2025年11月13日，中山大學(xué)腫瘤防治中心高益軍、王峰、廖雯婷與趙齊團(tuán)隊(duì)合作，在Cancer Cell發(fā)表題為“類潘氏細(xì)胞轉(zhuǎn)分化驅(qū)動(dòng)結(jié)直腸癌對(duì)KRAS/EGFR雙靶治療耐藥”的研究論文（點(diǎn)擊文末閱讀原文查看）。研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌細(xì)胞在治療壓力下發(fā)生向類潘氏細(xì)胞（Paneth-like）狀態(tài)的譜系轉(zhuǎn)變，闡明了轉(zhuǎn)錄因子SMAD1通過(guò)激活FGFR3信號(hào)通路促進(jìn)類潘氏轉(zhuǎn)分化、驅(qū)動(dòng)治療耐藥的分子機(jī)制，為靶向腫瘤譜系可塑性延緩耐藥提供了全新思路。

KRAS基因是結(jié)直腸癌（CRC）發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)基因，約40%的結(jié)直腸癌患者攜帶KRAS突變。長(zhǎng)期以來(lái)，這種突變型結(jié)直腸癌缺乏有效療法，患者預(yù)后較差。KRAS G12C抑制劑（如sotorasib和adagrasib）聯(lián)合EGFR抗體的應(yīng)用顯著改善了這部分患者的療效。然而，絕大部分患者最終都會(huì)出現(xiàn)耐藥。目前已發(fā)現(xiàn)多種導(dǎo)致KRAS/EGFR雙靶治療耐藥的遺傳學(xué)機(jī)制，如繼發(fā)性KRAS突變、RAS上下游信號(hào)或旁路再激活等，但約1/3復(fù)發(fā)病例未檢測(cè)到基因變化，提示非遺傳機(jī)制同樣關(guān)鍵。

近年來(lái)，腫瘤細(xì)胞譜系可塑性作為非遺傳耐藥的重要機(jī)制備受關(guān)注。既往研究表明，腫瘤細(xì)胞能通過(guò)多種不同的轉(zhuǎn)分化路徑進(jìn)入耐藥狀態(tài)以逃避藥物壓力。結(jié)直腸上皮細(xì)胞本身具有高度可塑性，可在應(yīng)激或損傷條件下去分化為干細(xì)胞樣狀態(tài)以完成組織的再生修復(fù)。既往研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌在化療壓力下可轉(zhuǎn)變?yōu)樘呵绑w樣（fetal progenitor）狀態(tài)并進(jìn)一步分化為鱗狀（squamous）或神經(jīng)內(nèi)分泌譜系（neuroendocrine-like state）。那么，在KRAS/EGFR雙靶治療壓力下，結(jié)直腸癌細(xì)胞是否會(huì)施展這種“變身術(shù)”？ 這種由譜系轉(zhuǎn)變驅(qū)動(dòng)的“變身”是否直接促進(jìn)了耐藥？

追蹤“變身”全過(guò)程：鎖定“類潘氏細(xì)胞”

研究團(tuán)隊(duì)在iKAP基因工程小鼠模型中，誘導(dǎo)結(jié)直腸癌后給予KRAS/EGFR雙靶治療，發(fā)現(xiàn)殘留病灶中潘氏細(xì)胞特征顯著富集。潘氏細(xì)胞是一類位于小腸隱窩底部的分泌型上皮細(xì)胞，通過(guò)分泌Wnt3a等生長(zhǎng)因子支持腸道干細(xì)胞功能，并分泌抗菌肽維持腸道免疫屏障。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步在iKAP腫瘤、CRC細(xì)胞系3D球狀體及PDO模型中均觀察到潘氏細(xì)胞標(biāo)志基因（DEFA5、DEFA6）在治療后顯著上調(diào)。單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析顯示，具有潘氏特征的細(xì)胞比例隨治療進(jìn)程持續(xù)上升，軌跡分析提示CRC細(xì)胞經(jīng)由滯育樣耐藥持久細(xì)胞（Diapause-like drug-tolerant persister）中間態(tài)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)轭惻耸蠣顟B(tài)。

