结直肠癌原发灶与转移灶分化程度高度一致性的临床意义研究

《Clinical & Experimental Metastasis》：Differentiation grade is highly concordant between matched primary and metastatic colorectal cancer

本研究针对结直肠癌（CRC）转移过程中分化程度是否保守这一关键问题，通过分析67对匹配的原发灶与转移灶样本，发现组织学分级一致性高达88%。研究证实CDX2、VIL1等结肠分化标志物及上皮-间质转化（EMT）标志物在配对样本中高度一致，表明原发肿瘤的分化程度可可靠预测转移灶特征，为理解CRC转移机制及个体化治疗提供重要依据。

　　

当结直肠癌（Colorectal Cancer, CRC）发生远处转移时，患者的五年生存率会骤降至20%以下。尽管肿瘤分化程度（Differentiation Grade）已被证实是影响预后的关键因素——低分化肿瘤通常具有更强的转移能力和更差的临床结局——但一个核心谜题始终悬而未决：转移过程究竟是由原发肿瘤中特定低分化细胞亚群主导的，还是一个随机事件，即大多数肿瘤细胞都具备转移潜力？解答这一问题，对于深入理解肿瘤转移的生物学本质、开发有效的干预策略具有重要意义。

以往的研究多聚焦于基因组层面，发现结直肠癌原发灶与转移灶在基因突变和表观遗传修饰上高度相似。然而，组织学表型——这一在临床诊断和预后判断中直观且重要的指标——在转移过程中是否保守，却缺乏系统性的证据。发表在《Clinical & Experimental Metastasis》上的最新研究，由Camilla M. Reehorst和Jennifer K. Mooi等学者领衔，首次大规模地揭示了结直肠癌原发灶与匹配转移灶之间，在组织学分级、结肠分化标志物表达以及上皮-间质转化（Epithelial to Mesenchymal Transition, EMT）特征上存在高度一致性。

为了回答上述科学问题，研究团队收集了67对经过手术切除的匹配的原发性和转移性结直肠癌福尔马林固定石蜡包埋（Formalin-Fixed Paraffin-Embedded, FFPE）样本。这些样本来源包括澳大利亚奥斯汀健康中心的29例患者和MAX III期临床试验的38例患者。研究人员构建了组织微阵列（Tissue Microarray, TMA），每个样本取三个不同区域的肿瘤组织芯。研究的核心技术方法主要包括：由解剖病理学家依据世界卫生组织（WHO）标准对组织学分级进行判读；通过免疫组织化学（Immunohistochemistry, IHC）技术检测CDX2、VIL1、MUC2、嗜铬粒蛋白（Chromogranin, CHG）、突触素（Synaptophysin, SYN）、E-钙黏蛋白（E-Cadherin）和波形蛋白（Vimentin）等关键蛋白的表达，并采用人工评分或HALO图像分析软件进行定量；此外，还运用了多重荧光免疫组化（Multiplex IHC）结合多光谱成像技术，在单张切片上同时分析E-钙黏蛋白、波形蛋白和泛细胞角蛋白（Pan-cytokeratin）的表达，以精确区分上皮性、间质性或处于过渡状态的肿瘤细胞。

匹配的原发性和转移性结直肠癌分化程度高度一致

对67对样本的组织学分析显示，原发性肿瘤中，高分化占2.9%，中分化占79.4%，低分化占17.6%。

令人瞩目的是，高达88.1%（59/67）的病例其原发灶与转移灶的分化程度完全一致。这种一致性在不同转移部位（如卵巢100%、淋巴结95%、肝脏85%）均普遍存在。在少数不一致的病例中（n=8），75%的转移灶分化程度比原发灶更差（即分级更高）。值得注意的是，在可获得辅助化疗信息的亚组中，接受过化疗的患者其不一致率（27%）高于未接受者（11%），提示治疗压力可能影响肿瘤表型。

结肠上皮谱系驱动因子CDX2和标志物VIL1的表达高度一致

为了从分子层面验证组织学观察，研究检测了结肠分化的关键转录因子CDX2和刷状缘蛋白VIL1。结果显示，低分级肿瘤的CDX2核表达强度和VIL1膜表达水平均显著高于高分级肿瘤，这与既往认知一致。

