《Cancer and Metastasis Reviews》：Early cellular plasticity promotes progression and dissemination in pancreatic adenocarcinoma
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这篇综述深刻阐述了胰腺导管腺癌（PDAC）作为致死性极高的恶性肿瘤，其治疗困境的关键在于早期细胞可塑性驱动了肿瘤的早期播散与治疗失败。文章系统探讨了前驱病变（如PanINs/IPMNs）的时空演变，以及表现可塑性、上皮-间质转化（EMT）和鳞状转分化等重叠的细胞程序如何导致早期播散、治疗抵抗和手术失败。识别这些早期分子事件对重新定义可治愈干预的时间窗口至关重要。
胰腺导管腺癌（PDAC）是全球范围内最致命的恶性肿瘤之一，尽管在基因组学和肿瘤生物学方面取得了显著进展，但其五年生存率仍然极低。一个根本性的挑战在于，识别常见的良性胰腺病变如何转变为恶性细胞身份。这篇综述旨在探讨PDAC发病机制中缺失的关键环节，聚焦于恶变转换发生的时间和地点，以及为何手术干预常常效果有限。
已知的驱动因素，模糊的起源：在微环境中寻找转移祖细胞
KRAS的功能获得性突变以及随后抑癌基因的功能丧失性突变驱动了超过90%PDAC的早期肿瘤发生和后续进展。然而，胰腺癌干细胞的确切起源仍然不明。在胚胎发育过程中，三种主要谱系（腺泡、导管和多种内分泌亚型）均来源于多能干细胞。在成年期，胰腺干细胞长期以来被认为是这三种谱系以及肿瘤细胞的祖细胞，但其身份、定位和标志物仍存在争议。另一种假说认为，已分化的细胞获得了异常的可塑性，并恢复到祖细胞样状态。
KRAS突变（）和环境损伤可诱导腺泡-导管化生（ADM），这是一个腺泡细胞转分化为导管样细胞的过程。最常见的癌前病变——胰腺上皮内瘤变（PanIN）在普通成年人群中的患病率估计为60%至86%。而GNAS热点突变则倾向于形成导管内乳头状黏液性肿瘤（IPMN），这是一种体积更大、侵袭性较低的囊肿。三维空间分析显示，大体正常的组织中可以包含数百个多灶性PanIN。这些观察结果将多灶性诱变和微环境压力与具有表现可塑性的细胞（能够早期播散）的出现联系起来。
为出发做标记：识别前转移的先锋细胞
对同一胰腺内显微切割的PanINs和远处PDAC病变进行的单核苷酸变异和插入/缺失分析表明，多个形态上表现为PanIN、已携带最常见驱动突变的癌前细胞，可以通过导管系统播散和进展。这引发了人们对仅基于KRAS或GNAS突变的早期诊断测试特异性的担忧。目前，像CA19-9这样的生物标志物只有在胰腺和转移部位建立了显著的肿瘤负荷后才对监测疾病进展有参考价值。研究应优先详细描述早期导管内播散，并开发能够检测亚厘米级、可手术治愈病变的高灵敏度生物标志物。
追踪播散细胞祖先的困境
表征疾病向系统性发展的无症状进展对研究人员来说是一个重大挑战，因为真实的人类早期样本（尤其是胰腺样本）几乎无法获得。一个方法是定期收集和储存大量“健康个体”的样本和临床信息。另一种方法则像考古学家一样，在单细胞水平重建疾病的系统发生，描绘驱动恶性进展的去分化和再分化过程。匹配的原发肿瘤和多个器官转移灶的拷贝数变异分析未能揭示统一的进化轨迹，而是推断出多种系统发育结构，表明存在复杂的分支模式。
转化细胞离开家园：从原发肿瘤逃逸
在上皮-间质转化（EMT）和炎症被认为是肿瘤发生中早期且相互关联的事件。在胰腺肿瘤发生的早期阶段，PanIN病变出现在富含神经纤维和胶原沉积的基质中，该基质逐渐演变为定义PDAC组织病理学的致密纤维增生基质。重要的是，I型胶原的结构特性因其来源而异：成纤维细胞主要合成异源三聚体亚型，而转化的上皮细胞则产生同源三聚体变体。这些差异关键地调节了免疫细胞募集并增强了侵袭行为。
在大多数基因工程小鼠模型中，PDAC的发生依赖于KRASG12D的原位表达。机制研究表明，EMT和细胞播散发生得出奇地早，在明显的癌出现之前就已经发生。谱系追踪实验显示，胰腺来源的间质样细胞在组织学检测到恶性肿瘤之前很久就定植于肝脏等远处器官。临床上，平行证据支持患者的早期系统性播散。虽然骨转移不常见，但广泛研究证明了骨髓中肿瘤细胞的早期播散，这些细胞通常携带较少的驱动突变负荷。这些发现表明，在肿瘤发生的最早期阶段播散的休眠微转移可能持续存在于静止的生态位中。
迁移表型：细胞旅程的标志
