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发布于 2026-05-13
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Nature:肺癌转移的进化特征解析
转移是癌症相关死亡的主要原因
【
1
】
。肺癌由于高发病率、初诊即转移以及术后高复发率,成为转移性癌症的重要来源
【
2
】
。因此,阐明驱动肿瘤细胞迁移、播散及定植的遗传机制,对于肺癌转移的预防与治疗具有关键意义
【
3
】
。
近
日,
来自
英国伦敦大学癌症研究所
的
Mariam Jamal-Hanjani
与
Charles Swanton
等人
共同
在
Nature
期刊发表
题为
Evolutionary characterization of lung cancer metastasis
(
肺癌转移的进化特征解析
)
的文章
。
研究
基于
24
例非小细胞肺癌(
NSCLC
)患者共
501
份原发灶及转移灶样本,重建了肺癌从诊断到死亡的完整进化轨迹,发现转移灶在播散后仍持续进化,通常由多个亚克隆共同起源并可进一步发生再播散;同时,胸外广泛转移与染色体不稳定性密切相关,提示晚期肺癌转移具有高度异质性与动态演化特征。
由于肿瘤转移过程难以在患者体内实时观察,研究人员通过
DNA
测序追踪原发灶与转移灶亚克隆的演化关系,以重建转移路径
【
4
】
。为克服活体取样的局限性,本研究整合了前瞻性临床研究
TRACERx
(通过治疗追踪非小细胞肺癌的演变
)
【
5
】
与泛癌症尸检计划
PEACE
(晚期癌症环境死后评估)
,构建了覆盖
NSCLC
从诊断到死亡全过程的纵向肿瘤样本资源。
研究人员基于
TRACERx–PEACE
队列的多区域全外显子测序
(
WES
)
数据,系统解析
NSCLC
从原发到转移的演化规律。结果显示,原发灶与转移灶在分离后仍持续进化,且两者内部及转移灶之间均存在显著克隆异质性,提示单点取样会明显低估真实多样性。突变过程呈现明显的时间动态变化:吸烟相关突变与
APOBEC
突变主要发生于原发早期克隆,而钟控型突变及治疗相关突变
(如铂类治疗)
则更多出现在转移亚克隆中,提示转移后仍持续受到内外因素塑形。驱动基因分析显示约
49%
为共享祖先事件,而
27%
为转移特异性改变,提示转移过程中仍持续获得新的驱动突变。虽然大多数可靶向驱动仍来源于原发灶,但治疗压力可能促进或选择转移特异性改变。
TP53
高频早期突变及全基因组加倍
(
92%
患者)
广泛存在,并与转移异质性增加相关。总体而言,
NSCLC
转移是一个持续演化的动态过程,而非静态终点。
研究
人员
进一步分析转移迁移模式发现,
NSCLC
不仅存在原发灶向转移灶的播散,还普遍存在
“
转移
-
转移
”
级联扩散现象。约
88%
的患者中,转移种子亚克隆同时来源于原发灶及已有转移灶,其中约
60%
的转移灶由其他转移灶播种,显著高于原发灶直接播种比例,提示级联扩增是晚期肺癌的重要扩散方式。虽然多数转移由单一亚克隆驱动,但不同亚克隆在建立转移后的再扩散能力存在明显差异,说明转移能力在进化过程中可发生分化,并非稳定遗传特征。
值得注意的是,体内存在时间更长的转移灶更易再次播散,且通常更早出
现、体积更大、克隆多样性更高,提示时间积累可增强扩散潜能。
空间上,转移过程受到解剖结构强烈限制:约
71%
的转移发生在同一解剖腔内,胸腔内转移更容易进一步扩散,而肝脏及腹膜转移较少参与级联播散,反映血供与淋巴引流差异对扩散路径的重要影响。总体来看,
NSCLC
转移呈现
“
原发启动
+
转移级联扩增
”
的多阶段扩散模式,并受到时间积累与解剖环境的双重约束,从而系统性重塑晚期转移格局。
研究进一步发现,仅有转移灶在体内存在时间较长并不足以保证其持续播散,提示除时间因素外还存在关键遗传决定因素。其中,染色体不稳定性
(
CIN
)
表现为体细胞拷贝数改变
(
SCNA
)
负荷增加,是影响转移能力的重要特征。在原发灶中,能够形成转移的亚克隆显著富集
SCNA
,其水平与转移发生概率及转移亚克隆比例均呈正相关,而单核苷酸变异
(
SNV
)
负荷无明显差异,提示
CIN
而非点突变是转移能力获得的关键驱动因素。这一规律在晚期阶段同样成立:能够发生
“
转移
-
转移
”
播散的亚克隆同样具有更高
SCNA
水平及更快累积速率,说明
CIN
不仅参与初始播散,还持续增强后续扩散能力。进一步分析解剖学差异发现,能够播散至胸外器官的亚克隆,其
SCNA
负荷显著高于仅限胸腔内扩散的亚克隆;该现象在独立
TRACERx
队列中得到验证,进一步增强了结论可靠性。此外,胸腔内转移向胸外转移的能力也与
SCNA
水平相关,提示
CIN
可能特异性促进跨解剖腔扩散,而不仅仅增强一般性转移能力。总体而言,染色体不稳定性是驱动
NSCLC
胸外扩散及级联转移的重要遗传基础。
综上所述,
该研究
通过
整合
24
例
TRACERx/PEACE
患者的原发灶、死前及尸检转移灶高深度全外显子测序数据,并结合序贯影像学信息,系统重建了
NSCLC
从发生到终末阶段的完整演化与转移路径,全面解析了驱动肺癌转移的肿瘤内在遗传特征、时间演化规律及解剖学约束机制。