《Nature Medicine》：Insights into early-onset colorectal cancer from a single-nucleus RNA-seq atlas of colorectal cancer across the age continuum
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早发性结直肠癌（EO-CRC；确诊年龄低于50岁）的全球发病率持续上升。尽管现有数据显示EO-CRC可能在生物学上不同于平均发病年龄结直肠癌（AO-CRC；确诊年龄≥50岁），其分子差异仍缺乏明确定义。为弥补这一知识缺口，研究人员构建了来自189例原发性CRC
早发性结直肠癌（EO-CRC；确诊年龄低于50岁）的全球发病率持续上升。尽管现有数据显示EO-CRC可能在生物学上不同于平均发病年龄结直肠癌（AO-CRC；确诊年龄≥50岁），其分子差异仍缺乏明确定义。为弥补这一知识缺口，研究人员构建了来自189例原发性CRC肿瘤（54例EO-CRC，135例AO-CRC）的单核RNA测序（snRNA-seq）图谱，覆盖生命八个十年龄段，多数十年段至少含20例肿瘤。分析按微卫星状态分层，并校正肿瘤部位、分期、患者性别及新辅助治史，将年龄作为连续或分类变量（EO-CRC对比AO-CRC）建模。在微卫星稳定（MSS）肿瘤中，年轻患者肿瘤表现为基质细胞比例升高、上皮细胞比例降低，该现象在包含712例MSS CRC肿瘤的外队列中通过多光谱免疫荧光与机器学习得以验证。年轻患者肿瘤细胞高表达长链非编码RNA（lncRNA）与FN1，拷贝数改变异质性呈增强趋势。MSS左侧EO-CRC肿瘤拥有更密集的细胞-细胞互作，其中上皮-间质转化（EMT）相关通路（FN1/GDF/ACTIVIN）呈现增强的、细胞类型特异的互作。这一高分辨率snRNA-seq图谱揭示了CRC的年龄关联特征，为理解EO-CRC生物学提供了公共资源。
研究背景与立项依据
早发性结直肠癌（early-onset colorectal cancer，EO-CRC）指50岁前确诊的结直肠癌，自20世纪90年代中期以来年增1–3%，现已成18–49岁人群癌症死亡首位。尽管EO-CRC患者接受更强治疗，生存并未显著优于平均发病年龄结直肠癌（average-onset CRC，AO-CRC，≥50岁），提示其具不同生物学本质。既往研究受限于小样本、年龄切点不一、二代测序面板受限、批量测序分辨率不足及未校正微卫星状态与肿瘤部位等混杂，分子差异长期不明。为解析全年龄连续谱中EO-CRC的转录特征，研究人员在《Nature Medicine》报道了迄今较大规模的原发CRC单核RNA测序（single-nucleus RNA sequencing，snRNA-seq）图谱。
研究队列与技术方法
研究人员利用库藏冷冻切除标本，对189例原发CRC（54例EO-CRC、135例AO-CRC）进行3′ snRNA-seq，覆盖八个十年龄段。细胞类型注释后，按微卫星状态（微卫星稳定MSS与微卫星高度不稳定MSI-H）分层，并将年龄连续化建模，校正部位、分期、性别、新辅助治史。关键验证技术包括：基于本图谱作为参考的批量RNA反卷积（MuSiC）在564例MSS肿瘤（TCGA-COAD/READ加内部队列）验证组成改变；多光谱免疫荧光结合机器学习在712例MSS肿瘤（护士健康研究与男性健康随访队列）量化基质-上皮比；推断拷贝数改变（inferCNV）分析上皮异质性；共识非负矩阵分解（consensus non-negative matrix factorization，cNMF）提取基因程序；CellChat推断细胞间通讯。
研究结果
snRNA-seq atlas of CRC across the age continuum
研究人员从850,222个高质量细胞核中鉴定七大谱系：上皮、基质、髓系、内皮、T、B及胶质/神经元。聚类主要受细胞谱系、微卫星状态与部位驱动，而非年龄分组。共识分子亚型（consensus molecular subtype，CMS）分析显示EO-CRC更少CMS1、更多CMS2，校正部位后CMS1仍显著偏低。上皮进一步分为干样、结肠吸收细胞样、 Transit-amplifying（TA）增殖样、杯状样与肠内分泌样等状态。
EO-CRC tumors exhibit a higher stromal than epithelial composition
在MSS肿瘤中，Dirichlet回归显示年龄越小上皮比例越低、基质比例越高；scCODA贝叶斯模型一致支持。反卷积与多光谱免疫荧光外部验证均证实年轻患者基质-上皮比升高（<70岁组对比：<50岁校正优势比2.70）。MSI-H亚组未见显著谱系偏移。
EO-CRC and AO-CRC tumors exhibit similar CNA patterns
inferCNV显示MSS肿瘤拷贝数改变（copy number alteration，CNA）负荷与经典扩增/缺失区域一致，年龄与CNA总负荷无显著关联；但年轻MSS肿瘤倾向含更多CNA亚集（≥3个亚集调整优势比0.38，P=0.056），提示瘤内异质性增强趋势，而非全新CNA图谱。
cNMF reveals conserved gene programs in MSS left-sided CRC with subtle age-related differences
针对左侧MSS肿瘤，cNMF定义5个共识元程序。EO-p2与AO-p3差异最大（Jaccard距离0.86）：年轻者富集Wnt信号，年长者富集丝氨酸水解酶。EO-p5偏神经/钾通道，AO-p5偏角化。增殖、核糖体与ERBB相关程序在两组间保守。
Long noncoding RNA expression is enriched in CRC tumors from younger patients
连续年龄建模下，MSS上皮中215个基因随年轻高表达、44个随年老高表达。干样亚群最显著，lncRNA占年轻高表达差异基因30–45%（干样富集优势比3.4）。FN1及多个lncRNA（如CCDC144NL-AS1）在单核与批量队列交叉验证。GTEx正常结肠对照几乎无重叠，说明特征源于肿瘤本身。
Increased and unique cell–cell interactions in left-sided MSS EO-CRC tumors suggest a distinct tumor microenvironment
CellChat显示左侧MSS EO-CRC互作总数更多，29条通路增强、9条独有（如ACTIVIN、SPP1、FN1、GDF），集中于EMT、血管生成与髓系参与；AO-CRC仅JAM、VISFATIN等组织连接/重塑通路偏强。FN1通路中髓系与肠内分泌样细胞仅于EO-CRC作发送端。
讨论与结论翻译
讨论指出，该图谱以单核分辨率与大样本连续年龄建模并严格校正混杂，揭示EO-CRC共享与特异特征：上皮亚群、CNA与核心程序保守，而组成、lncRNA表达及互作网络具年龄特异。基质富集与EMT互作增强或解释化疗抵抗与生存劣势。CMS1缺失与左侧MSS主导一致。
研究结论译为：我们的snRNA-seq图谱通过结合跨年龄连续谱的大样本、单核分辨率与严格协变量校正，推进了既往EO-CRC研究。在原发性CRC中，年轻患者肿瘤表现为基质富集微环境与EMT相关信号重编程，同时保留核心上皮特征；该资源为社区理解EO-CRC生物学及未来靶向基质与互作通路提供依据。
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