根据微环境信号和细胞状态转换，PDAC细胞可以采用不同的迁移策略，包括集体迁移、间质迁移和阿米巴样迁移。EMT赋予细胞迁移、在压力下生存和逃避免疫监视的能力，并且可能不会形成明显的肿瘤块。EMT适应涉及播散的几个关键且相互依赖的变化：
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细胞间粘附丧失和连接复合物的重组、细胞骨架重塑以及微环境相互作用是离开原发肿瘤部位迁移所必需的。
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代谢重编程以支持在充足氧气条件下或在营养和氧气剥夺环境中的运动和生存。
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表面表位改变和通过多种机制的免疫逃逸。
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增殖调节，在迁移过程中减少分裂。
在PDAC中，这些特征是鳞状/基底样（SBL）分子亚型的特点。
不同的命运：“经典型”和“鳞状”后代
腺癌或鳞状细胞癌是上皮癌的两种主要组织学亚型。然而，腺癌可以获得鳞状特性。在PDAC中，病理学家早已注意到一部分肿瘤中存在鳞状细胞成分。当这个成分超过肿瘤质量的三分之一时，诊断就修正为腺鳞癌，这是一种与侵袭性增加相关的变体。跨不同肿瘤类型的蛋白质组学比较已经确定了区分鳞状细胞癌和腺癌细胞（无论组织来源如何）的横向标志物。这表明存在一种共享的转录重编程，驱动从上皮表型向鳞状表型的转变。
在PDAC中，分子分类学已从2010年代的早期三种亚型方案，随着基因组学、转录组学和单细胞技术的进步，演变为更精细的多亚型分类。这些定义最终汇聚为两个主要的转录组学亚型：经典型和SBL型。小鼠模型表明，腺泡细胞的突变优先产生经典型，而SBL亚型细胞则起源于导管细胞。然而，单细胞分析表明，这两种亚型共存于同一肿瘤内，导致肿瘤内异质性，其中SBL成分与更差的预后和更大的转移潜力相关。
显微切割形态不同的病变确定了三种“形态生物型”：腺体形成型、非腺体形成型和低分化型。RNA分析将这些形态与分子亚型联系起来：腺体形成型病变主要是经典型，而低分化型和包含印戒细胞的病变则富含SBL特征。SBL亚型表现出几种与侵袭性疾病相关的特征，包括：免疫逃逸；适应缺氧（即使在常氧条件下）；增强的转移潜力；治疗抵抗；以及更差的临床结局。
尽管有报道称EMT在经典型和SBL亚型中均被激活，但潜在的转录程序不同。鳞状转录模式的特点是丰富的细胞外基质合成和EMT，这与易于迁移的表型一致。一项旨在剖析EMT动力学的小鼠研究表明，EMT有助于获得间质特征以及进行性基因组不稳定性，从而导致基因组畸变和转录熵升高；相反，抑制EMT可减少表型异质性并保留导管样形态和经典型转录谱。因此，EMT有助于产生多种转录轨迹，从而增强肿瘤异质性。
尽管如此，转录谱分析显示，经典型和SBL成分在转移病灶中持续存在，经典型细胞仅显示出相对于肝转移，对肺定植的相对偏好。这些发现表明，表达亚型的获得与从基因组分析推断的克隆结构无关，并且每种亚型播散的相对能力仍未完全了解。另一项小鼠模型表明，经典型亚型通过内化膜蛋白（如E-钙粘蛋白）失去了上皮特征。通过保留细胞间凝聚力，来源于经典型细胞的肿瘤球体据报道通过集体细胞迁移入侵3D基质，这一过程最近被证明在PDAC BxPC-3细胞系中由排列整齐的胶原促进。
培养复杂性——为何类器官作为患者替身存在不足
虽然经典型和鳞状谱系之间的转换定义了疾病的临床轨迹，但我们模拟这种可塑性的能力仍然有限；即使是我们最先进的3D类器官也常常无法捕获触发患者体内这些谱系转换的肿瘤微环境驱动信号。从临床实施的角度来看，周转时间仍然是一个主要瓶颈：建立、扩增和对患者来源的PDAC类器官进行药敏测试通常超出了可用于一线治疗决策的临床窗口期。
尽管如此，该领域在保持肿瘤复杂性方面正在迅速进步，并有望最终指导和改进治疗策略。小鼠模型来源肿瘤的单细胞分析表明，存在一个从富含粘蛋白的经典型转录亚型，通过富含角蛋白和层粘连蛋白的基底样中间状态，向间质转化的连续谱。2D细胞培养偏向于BSL表型，而3D类器官培养则相反。然而，可塑性得以保留，因为在这两种模型中，通过原位植入细胞到小鼠体内可以恢复异质性。
