利用“患者来源类器官”揭示转移性结直肠癌癌细胞的进化过程

by Jo Inkyung

Published 12 Oct.2026 10:02(KST)

国家癌症中心与韩国科学技术院联合研究
增殖速度快的癌细胞中积累更多抗癌药物相关突变
为揭示休眠癌细胞与癌症复发、治疗耐药的关系奠定基础

研究发现，接受抗癌治疗的转移性结直肠癌中，癌细胞会积累不同的基因变化，并独立进化。尤其是增殖速度越快的癌细胞，积累的抗癌药物相关突变越多。

Kim Beon，韩国国家癌症中心结直肠癌中心教授（左）；Lee Wonhee，KAIST教授。韩国国家癌症中心供图

国家癌症中心大肠癌中心教授 Kim Beon 与韩国科学技术院的联合研究团队于12日宣布，他们利用患者来源的类器官，揭示了转移性结直肠癌癌细胞的进化过程。研究结果发表于国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。

转移性结直肠癌即使在癌细胞扩散至其他器官后，癌细胞的遗传特征仍可能在治疗过程中发生变化。然而，以往主要采用分析由多种癌细胞混合而成的整个肿瘤组织的方法，因此难以追踪单个癌细胞随时间发生的变化。

为弥补这一不足，研究团队从6名转移性结直肠癌患者的原发癌和转移癌组织中构建了患者来源的肿瘤类器官。类器官是将患者的肿瘤细胞在体外培养而成的三维细胞模型。

研究团队从类器官中分离出单个癌细胞，分别独立培养，并获得了能够分析单个癌细胞遗传特征的类器官克隆。随后，团队对这些克隆及18份肿瘤组织进行了全基因组分析，并以系统发育树的形式重建了癌细胞积累基因变化的先后顺序。

分析结果显示，转移性结直肠癌的癌细胞并非作为一个统一群体共同演变，而是分化为多个细胞谱系，分别积累不同的基因变化。尤其是转移癌细胞共同拥有一个在癌症进展过程中形成的特定细胞谱系作为共同祖先。这表明，部分癌细胞可能会选择性存活并导致癌症转移。

研究团队还分析了抗癌药物在癌细胞中留下的遗传痕迹。在接受结直肠癌常用抗癌药物5-氟尿嘧啶和奥沙利铂治疗的患者癌细胞中，每个细胞平均发现1400个抗癌药物相关突变，约占全部变异的8%。

突变积累程度也因癌细胞的增殖速度而异。增殖较快的癌细胞分裂越活跃，积累的抗癌药物相关基因变异就越多。相反，在停止分裂或生长极慢的休眠状态癌细胞中，抗癌药物相关变异相对较少。

这些结果表明，增殖活跃的癌细胞与处于休眠状态的癌细胞，对抗癌治疗的反应可能有所不同。特别是休眠癌细胞若躲过抗癌治疗并存活下来，之后可能参与癌症复发。

这项研究的意义在于，它突破了以往分析整个肿瘤组织的研究方式，在单个癌细胞层面追踪了基因变化和进化过程。研究团队计划今后扩大利用类器官开展的功能性研究，揭示癌细胞休眠与治疗耐药之间的关系，并进一步研究如何预测不同患者对治疗的反应。

Kim Beon 教授表示：“我们建立了一个研究平台，从患者的原发癌和转移癌组织中构建类器官，并将其分离、培养至单个癌细胞层面，从而能够分析各个癌细胞谱系。”他还表示：“今后将进一步研究癌细胞休眠与治疗耐药之间的关系，并发展出预测不同患者治疗反应的研究。”

这项研究获得了韩国保健福祉部、韩国保健产业振兴院研究开发项目以及国家癌症中心研究项目的支持。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。