《British Journal of Cancer》：Tumor vessel phenotype in colorectal cancer microenvironment according to age at diagnosis
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为解决早期发病结直肠癌（early-onset CRC）发病率不断上升且病理生理学特征不明确的问题，研究人员利用前瞻性队列研究及多重免疫荧光技术，系统探究了诊断年龄与肿瘤血管表型的关系。研究发现，整体CD34+血管密度及CD34+LAMB1+血管密度与较年轻的诊断年龄呈负相关，这提示血管生成不足（hypovascularity）可能是早发性结直肠癌的微环境特征。该研究为理解不同年龄组结直肠癌的病理生物学差异及探索其病因学提供了新线索。
在过去的几十年里，一种令人担忧的全球性趋势逐渐显现：结直肠癌（Colorectal Cancer, CRC）的发病年龄正变得越来越年轻。被定义为在50岁之前诊断的“早发性结直肠癌”（early-onset CRC），其发病率持续上升，但背后的原因却如谜团一般。与此同时，越来越多的证据表明，与晚发的癌症相比，这些“早癌”不仅在流行病学特征上有所不同，其肿瘤内部的微观世界——肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME），包括浸润的免疫细胞、成纤维细胞等，也可能存在着显著的差异。然而，作为肿瘤微环境中负责输送氧气、营养物质和免疫细胞的关键基础设施——肿瘤血管，其在不同年龄患者中的特征是否也与众不同，此前几乎无人涉足。肿瘤血管仅仅是简单的管道吗？最新的单细胞测序研究告诉我们，血管内皮细胞（endothelial cell）具有惊人的异质性，就像不同功能的特种部队，执行着不同的任务。那么，在年轻与年长的结直肠癌患者体内，这些血管“特种部队”的组成和数量会不会有差别？这种差别又是否构成了早发性结直肠癌独特的、适合其生长的“土壤”呢？为了回答这些紧迫而有趣的问题，由Shuji Ogino、Tomotaka Ugai等领衔的研究团队，利用独特的、可最大限度减少偏倚的“前瞻性队列肿瘤生物样本库方法”（Prospective Cohort Incident-Tumor Biobank Method, PCIBM），展开了一项大规模探索，其研究成果最终发表在著名期刊《British Journal of Cancer》上。
为了系统地探究诊断年龄与肿瘤血管表型的关系，研究人员运用了多项关键技术。研究的基石是前瞻性队列研究数据，样本来源于美国的“护士健康研究”（Nurses’ Health Study, NHS）和“卫生专业人员随访研究”（Health Professionals Follow-up Study, HPFS），最终从4476例结直肠癌中筛选出843例拥有有效组织样本的病例进行分析。在技术层面，核心是“多光谱免疫荧光”（multispectral immunofluorescence）技术，它能在单张组织切片上同时原位检测包括CD34（泛内皮标记）、ACKR1（DARC，静脉标记）、CD36（柄样细胞标记）、KDR（VEGFR2，尖端样细胞标记）、LAMB1（laminin β1，尖端样细胞标记）、MADCAM1（高内皮静脉标记）在内的多种血管内皮细胞标记物，从而精细描绘血管的分子表型。研究人员对获取的高通量图像进行了“数字图像分析”和机器学习建模。他们开发了一个“随机森林”（random forest）模型，基于血管的形态学特征（如面积、周长、偏心率等），对血管进行了自动化的形态学分类（分为微型、塌陷、通畅、不规则四类）。在数据分析阶段，采用了“多元逻辑回归分析”并结合“逆概率加权”（Inverse Probability Weighting, IPW）方法，以校正因组织数据可获得性而产生的选择偏倚，并控制性别、肿瘤位置、微卫星不稳定性（MSI）状态等多种混杂因素。
多光谱免疫荧光检测肿瘤血管密度
研究人员对来源于843例结直肠癌的组织微阵列切片进行了多重免疫荧光检测，共分析了61,550个CD34+血管，成功绘制了肿瘤血管的分子图谱。结果显示，在所有这些血管中，表达特定标记物的比例分别为：ACKR1 (4.2%)、CD36 (6.7%)、KDR (14%)、LAMB1 (6.8%)、MADCAM1 (1.4%)。这证实了结直肠癌肿瘤血管存在高度的分子异质性。
血管的形态学分类
通过基于病理学家标注的随机森林模型，研究团队成功将肿瘤血管自动化分为四类：微血管（无清晰管腔）、塌陷血管（管腔受压闭塞）、通畅血管（管腔保存完好）以及不规则血管。该模型在验证集中达到了92%的准确率。在分析的血管中，49%为微血管，18%为塌陷血管，14%为通畅血管，18%为不规则血管，揭示了肿瘤血管复杂的形态学构成。
肿瘤血管特征与诊断年龄的关系
这是研究的核心发现。通过相关性分析和多变量模型，研究人员发现，诊断年龄与特定的血管密度存在显著关联：
- 1.
