传统的二维组织切片分析无法捕捉肿瘤在三维空间中的真实结构和异质性，也难以精确定位和解析“转变前沿”的分子动态。因此，从癌前病变到浸润癌这一关键转变过程的空间与分子机制仍不清晰。近期，《Cancer Discovery》（IF: 33.3）期刊发表了一项题为“Spatial Mapping of the Precancer-to-Cancer Transition in Breast and Prostate”的研究论文。该研究通过结合高精度的3D成像、空间转录组（Xenium, CosMx, Visium, Visium HD）和 PCF（CODEX）空间单细胞蛋白组，构建了一个能够从结构、细胞和分子多个层面，系统解析乳腺癌和前列腺癌转变过程的独特资源库。

该研究共分析了51例患者的319份肿瘤与正常组织样本，包含了乳腺癌（112份检测，21例）和前列腺癌（207份检测，30例）。

样本根据检测方法和分析策略分为三个互补的队列：Stacked 3D队列使用了5种空间组学平台，包括空间转录组（Xenium, CosMx, Visium, Visium HD）和 PCF（CODEX）空间单细胞蛋白组，并结合H&E染色对连续切片进行检测，然后通过计算重建3D组织结构，以研究从非浸润到浸润状态的分子标记。Native 3D队列使用荧光光片显微镜对完整、透化的组织块进行成像，直接在三维空间中追踪腺体结构，观察从非浸润到浸润状态的直接转变。非连续的2D切片队列皆在扩大样本量，以提供更充分的统计学支持。

研究通过图像配准算法，将不同切片上的数据在三维空间中重新对齐，重建出包含多组学信息的“虚拟3D组织”。

研究首先通过3D成像清晰地显示了乳腺癌导管结构内DCIS区域，如何通过局部微小浸润突破基底膜，最终形成互联的浸润性导管癌网络。在前列腺癌中，3D成像展示了正常腺体到HGPIN再到腺癌的连续形态转变，并量化了伴随此过程的基底细胞标记物CK5的减少。

研究通过重建3D空间多组学发现了乳腺癌癌前病变阶段（DCIS）高表达MGP和PLAT。功能实验证实，敲低这两个基因会增强乳腺癌细胞的增殖和迁移能力，说明它们在癌前状态可能起到屏障作用。在侵润癌（IDC）中高表达的与增殖（TCIM, MKI67）、血管生成（VEGFA）和代谢重编程（FASN）相关的基因。而在前列腺癌病变过程中，浸润区域高表达GDF15、ALDH1A3、ANPEP、FASN等分子。功能实验证实，敲低这些基因会抑制前列腺癌细胞的增殖和迁移。

除了肿瘤细胞的特征，研究还揭示了在非三阴性乳腺癌中，SPP1+ TAM细胞倾向于富集在浸润区域附近，而MS4A6A+ TAM细胞更多与癌前区域相关，提示巨噬细胞亚型在转变过程中扮演不同角色。同时，表达MFAP5和ASPN的CAF细胞在浸润区域周围富集，可能通过重塑细胞外基质、促进血管生成和上皮-间质转化来驱动侵袭。

这项研究通过空间多组学三维分析，描绘了乳腺癌和前列腺癌从癌前病变到浸润性癌的转变图谱，不仅揭示了驱动这一关键过程的核心细胞内在机制和微环境对话，也为未来的精准预防和治疗策略提供了科学依据。

Erik Storrs, Chia-Kuei Mo, Wen-hung Chou et al. Spatial Mapping of the Precancer-to-Cancer Transition in Breast and Prostate. Cancer Discov 2026;https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-26-0012