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Nature  人类结直肠癌前病变起源新发现:多克隆性是关键
添加时间:2025-12-19

  Kaiyun中国 官方网站Kaiyun中国 官方网站。在患者体内检测多克隆肿瘤起始具有挑战性,因为需要赶在克隆扩张掩盖多样性之前对早期病变进行分析。

  近日,来自斯坦福大学医学院的Christina Curtis、Michael P. Snyder和James M. Ford团队合作,共同在Nature上发表了 文章Polyclonal origins of human premalignant colorectal lesions。 该研究通过对家族性腺瘤性息肉病(FAP)患者结直肠癌发生全过程的系统分析,结合群体基因组和单隐窝测序,首次在患者群体水平上系统证明:相当比例的癌前息肉(40%的良性息肉和28%的异型增生息肉)起源于多个结肠隐窝,即具有多克隆起源。 这一发现重塑了我们对肿瘤起始事件的理解,表明细胞内在的驱动突变本身可能不足以完全解释肿瘤发生,微环境和组织层面的因素在早期癌症进化中同样至关重要。

  研究团队收集了6名FAP患者的正常黏膜、良性息肉、异型增生息肉和恶性腺癌共123份样本,进行了全基因组和/或全外显子组测序。 尽管几乎所有息肉都携带典型的结直肠癌驱动突变(如APC、KRAS),但许多息肉中这些突变并非存在于所有细胞(即非克隆性),甚至在一个息肉中存在多个不同的APC突变,暗示其起源可能并非单一细胞 。

  为探究这一现象,研究者通过计算每个样本中克隆性单核苷酸变异(SNV)的数量,推断其细胞群体的最近共同祖先(MRCA)存在时间。分析发现, 40%的良性息肉和28%的异型增生息肉具有非常早期的MRCA(相当于1岁龄),表明它们是多克隆起源,即由多个早期已分化的隐窝共同参与形成 。这些多克隆样本中缺乏显著的克隆突变峰,且驱动突变(如APC、KRAS)的等位基因频率显著低于单克隆息肉,说明这些突变在多克隆息肉中并未驱动全面的克隆扩张,可能仅为亚克隆事件。

  为获得更直接的细胞谱系证据,研究者进一步对两名FAP患者的病变进行了单隐窝全基因组测序。结果显示, 一个典型息肉(FAP03_P2)中20个隐窝的突变谱高度异质,所有隐窝间无共享的体细胞突变,其系统发育树呈现“无主干、长末端分支”的典型多克隆结构 。该息肉中发现的三个独立APC截短突变分别存在于不同亚克隆中,无一为所有隐窝共有。与此形成鲜明对比的是一个腺癌样本(FAP01_T3),其所有隐窝共享大量突变,系统发育树具有明显的主干,符合单克隆扩张模式。

  进一步分析发现, 多克隆息肉内部并非均质,而是存在“补丁化”的克隆结构 。 例如,在息肉FAP03_P2中,某一区域(R4)的所有隐窝共享1025个突变和一个特定的APC突变,表明在多克隆起源的宏观背景下,局部区域仍可因获得优势驱动突变而发生单克隆性扩张,形成“息肉中的息肉”。

  综上所述,这项研究 通过整合群体基因组学和单细胞水平的高分辨率测序,有力证明了人类结直肠癌前病变的多克隆起源是一种普遍现象 。这一发现对经典的肿瘤单克隆起源模型提出了挑战,强调了细胞间相互作用、微环境因素以及遗传多样性在肿瘤起始阶段的重要作用,为癌症预防和早期干预策略提供了新的理论基础。

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