整体CD34+血管密度：与诊断年龄呈正相关趋势（趋势P值<0.0001）。与年龄≥70岁的患者相比，年龄55-69岁和年龄<55岁的患者，其肿瘤组织具有“高”整体血管密度的比值比（Odds Ratio, OR）分别为0.85和0.63，表明年轻患者肿瘤的总体血管密度更低。
- 2.
CD34+LAMB1+血管密度：这种被称为尖端样细胞的血管亚型，其密度与年轻诊断年龄的负相关关系最为显著（趋势P值<0.0001）。与年龄≥70岁组相比，55-69岁组和<55岁组拥有“高”CD34+LAMB1+血管密度的OR值分别仅为0.56和0.28。这意味着，在年轻患者（尤其是小于55岁）的结直肠癌中，代表着活跃新生血管的CD34+LAMB1+血管数量显著减少。
- 3.
微血管密度：诊断年龄与微血管密度之间未发现显著关联。
- 4.
其他标记物：年龄与ACKR1+、CD36+、KDR+、MADCAM1+等血管亚型的密度没有显著相关性。
- 5.
正常黏膜：值得注意的是，在肿瘤旁的正常黏膜中，血管密度与年龄无关，这表明观察到的年龄相关血管特征是肿瘤微环境特有的现象。
- 6.
排除干扰：即使在排除了可能干扰结果的微卫星高度不稳定（MSI-high）肿瘤后，上述关于整体血管和CD34+LAMB1+血管的结论依然成立，证明了其稳健性。
这项研究最终得出结论：在结直肠癌中，整体血管生成不足以及特定的CD34+LAMB1+血管的减少，是与年轻诊断年龄相关的肿瘤微环境特征。换句话说，早发性结直肠癌可能生长在一个相对“贫血管”的独特土壤里。
在讨论中，作者深入阐释了这一发现的重要意义。首先，它从全新的血管角度，为理解早发性与晚发性结直肠癌之间的病理生物学差异增添了关键一环。肿瘤血管不仅是营养通道，也是免疫细胞浸润的“门户”。因此，这种“贫血管”状态可能部分解释了为何早发性结直肠癌常伴有免疫抑制性的微环境特征（如淋巴细胞浸润少），因为血管的减少可能限制了免疫细胞的募集。其次，该研究为寻找早发性结直肠癌的生物标志物提供了新候选。CD34+LAMB1+血管密度作为一个可量化的指标，未来有望与已知的早发性结直肠癌特征（如基因组低甲基化、特定突变特征等）结合，构建更精确的生物学画像。更重要的是，通过“前瞻性队列肿瘤生物样本库方法”，此类肿瘤特征标志物可以与队列中收集的长达数十年的暴露因素（如饮食、生活方式）数据相关联，从而逆向追踪和揭示导致早发性癌症的潜在病因，例如探究长期西式饮食、饮酒等因素是否特异地促进了这类“贫血管”肿瘤的发生。最后，从临床转化的角度看，肿瘤血管密度是某些靶向治疗（如抗VEGF药物）疗效的潜在预测因子。该研究提示，早发性结直肠癌患者可能具有不同的血管基础，这或许会影响他们对不同治疗方案（如抗血管生成治疗与放化疗）的反应，为未来的个体化治疗策略提供了思考方向。当然，作者也客观指出了研究的局限性，如早期病例数相对较少、人群主要为美国白人健康专业人士等，强调未来需要在更广泛、更现代的人群中进行独立验证。尽管如此，这项研究无疑为我们理解早发性结直肠癌这一日益严峻的公共卫生挑战，打开了一扇观察其内部“基础设施”的新窗口。
