近日，美国MD安德森癌症中心王凌华团队及合作者在《Cancer Cell》发表了题为”Spatial multi-omics landscape of colorectal cancer macro- and micrometastases”的研究论文。该研究整合Visium空间转录组（ST）、Visium HD高分辨率空间转录组、激光捕获显微切割联合全基因组测序（LCM-WGS） 和PhenoCycler-Fusion（PCF,即CODEX）空间单细胞蛋白组四大空间多组学平台，对来自19例患者的49个肿瘤样本（涵盖CLiMi、CLiMa、结直肠肺转移CLuM、配对原发CRC及癌旁正常组织）进行了系统性解析。研究首次从克隆演化、空间微环境组织、肿瘤细胞状态和临床转化四个维度，绘制了CRC微转移与宏转移的多维空间分子图谱，并鉴定出一个CLiMi特异性的六基因预后签名，可预测MRD状态、无病生存和化疗耐药。

研究利用空间inferCNV从Visium 数据推断了全基因组拷贝数变异（CNV），并进一步通过LCM-WGS进行了正交验证，结果显示两种方法恢复的CNV图谱高度一致，为空间CNV推断提供了可靠基础。对匹配了原发灶、肝转移和肺转移的患者进行系统发育分析，发现CLiMi在进化树上占据较早的位置，携带较少的CNV负荷。CytoTRACE分析进一步揭示，微转移瘤细胞的分化程度显著低于宏转移，同时富集SOX9等干性标志物，mIHC验证了SOX9在CLiMi中的蛋白水平升高。这些结果表明，CLiMi中的肿瘤细胞处于更原始、更具干性的状态，这可能与其在肝窦和汇管区等特殊微环境中长期存活和后续进展能力密切相关。

研究采用非负矩阵分解（NMF）分别在CLiM、CLuM和原发CRC中鉴定出空间宏程序（metaprograms, MPs），并通过病理形态学比对和整合PCF蛋白成像。Jaccard相似性分析揭示了跨器官共享的核心MPs，包括Mac_CD68（巨噬细胞）、T_B/T_cell（T/B细胞）、TU_CEACAM5（肿瘤细胞）、myCAF（肌成纤维细胞样CAF）、iCAF（炎症型CAF）、SMC（平滑肌细胞）、Endo（内皮细胞）、TU_Cycling（增殖肿瘤细胞）和炎症/中性粒细胞等。同时，各转移部位也存在特化的MPs，如肝转移特有的Mac_CLEC4G（Kupffer样巨噬细胞）和肝细胞程序，肺转移特有的毛细血管和肺泡程序，反映了转移灶在适应不同靶器官微环境过程中形成了部位特异性的转录重塑。

Visium HD进一步将CLiM中的801,392个细胞映射至16种细胞类型，原发CRC中的545,885个细胞至17种细胞类型，并鉴定出稀有群体（如肝细胞不同功能状态、肥大细胞、淋巴管内皮细胞）。

T细胞耗竭为主：微转移中PDCD1（PD-1）、CTLA4、LAG3、TIGIT等耗竭标志物上调，而GZMB、IFNG、TNF等细胞毒分子下调。PCF空间单细胞蛋白组确认了微转移中PD-1⁺ T细胞增加、GZMB⁺ T细胞减少。

免疫抑制分子全面上调：CD274（PD-L1）、PDCD1LG2（PD-L2）、FASLG、IL4I1、TGFB1等在微转移肿瘤区和基质区均显著升高。研究构建的综合免疫抑制评分在CLiMi和CLuMi中一致高于对应宏转移。

免疫抑制信号的空间定位：免疫抑制评分的高值区集中于微转移灶及其邻近区域，表明这是局部微环境驱动的免疫逃逸程序。

宏转移：TU_CEACAM5⁺肿瘤区域被myCAF密集包裹，CAF-肿瘤相互作用通过LAMA3/A4/B3/C2–整合素、COL4A1–CD44、TNC–ITGB1等ECM重塑通路介导，myCAF表达SMA和Vimentin，呈现出典型的促纤维化/促基质沉积空间格局。

微转移：肿瘤细胞更多与T/B淋巴细胞空间共定位。关键的配体-受体互作集中于免疫检查点通路——PGE2/PTGES2–PTGER4、NECTIN2/3–TIGIT、PVR–TIGIT、CD274–PDCD1（PD-L1/PD-1），提示微转移灶通过多重免疫抑制性配体-受体互作主动诱导T细胞耗竭，从而逃避抗肿瘤免疫监视。

通过对CLiMi vs CLiMa的差异表达分析，研究锁定了一个CLiMi特异性六基因签名——RNF40、AEN、WEE1、BCL7B、YME1L1、COX17。这六个基因在功能上分别与表观遗传调控、DNA损伤应答、代谢适应和细胞周期控制相关，协同指向压力适应、干性维持和免疫逃逸的微转移核心生物学程序。CLiMi六基因签名高表达与更差的MRD-free survival和无病生存显著相关，多变量Cox回归确认其为DFS和MRD-FS的独立预测因子。复发CLiM中六基因签名评分显著高于初治CLiM，六基因高表达肿瘤细胞比例在复发样本中增加。外部队列证实该签名在化疗后进展样本中显著升高。原发CRC队列中，发生转移的肿瘤六基因签名显著高于未转移者，TCGA验证队列中，签名高表达与更差DFS和OS相关。

该研究通过空间多组学整合分析，提出了一个系统性框架：CLiMi代表了CRC转移演化树上的早期分支——肿瘤细胞以低CNV负荷、高干性特征和免疫抑制信号为特征，在肝窦微环境中形成以T细胞耗竭为核心的免疫逃逸生态位。相比之下，宏转移以myCAF介导的基质重塑和物理包裹为空间特征。研究所鉴定的CLiMi六基因签名不仅可能成为MRD的组织学分子探针，也为ctDNA液体活检的阈值优化和新型生物标志物开发提供了新维度。

1.相邻切片策略的权衡

研究采用相邻FFPE 切片进行不同平台的分析，这在当前多组学整合研究中是主流方案。其优势是直接可比——来自同一组织块相同区域的连续切片确保了大体组织结构的匹配。局限性在于：并非完全同一组织面，精细的细胞级空间对齐需要手动配准（manual alignment）。未来基于同一组织切片的多模式共检测技术（如PCF后接CosMX ）有望从根本上解决这一问题。

2.数据互补逻辑

Visium的全转录组覆盖使其能够在无先验假设的条件下，通过非负矩阵分解（NMF）鉴定出空间宏程序，反映特定细胞类型或功能状态的转录特征。而PCF空间单细胞蛋白组的单细胞分辨率优势，及蛋白水平直接反映功能性状态，不仅是验证Visium，更是扮演了裂解（deconvolve）低分辨率信号的解析器角色。

对于空间多组学领域的研究者来说，该研究的方法论价值不亚于其科学发现本身。它展示了一种可复用的”空间多组学整合最佳实践”：不同技术不应当被视为竞争性的替代方案，而应各取所长、协同分工，在全转录组覆盖度、单细胞分辨率和蛋白功能验证三个维度上形成互补级联，才能从不同粒度全面解构肿瘤微环境的空间复杂性。

| 参考文献

Liu Y, Jadhav AS, Pan Y, et al. Spatial multi-omics landscape of colorectal cancer macro- and micrometastases.Cancer Cell. 2026;44(8):1–19. doi:10.1016/j.ccell.2026.06.009

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