结直肠癌浸润前沿肿瘤出芽与低分化簇的生物学连续体及其预后意义

为解决结直肠癌(CRC)浸润前沿(IM)中肿瘤出芽(TB)和低分化簇(PDCs)的分子机制及预后价值问题，研究人员通过空间转录组学和人工智能技术，揭示了TB与PDCs的生物学连续体关系，证实TB具有更强的侵袭潜力，且两者联合评分可显著提升风险分层效能。该研究为CRC精准诊疗提供了新依据。

　　

结直肠癌（CRC）的侵袭行为一直是影响患者预后的关键因素，而肿瘤浸润前沿（Invasive Margin, IM）的形态学特征——尤其是肿瘤出芽（Tumor Budding, TB）和低分化簇（Poorly Differentiated Clusters, PDCs）——已被证实是独立的预后指标。然而，这些现象背后的生物学机制尚不明确。更令人困惑的是，TB（定义为<5个细胞的孤立肿瘤细胞簇）与PDCs（≥5个细胞的无腺体形成簇）虽以5个细胞为人为分界，但两者是否代表同一生物学过程的连续体？这一问题对理解CRC侵袭模式和优化临床分层至关重要。

为解决这一难题，来自荷兰拉德堡德大学医学中心、瑞士伯尔尼大学等国际团队在《Scientific Reports》发表了一项突破性研究。他们利用空间转录组学（Digital Spatial Profiling, DSP）和人工智能驱动的全切片图像分析技术，对1134例I-III期CRC患者的IM进行了大规模量化，并结合20例异质性CRC样本的分子特征分析，首次揭示了TB与PDCs的生物学连续体关系。

关键技术方法
研究团队首先通过深度学习算法自动检测H&E染色切片中IM区域≤10个细胞的肿瘤细胞/簇（共量化378,412个），并依据ITBCC指南对TB和PDCs进行热点评分。同时，对20例CRC的TB、PDCs及推进性边界（Pushing Border, PB）区域进行空间转录组分析（NanoString GeoMx平台）和纤维连接蛋白1（FN1）免疫组化验证，结合统计学模型评估预后关联。

研究结果

1. 量化IM中的孤立肿瘤细胞/簇

• 自动检测显示，2细胞簇占IM所有细胞/簇的44.4%，是IM最富集的特征；TB（≤4细胞）占总量的90%，而10细胞簇仅占0.4%。
• 热点重叠分析表明，TB与PDCs热点仅32.8%重合，提示两者在IM中的空间分布存在差异。

2. 分层评分与DFS关联

• 当评分纳入≤5细胞簇时，风险分层效能达到平台期（HR=2.4），提示超过5细胞的簇对预后无额外贡献。
• 高分级TB（Bd3）与PDCs（P3）均与晚期分期、淋巴/神经浸润相关，但TB的预后价值更强（HR 2.16 vs. 1.53）。
• 联合评分（Bd3&P3）显著提升风险分层（HR 2.81），且未发现低TB高PDCs的病例，支持TB是PDCs存在的先决条件。

3. PB、PDCs与TB的分子差异

• 空间转录组显示，TB区域上调侵袭相关基因（如FN1、COMP、SPP1）和基质成分（COL3A1、COL5A2），且上皮FN1表达呈PB<PDCs<TB梯度。
• 免疫微环境分析发现TB/PDCs区域富含巨噬细胞和成纤维细胞，后者可能通过分泌FN1和胶原促进ECM重塑。

结论与意义
该研究首次从分子和预后层面证实，TB与PDCs是CRC侵袭连续体的不同表现：TB更接近完全的上皮-间质转化（EMT），具有更强的迁移能力，而PDCs可能代表“过渡态”。临床实践中，联合TB/PDCs评分可优化I-III期CRC的风险分层，指导辅助治疗决策（如高危II期患者需化疗）。此外，人工智能自动化评分（如多热点策略）有望解决传统病理评估的观察者变异问题。

研究的局限性在于回顾性设计和算法尚未临床落地，但为未来探索IM动态演变奠定了基础。正如作者强调，将TB/PDCs纳入常规诊断并开发更智能的评分系统，将是CRC精准医疗的重要一步。