类器官研究为亚型可塑性提供了进一步的见解。早期类器官显示囊性形态、Wnt依赖性和经典型转录组特征，而晚期类器官则表现出Wnt非依赖性，并表达鳞状标志物，如TP63、KRT5和KRT6A。这表明，当前基于Wnt3a、R-spondin、上皮分化因子（如noggin）和常氧条件的方案可能有利于经典型表型，促进初始增殖、腺体形成形态，而低估了SBL亚型。相反，在充满的类器官内部的缺氧核心中，可以假设自分泌因子产生，加上与外来牛血清成分的最小接触，更准确地再现了有利于SBL表型出现的微环境条件。然而，这种培养条件不太可能重现从患者来源的类器官衍生的系统性疾病的完整分子分歧谱。
瞄准移动的靶点：可塑性和亚型分型如何重新定义治疗
虽然经典型和SBL亚型之间的确切关系仍未解决，但有几种情况是可能的。SBL表型可能通过经典型、腺体肿瘤的亚克隆进化而产生。或者，这两种亚型可能独立起源，但在SBL谱系的影响下共同进化和共同播散；例如，ΔNp63α（鳞状分化和SBL表型的标志物和驱动因子）已被证明在基底样乳腺癌中促进EMT和集体迁移。最后，经典型和SBL播散之间的平衡可能仅仅反映了由多种因素驱动的可塑性，包括传代、氧张力和在播散、休眠爆发或原发部位共同进化过程中微环境变化的背景下癌细胞-基质细胞相互作用的丧失。
一线系统治疗方案是FOLFIRINOX（亚叶酸、5-氟尿嘧啶、伊立替康、奥沙利铂）和吉西他滨联合白蛋白结合型紫杉醇，两种方案的总体生存获益相似。根据COMPASS研究，局部晚期或转移性经典型肿瘤对改良FOLFIRINOX的反应优于基底样肿瘤，而基底样肿瘤对吉西他滨/白蛋白结合型紫杉醇的反应可能相对较好。然而，只有20%的患者是“基底样”且都处于IV期；基于经典型与SBL亚型区分治疗的影响仍然极其有限。另一方面，分子分型对于定位靶向KRAS及其下游信号的新型药物的治疗可能变得至关重要。人们对开发靶向PDAC中占主导地位的G12D突变的MRTX1133寄予厚望，而G12C突变在肺癌中占主导地位，需要使用索托拉西布和阿达格拉西布。不幸的是，KRAS抑制疗效的一个主要限制是药物耐药性的迅速出现。KRAS或其他驱动因子的继发性突变仅在少数病例中发现。考虑到耐药性发展的相对较短的时间窗口，这些突变很可能在第一轮治疗之前就已经存在，而细胞谱系可塑性增加了与信号和代谢途径的代偿性重编程相关的亚克隆异质性。来自小鼠和人类PDAC样本的最新数据显示，BSL细胞对KRAS抑制更敏感，相比之下，经典型癌细胞似乎成为疾病复发的储存库。
如果BSL和经典型是同一枚硬币的两面，治疗方案应在减少耐药细胞群扩张的时间框架内同时考虑两者。从这个角度来看，在临床环境中对肿瘤亚型进行实用的分类变得关键。PDAC分子分型的可行性障碍在于综合实时基因组分析的高成本、可及性有限以及可行活检的可用性。免疫组织化学受限于固有的主观变异性、差的癌细胞占比，且只有内镜超声可用于新辅助治疗。为了规避这些问题并开发一种可标准化的方法来实现PDAC亚型分类，通过基于机器学习的单样本分类器获得了肿瘤纯度独立分型算法。它评估了来自肿瘤内在基因的八个基因对的相对表达比率。基于胰腺组织的检测对于晚期、初治患者似乎是可行且具有临床意义的。监测细胞可塑性和旨在多管齐下对抗疾病的治疗方案疗效，将极大地受益于无创且可重复的检测。
结论
为细化恶性细胞特异性分子特征所做的广泛努力，导致了EMT、间质特性和鳞状分化等概念在PDAC中的运用。这些重叠的特征反映了PDAC显著的细胞可塑性，是其治疗反应差的基础，并凸显了清晰理解肿瘤进化的必要性。空间生物学和单细胞分析的最新进展表明，需要进行范式转变——优先识别和治疗无症状疾病及微转移。
从历史上看，研究一直集中在涉及胰腺内疾病晚期阶段的组织样本和PDAC模型上。获取代表无症状阶段（介于前驱病变和真正局部肿瘤之间）的人类组织样本仍然困难。虽然基因工程小鼠模型仍然是研究早期PDAC进展的最具信息量的工具之一，但其对特定驱动突变的依赖未能完全捕捉人类疾病的遗传和表型复杂性。这些模型的局限性已通过基于这些模型临床前发现的临床试验反复失败而凸显，尤其是在重现转移行为的全谱方面。
三维模型（如类器官和肿瘤类器官）的快速发展提供了整合患者来源的癌前细胞和基质细胞的潜力，以更好地反映免疫相互作用和基质动力学的复杂性。当与空间生物学见解和先进的体内模型（如基因工程小鼠模型和患者来源异种移植模型）结合时，这些系统为解码细胞表型流动性提供了一个强大的框架。这种多模式方法对于理解无症状播散和根除目前限制手术干预疗效的微转移至关重要。