為動(dòng)態(tài)追蹤這一譜系轉(zhuǎn)變過(guò)程，研究團(tuán)隊(duì)在結(jié)直腸癌（CRC）細(xì)胞系中構(gòu)建了DEFA5啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的Cre重組酶示蹤系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)KRAS/EGFR治療后DEFA5陽(yáng)性細(xì)胞比例逐步上升。通過(guò)在內(nèi)源性DEFA5位點(diǎn)敲入CopGFP報(bào)告基因，實(shí)現(xiàn)了對(duì)類潘氏狀態(tài)的實(shí)時(shí)示蹤，觀察到聯(lián)合治療3天后CopGFP陰性細(xì)胞開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)镃opGFP陽(yáng)性類潘氏細(xì)胞。其中，類潘氏細(xì)胞的比例隨治療時(shí)間延長(zhǎng)而增加，且在撤藥后迅速下降，表明類潘氏狀態(tài)轉(zhuǎn)分化是藥物直接誘導(dǎo)的適應(yīng)性反應(yīng)。進(jìn)一步利用iCasp9系統(tǒng)定向清除類潘氏細(xì)胞后，顯著增強(qiáng)了腫瘤對(duì)雙靶治療的敏感性，證實(shí)類潘氏細(xì)胞在耐藥復(fù)發(fā)中的核心作用。

破解“變身”密碼：發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵信號(hào)軸

為解析類潘氏細(xì)胞轉(zhuǎn)分化驅(qū)動(dòng)KRAS/EGFR靶向治療耐藥的分子機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)基于CRC細(xì)胞3D球狀體培養(yǎng)體系開(kāi)展了轉(zhuǎn)錄因子文庫(kù)的CRISPR/Cas9功能基因組篩選，并結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子與潘氏細(xì)胞標(biāo)志基因集的表達(dá)相關(guān)性分析，鑒定出SMAD1是驅(qū)動(dòng)類潘氏轉(zhuǎn)分化引起耐藥的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。在體內(nèi)外模型中敲除SMAD1均能顯著阻斷腸癌細(xì)胞轉(zhuǎn)分化并逆轉(zhuǎn)耐藥。進(jìn)一步的機(jī)制研究揭示SMAD1通過(guò)結(jié)合到FGFR3的啟動(dòng)子區(qū)，上調(diào)其轉(zhuǎn)錄，從而激活FGFR3下游信號(hào)通路，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞向類潘氏狀態(tài)轉(zhuǎn)變；FGFR3持續(xù)激活進(jìn)一步引發(fā)類潘氏細(xì)胞中MAPK信號(hào)重新活化，導(dǎo)致藥物耐受。遺傳學(xué)敲除或藥物抑制FGFR3在CRC 3D球狀體、iKAP及PDX模型中均可阻斷類潘氏轉(zhuǎn)分化并增強(qiáng)腸癌對(duì)于KRAS/EGFR聯(lián)合治療的敏感性，提示FGFR3信號(hào)是譜系可塑性驅(qū)動(dòng)耐藥的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。為驗(yàn)證臨床相關(guān)性，研究團(tuán)隊(duì)分析了兩例KRAS G12C突變CRC患者在KRAS/EGFR治療前后的配對(duì)活檢樣本，發(fā)現(xiàn)治療后DEFA5陽(yáng)性類潘氏細(xì)胞顯著富集，從患者樣本層面證實(shí)了類潘氏轉(zhuǎn)分化介導(dǎo)的耐藥機(jī)制在KRAS突變結(jié)直腸癌中的普適性。

本研究揭示了結(jié)直腸癌細(xì)胞譜系可塑性在KRAS/EGFR靶向治療耐藥中的核心作用，闡明了轉(zhuǎn)錄因子SMAD1通過(guò)激活FGFR3信號(hào)通路誘導(dǎo)腸癌細(xì)胞向類潘氏狀態(tài)轉(zhuǎn)分化，從而驅(qū)動(dòng)雙靶治療耐藥的分子機(jī)制。本研究深化了對(duì)腫瘤細(xì)胞命運(yùn)重塑與治療耐受關(guān)系的理解，并提出聯(lián)合抑制FGFR3作為延緩耐藥的新策略，為克服KRAS突變型結(jié)直腸癌中可塑性驅(qū)動(dòng)的治療耐受指明了新方向。

研究示意圖

中山大學(xué)腫瘤防治中心高益軍研究員、王峰教授、廖雯婷研究員、趙齊研究員為本文的共同通訊作者；博士生張躍桐、碩士生陳嘉穎、碩士生佘勇、浙江大學(xué)方兆元研究員為共同第一作者。本研究還得到了紀(jì)念斯隆凱特琳癌癥中心Rona Yaeger，中山大學(xué)腫瘤防治中心王自峰、武遠(yuǎn)眾、鄧蓉、王瑞萍，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)顏彥、中科院動(dòng)物所呂赫喆、西湖大學(xué)季紅斌、浙江大學(xué)馮新華、生化細(xì)胞所高棟、中山大學(xué)鄺棟明、華中科技大學(xué)孫書國(guó)的大力支持與幫助。

