研究采用多种方法阐明了PMC_P在驱动EGC中的潜在作用：PMC_P细胞过表达COL3A1、SLC5A5、AKR1B10等已报道的胃癌相关基因；PMC_P中7个代表性“致癌起始”基因的平均表达水平与较短的总体生存期显著相关（TCGA验证，p=0.023）；PMC_P细胞参与关键的致癌信号级联反应，包括凋亡、EMT、JAK-STAT及MAPK通路；PMC_2细胞在PMC_P区域富集，ST数据与临床样本均验证其基因特征在PMC_P区域显著上调；PMC_P区域高表达免疫检查点分子（PDCD1、CD274/PD-L1）、免疫抑制酶（IDO1）、髓系细胞标志物（CD33），且免疫抑制性细胞比例显著高于其他区域。

综上，PMC_2是连接肠化生与肿瘤的关键过渡性上皮群体，而PMC_P作为重要的癌前生态位，以免疫抑制微环境为特征，驱动EGC的发生。

四、PMC_P区域中EGFR/ERBB2-AREG及NAMPT-ITGA5/ITGB1介导PMC_2-巨噬细胞/成纤维细胞超激活

为研究潜在的细胞间通信（CCC）机制，研究分析了PMC_P与其他5组上皮细胞的基因差异。通过Gini指数筛选出多种特异性高表达于PMC_P的分泌蛋白候选分子，包括AREG、IL1B、NAMPT、KLK7及IGFBP3（Gini指数>0.25）。CellChat软件与stKeep分析均证实，AREG→EGFR/ERBB2和NAMPT→ITGA5/ITGB1是PMC_P中驱动细胞相互作用的配体-受体对（LRPs）。mIHC分析确认其在PMC_P区域高表达，并在临床标本中得到验证。为明确上述LRPs的作用细胞类型，对scRNA-seq数据进行CellChat分析。结果显示：AREG-EGFR/ERBB2轴主要介导髓系细胞/NKT细胞与PMC_2/GMC间的交互，NAMPT-ITGA5/ITGB1轴连接PMC_2与基质细胞。

髓系亚群分析显示，巨噬细胞是PMC_P区域主要的髓系细胞群，与AREG表达显著相关。人群富集分析揭示，从IM到PMC_P，PMC_2比例逐渐升高，同时成纤维细胞与巨噬细胞自PMC_P向T区域显著浸润。表明了PMC_2、巨噬细胞和成纤维细胞之间相互作用在驱动EGC启动中的关键作用。

五、AREG/NAMPT促进癌前细胞系和类器官恶性转化

本研究成功构建了源自胃癌前病变（Pre-EGC）的原代细胞系及相应类器官模型。将巨噬细胞极化为M1和M2表型后，M1分泌的AREG水平更高。与M1巨噬细胞共培养的癌前细胞增殖分析显示，AREG以剂量依赖方式显著促进Pre-EGC细胞增殖，200ng/ml时效应最显著。

在Pre-EGC的条件培养基中检测到NAMPT分泌。为进一步探讨NAMPT的功能作用，该研究建立了Pre-EGC和成纤维细胞的共培养体系，发现：NAMPT以剂量依赖方式促进Pre-EGC增殖，100ng/ml时效应显著；成纤维细胞表面受体ITGA5/ITGB1的表达随NAMPT浓度升高而上调，25ng/ml和50ng/ml时显著；NAMPT处理显著增强CAF标志物（FAP、Fibronectin、α-SMA、VIM）的荧光强度，提示其驱动成纤维细胞活化并促进恶性转化；不同浓度NAMPT可特异性上调COL3A1、PD-L1、AKR1B10等癌前基因。类器官模型重现相似趋势。200ng/ml AREG与100ng/ml NAMPT分别显著提升类器官活力，200ng/ml AREG处理组中直径＞100µm的类器官比例显著增加。免疫荧光显示NAMPT处理引起E-cadherin表达下降，提示EMT进程激活。

综上，AREG与NAMPT在促进细胞增殖、调控基因表达、驱动表型改变、促进恶性转化方面发挥关键作用。

六、抗NAMPT/AREG治疗在EGC预防中的评估

研究利用转基因CEA-SV40小鼠模型研究靶向AREG和NAMPT在EGC进展中的治疗效果。通过抗AREG抗体与NAMPT抑制剂FK866单药或联合治疗，持续两周，7周后处死小鼠。对胃组织病理分析显示，野生型（WT）、CEA-SV40未治疗组、抗AREG组、FK866组及抗AREG+FK866联合组的癌变率分别为16.7%、100%、66.7%、50%和50%。

分子分析显示，各组PD-L1、pSTAT1、pp38、pp65及“起始促进”基因表达存在差异。FK866（NAMPT抑制剂）可抑制PD-L1在PMC_P和Pro_T组织中的高表达。在Pre-EGC细胞、Pre-EGC+200ng/mL AREG处理组以及Pre-EGC+100ng/mL NAMPT处理的成纤维细胞中，经72小时干预后，PD-L1、STAT、p-STAT1、p38、p-p38、p65和p-p65表达均上调，与体内实验结果一致。

因此，抗AREG与FK866治疗可抑制EGC发生发展的分子驱动因素，有望成为胃黏膜癌前病变的治疗策略。

本研究首次系统解析了从正常黏膜、IM到EGC的连续演替过程，并识别出具有关键意义的癌前转折点——PMC_P区域，及关键介导细胞PMC_2。PMC_P区域通过AREG–EGFR/ERBB2（招募并活化巨噬细胞）和NAMPT–ITGA5/ITGB1（活化成纤维细胞）双信号轴，协同激活NF-κB、MAPK、JAK-STAT等致癌通路，并上调PD-L1调节免疫抑制微环境，从而驱动恶性转化。21例临床样本验证了AREG和NAMPT在癌前阶段的高表达。NAMPT抑制剂FK866可抑制EGC的发展。未来需进一步整合PMC_P、Pro_T与经典GMC_P致癌途径，构建更完整的EGC演进全景图谱，为胃癌的早期拦截与精准防治提供理论支撑和转化路径。

审批编号：CN-173652

有效期至：2026/12/2

本材料由阿斯利康提供，仅供医疗卫生专业人士参考。