更重要的是，配对分析表明，无论是CDX2的H-score还是VIL1的膜表达强度，在原发灶和转移灶之间均无显著差异，且存在显著的正相关关系。

黏液性组织学特征和杯状细胞标志物MUC2的表达高度一致

对黏液性组织学特征的评估发现，70.6%的配对样本在原发灶和转移灶的黏液特征上保持一致。

通过IHC定量检测MUC2（一种主要的黏液蛋白）进一步证实，MUC2在组织学分类为黏液性的肿瘤区域表达更高，且其表达水平在原发灶与匹配转移灶之间相似，并呈现显著正相关。

神经内分泌标志物表达在结直肠癌中罕见且大多一致

在29对可用样本中，绝大多数病例的原发灶和转移灶均未检测到CHG或SYN阳性染色（分别占82%和69%）。

CHG和SYN表达的一致性率分别达到89%和85%。在少数不一致病例中，阳性染色更多见于转移灶。总体而言，神经内分泌分化在结直肠癌中不常见，且其表达模式在原发和转移灶间基本一致。

上皮和间质标志物表达高度一致，未见广泛EMT证据

对E-钙黏蛋白和波形蛋白的分析显示，所有病例的肿瘤细胞均表达E-钙黏蛋白（上皮标志），且强度在配对样本间无差异。

相反，波形蛋白的阳性染色仅见于肿瘤间质，肿瘤细胞本身均为阴性。多重荧光染色进一步量化证实，绝大多数（超过96%）表达泛细胞角蛋白的肿瘤细胞被归类为上皮表型，而同时表达波形蛋白（提示间质特征）或处于过渡状态的细胞比例极低，且在原发灶和转移灶间无统计学差异。这表明在结直肠癌的转移灶中，并未出现广泛、稳定的上皮-间质转化。

非经典鳞状细胞标志物CK5/6表达缺失

针对近期单细胞测序研究提出的转移灶中可能出现非经典谱系（如鳞状分化）的发现，本研究检测了CK5/6。结果显示，所有原发和转移灶样本的肿瘤细胞均未表达CK5/6，

尽管这也意味着一致性为100%，但结果不支持结直肠癌转移中存在普遍的鳞状分化重编程。

结论与讨论

本研究通过系统的组织学和分子病理学分析，有力地证明了结直肠癌的分化状态在转移过程中具有高度的保守性。这种保守性体现在组织学分级、结肠特异性分化标志物（CDX2, VIL1, MUC2）以及上皮/间质标志物表达等多个层面。这一发现具有多重重要意义。首先，它表明结直肠癌的转移在大多数情况下并非由原发肿瘤中永久性的低分化亚克隆选择性驱动，也未见广泛的、稳定的EMT或向非经典谱系（如鳞状、神经内分泌）的转化。肿瘤细胞可能经历暂时的可塑性变化以适应转移过程，但在定植远端器官后倾向于恢复其固有的分化表型。其次，该研究强调了分化状态是肿瘤细胞内部稳定编程的固有特性，其分子基础（如特定的致癌驱动突变、表观遗传修饰）可能非常稳固，即使在不同的微环境下和经历体外培养后仍能维持。从临床角度看，这一发现支持了利用原发肿瘤的组织学分级来可靠地预测其转移灶的分化特征。这对于预后判断具有直接价值，因为低分化与不良预后相关。未来，如果出现针对特定分化状态的疗法或相关生物标志物，对原发灶的评估将能为转移性疾病的治疗决策提供关键信息。当然，本研究也存在样本量有限、部分标志物检测样本量较小等局限性。少数病例中出现的分级不一致，特别是接受过辅助化疗的患者中不一致率更高，提示治疗可能施加选择性压力，促使表型演变，这值得在未来更大规模的前瞻性研究中深入探讨。此外，本研究主要采用蛋白组学方法，未来结合单细胞多组学技术将能更精细地揭示肿瘤细胞在转移过程中的状态动态。总之，这项研究增进了我们对结直肠癌转移生物学行为的理解，为开发更有效的抗转移策略和实现更精准的个体化治疗奠定了坚实的理论基础。