【原】Cancer Manag Res | 结直肠癌原发病灶和转移病灶之间的共识分子亚群（CMS）和肿瘤微环境特征

智汇基因 2024-04-25 发布于广东

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导语

结果：

CMS分类和原发性CRC的生存特征

CMS分类在CRC转移研究中从未被应用过。因此，为了探究PT和配对转移之间CMS组的分布关联，作者首先总结了PT的四种CMS的临床特征。在分析的765个原发性CRC样本中，CMS2肿瘤的比例最高（GSE39582，52.7%；TCGA，58.4%），CMS3肿瘤的比例最低（GSE39582，13.8%；TCGA，9.4%）（图1A，附图1A，附图2A），与之前的研究相符。30–32 接下来，计算了每个CMS组中转移的患病率，结果显示CMS4最容易发生转移，转移率接近25%（图1B，附图1B，附图2A）。此外，生存分析显示CMS4组的RFS和OS最短，其次是CMS2组（GEO：RFS，p = 0.00018；OS，p = 0.049，图1C和D；TCGA：RFS，p = 0.071；OS，p = 0.037，附图1C和D，附图2C和D）。

CRC转移的临床病理特征

为了澄清CRC转移的临床特征，作者获取了一个包括975名CRC转移患者的数据集，并对其流行病学和临床病理数据进行了分析。肝脏（N = 693，71.08%）是最常见的转移部位，其次是肺部（N = 92，9.44%）、腹膜（N = 86，8.82%）和远处/非区域淋巴结（N = 46，4.72%）（图2A），与先前研究观察到的转移模式大致一致。34–37 同时，作者比较了四种主要转移部位（包括473例肝转移、64例肺转移、33例远处淋巴结转移和56例腹膜转移）的肿瘤分化程度。结果显示，腹膜转移的分化程度最差（几乎50%的肿瘤为中-差和差分化），其次是远处淋巴结转移（图2B，附表10）。相反，肝脏和肺部转移样本的分化程度相对较好，中-差和差分化的比例低于20%（图2B，附表10）。

CRC转移灶的CMS分组大多与原发肿瘤相匹配

为了深入研究不同器官和组织的CRC转移中CMS群体的分布情况，作者分析了来自GEO的442个转移样本的转录组数据，这些样本经过可靠的分类，包括肝脏转移（N = 326）、肺部转移（N = 88）、远处淋巴结转移（N = 9）和腹膜转移（N = 19）（图3A，附表1和11）。结果表明，不同器官部位的转移具有不同的CMS模式。具体而言，肝脏转移的常见群体是CMS2（50.6%），其次是CMS4（41.4%），这与之前在肝脏转移设置中应用CMS的研究结果一致。24 40 类似的结果也观察到在腹膜转移中， 41 腹膜转移主要由CMS4群体（78.9%）占据。目前还没有系统分析来评估远处淋巴结和肺部转移的CMS异质性。在作者的研究中，作者发现远处淋巴结转移和肺部转移的常见群体分别为CMS3（66.7%）和CMS4（61.4%）（图3B，附表11）。为了进一步探索原发结直肠癌（CRC）和配对转移瘤之间的CMS组别差异，作者比较了从10个GEO数据集中提取的105对原发和转移性肿瘤的CMS组别，包括PT和肝脏（N = 94）、淋巴结（N = 8）和腹膜（N = 3）转移（附表11）。结果显示，高达64%（105对中的67对）的原发和转移病灶共享相同的CMS组别（图3C）。

CRC转移的TME与原发病灶相似

在作者的研究中，采用了几种方法来确定CMS组分布的对应性是否代表了转移灶和原发病灶之间TME的相似性。首先，主成分分析（PCA）显示正常结肠上皮组织与原发结直肠癌肿瘤之间有很高的分离度，而四个CMS组之间的分离度较低（图4A）。此外，进一步的结果显示CMS2和CMS3组的肿瘤纯度显著较高，CMS1和CMS4组的免疫评分显著较高，CMS4组的基质评分显著较高（图4B）。为了进一步描述不同CMS组的细胞异质性景观，采用xCell算法评估TME中64种免疫和基质细胞的浸润情况。与正常结肠和其他CMS组的肿瘤相比，CMS1肿瘤具有更高的淋巴簇浸润，CMS2和CMS3肿瘤显示几乎所有细胞簇的“沙漠”浸润，CMS4肿瘤具有明显更高的髓样、干细胞样和基质样簇浸润，如M2型巨噬细胞、造血干细胞、间充质干细胞和成纤维细胞（图4C）。

正常肝脏、肺和腹膜组织的微环境差异

考虑到远处器官对CRC转移的CMS分类的影响，作者进一步分析了正常肝脏（10例）、肺部（7例）和腹膜组织（4例）微环境中浸润细胞亚群的分布模式，以加深对这三种组织微环境特征及其对转移癌细胞的可能支持或影响的理解。PCA结果揭示了正常肝脏、肺部和腹膜组织之间基因表达的显著差异（图5A）。根据ESTIMATE算法的结果，免疫评分在正常肺部和腹膜组织中显著高于肝脏组织，而基质评分在肺部组织中也明显高于肝脏组织。然而，与肝脏组织相比，腹膜组织的基质评分增加并不显著，可能是由于样本量较小（图5B和C）。绘制了簇分层图，比较了正常肝脏、肺部和腹膜组织中11,761个基因的表达，表明这三种组织确实存在差异（图5D）。

主要CRC和配对转移的细胞浸润差异的mIHC验证

为了验证上述结果，作者回顾性收集了肝脏（N = 10）、肺部（N = 9）和腹膜（N = 8）转移灶以及配对的原发病灶的石蜡包埋组织，进行多光谱免疫组织化学（mIHC）评估肿瘤微环境中的免疫间质浸润。通过CD206+、α-SMA+和CD4+ FoxP3+染色，测量肿瘤区域中的M2型巨噬细胞、肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）和调节性T细胞（Treg）。多光谱图像分析显示，CD4+ T细胞和M2型巨噬细胞的浸润在原发肿瘤和转移肿瘤中均约为15%，CAFs约为40%，CD8+ T细胞和Treg细胞均不到10%，这表明免疫抑制细胞在结直肠癌的发展和转移中起到关键作用（图6-9A和B）。