空間組學解析胰腺導管腺癌的靜脈侵犯特征
文章背景
胰腺導管腺癌（PDAC）是最致命的實體瘤之一，患者在確診時往往已發生遠處轉移。研究顯示，約90%的原發胰腺癌存在微觀靜脈侵犯（Venous Invasion, VI），這是腫瘤細胞進入血液、播散至肝臟的關鍵步驟。但令人困惑的是，雖然VI與轉移高度相關，卻并非所有VI的患者都會復發或轉移。
本研究由美國約翰霍普金斯大學團隊完成，首次利用空間轉錄組（GeoMx DSP）和空間蛋白組學（PhenoCycler），系統解析了人類PDAC樣本中靜脈侵犯區域的分子特征，為理解腫瘤血管入侵及轉移提供了全新的空間視角。
研究設計
團隊采用 GeoMx DSP Whole Transcriptome Atlas平臺，利用SMA（α-SMA）標記血管平滑肌層，Desmin標記靜脈平滑肌細胞，PanCK標記腫瘤上皮細胞，實現了對靜脈侵犯部位腫瘤細胞的特異性空間捕獲與全轉錄組分析。
對8位未經治療的 PDAC患者的95個組織區域進行空間轉錄組測序，涵蓋以下四類組織區：
● 正常胰腺導管（ND）
● 胰腺癌間質區（PDAC）
● 神經侵犯區（PNI）
● 靜脈侵犯區（VI）
空間轉錄組學對間質和靜脈中的PDAC進行分析
主要發現
1、VI區腫瘤細胞呈上皮化趨勢，分子特征更接近正常導管
主成分分析顯示，VI區腫瘤細胞的基因表達更靠近正常導管，而非腫瘤間質區。VI區上調的基因富集于上皮分化與胰腺外分泌功能相關通路，包括 CFTR、AMY1A、REG1B、GP2 等典型良性上皮標志基因。相反，EMT、侵襲和基質相關基因顯著下調。這些結果表明，靜脈內的腫瘤細胞反而呈現出更上皮化的狀態，提示它們可能通過保持上皮特性的方式實現集體入侵，而非單細胞遷移。
正常胰腺管的轉錄組譜與所有癌癥樣本的轉錄組譜不同
2、VI表達譜對應經典型，而間質PDAC更偏基底型
根據Moffitt亞型分類分析，VI 區富集Classical subtype（GATA6⁺, epithelial-like）基因特征，而PDAC間質區富集Basal-like subtype（KRT17⁺, mesenchymal-like）特征。同一患者體內的不同區域也呈現出這一趨勢：靜脈內癌細胞呈經典型、上皮樣；而間質區癌細胞呈基底型、間充質樣。這一結果揭示了胰腺癌內部存在顯著的空間亞型異質性。
VI表達譜對應經典型，間質PDAC偏基底型
3、不同形態學類型的VI，對應不同的分子特征
研究者進一步將VI分為三類：
VI–IN-like(上皮樣)：保留血管結構，形成新腔道
VI–destructive(破壞型)：破壞血管壁、伴纖維化
VI–conventional(常規型)：腫瘤團塊位于血管腔內
結果發現VI–IN-like富集MYC及氧化磷酸化通路，分子特征偏上皮樣、經典型，而VI–destructive富集EMT與TGFβ通路，更接近基底型、間充質表型。即便存在p53、SMAD4、CDKN2A 等驅動基因差異，這種形態–分子對應關系依然成立。
VI的形態亞型對應于獨特的轉錄組特征
4、靜脈侵犯并非轉移中間態
當研究團隊將這些VI特征與公開的轉移性PDAC RNA-seq 數據進行比對時，發現轉移灶更接近PDAC間質區，而非靜脈侵犯區。循環腫瘤細胞（CTC）中則同時存在VI和PDAC的特征基因。這意味著，靜脈侵犯中的癌細胞可能代表一種獨立的上皮化侵襲狀態，并非直接等同于轉移播散的分子前體。
轉移性PDAC與PDAC的相似性大于與VI的相似性
5、蛋白組驗證：VI- IN-like富集CLDN18.2、GATA6、TFF1
在PhenoCycler空間蛋白組分析中，研究者檢測了9個蛋白標志物。結果顯示經典型標志物 GATA6、CLDN18.2、TFF1在VI–IN-like區高表達，基底型標志物KRT17、S100A2在PDAC與VI–destructive中更高。VI 標志蛋白MUC13、CEACAM5則顯著富集于靜脈侵犯區域。這一空間蛋白驗證進一步證實了靜脈侵犯存在形態-分子耦合的細胞狀態異質性。
VI-IN-Like顯示PDAC和VI-Destructive之間的蛋白質水平差異表達
文章小結
這項研究首次通過空間多組學技術，系統刻畫了胰腺癌靜脈侵犯（VI）的分子特征。研究發現VI區腫瘤細胞呈現上皮化、經典型特征，而非侵襲性更高的基底型。不同形態學類型的VI（IN-like與destructive）對應不同分子狀態。靜脈侵犯并不等同于轉移，而是一個獨立的空間生物學階段。這項研究為理解 PDAC血行靜脈轉移的早期分子事件提供了新視角，并為未來基于空間分型的預后評估與靶向治療策略奠定了基礎。