通訊作者簡(jiǎn)介：

高益軍

中山大學(xué)腫瘤防治中心研究員，博士生導(dǎo)師，獲國(guó)家海外高層次人才引進(jìn)計(jì)劃、國(guó)家創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目青年項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家項(xiàng)目、國(guó)自然面上等項(xiàng)目資助，長(zhǎng)期致力于肺癌、結(jié)直腸癌等實(shí)體瘤的研究，聚焦于RAS/MAPK通路靶向治療的耐藥機(jī)制。課題組構(gòu)建了涵蓋類器官、PDX及基因工程小鼠模型的多層次研究體系，并整合功能基因組篩選與多組學(xué)分析，系統(tǒng)解析腫瘤譜系可塑性及腫瘤微環(huán)境重塑在治療耐受中的關(guān)鍵作用，并積極探索逆轉(zhuǎn)耐藥的新型聯(lián)合治療策略。相關(guān)成果以通訊作者或第一作者身份發(fā)表于 Cancer Cell、Nature Medicine、Cancer Discovery（2篇）、Cell Research、Signal Transduction and Targeted Therapy 等國(guó)際高水平學(xué)術(shù)期刊。

王峰

中山大學(xué)腫瘤防治中心院長(zhǎng)助理、內(nèi)科主任、教授，華南惡性腫瘤防治全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室PI，博導(dǎo)。主持國(guó)家杰出青年科學(xué)基金，獲科學(xué)探索獎(jiǎng)、中國(guó)青年女科學(xué)家獎(jiǎng)、廣東青年五四獎(jiǎng)?wù)碌取＜嫒沃袊?guó)抗癌協(xié)會(huì)青年理事會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)臨床腫瘤學(xué)會(huì)常務(wù)理事、中國(guó)臨床腫瘤學(xué)會(huì)結(jié)直腸癌專委會(huì)常委等。長(zhǎng)期致力于消化道腫瘤的精準(zhǔn)化治療和免疫治療增效研究，以通訊作者或第一作者，在Nature Medicine、 Cancer Cell、Cell、Journal of Clinical Oncology、JAMA Oncology等雜志發(fā)表論文多篇。成果獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（第2）、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院“2022年度重要醫(yī)學(xué)進(jìn)展”獎(jiǎng)（第1）等。作為專家組主要成員制定了ESMO泛亞洲胃癌指南、中國(guó)CSCO結(jié)直腸癌指南、衛(wèi)健委結(jié)直腸癌診療規(guī)范等指南或規(guī)范。

廖雯婷

中山大學(xué)腫瘤防治中心、華南惡性腫瘤防治全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室PI，中山大學(xué)“百人計(jì)劃”引進(jìn)人才。中國(guó)抗癌協(xié)會(huì)腫瘤標(biāo)志物委員會(huì)青年創(chuàng)新聯(lián)盟（青委會(huì)）委員、廣東省精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)應(yīng)用學(xué)會(huì)分子病理分會(huì)常務(wù)委員、廣東省抗癌協(xié)會(huì)腫瘤轉(zhuǎn)移專業(yè)委員會(huì)委員、廣東省臨床醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)腫瘤免疫治療專業(yè)委員會(huì)委員、廣東省人才交流協(xié)會(huì)智庫(kù)專家。專注于結(jié)直腸癌免疫治療耐藥機(jī)制和轉(zhuǎn)化研究，以通訊/第一作者在Cancer Cell、Science Immunology、Nature communications等頂尖雜志發(fā)表論文30余篇，入選ESI高被引論文，H指數(shù)50。主持?jǐn)?shù)項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金和廣東省自然科學(xué)基金。Science Immunology、Nature Metabolism、Nature Communications等雜志審稿人。2022-2024連續(xù)三年上榜全球前2%頂尖科學(xué)家“年度科學(xué)影響力排行榜”。

趙齊

中山大學(xué)腫瘤防治中心研究員，博士生導(dǎo)師。腫瘤防治中心生物信息平臺(tái)骨干，微生態(tài)研究平臺(tái)負(fù)責(zé)人。主要從事消化道腫瘤基因組異常相關(guān)生物信息學(xué)研究工作，在腫瘤多組學(xué)生物信息學(xué)模型構(gòu)建、算法平臺(tái)開(kāi)發(fā)、腫瘤基因組數(shù)據(jù)整合和分子標(biāo)志物挖掘分析等方面積累了豐富的研究經(jīng)驗(yàn)。近年來(lái)以第一/通訊作者在包括Cancer Cell、JAMA oncology、Nature Communications、Cell report Medicine、Nucleic Acid Research 等雜志上發(fā)表SCI論文40余篇。

文章來(lái)源：中山大學(xué)腫瘤防治中心訂閱號(hào)

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