Metastasis is the main cause of mortality in colorectal cancer (CRC) patients. Exploring the mechanisms of metastasis is of great importance in both clinical and fundamental CRC research. CRC is a highly heterogeneous disease with variable therapeutic outcomes of treatment. In this study, we applied spatial transcriptomics (ST) to generate a tissue-wide transcriptome from two primary colorectal cancer tissues and their matched liver metastatic tissues. Spatial RNA information showed intratumoral heterogeneity (ITH) of both primary and metastatic tissues. The comparison of gene expressions across tissues revealed an apparent enrichment of cancer stem cells (CSCs) in metastatic tissues and identified FOXD1 as a novel metastatic CSC marker. Trajectory and pseudo-time analyses revealed distinct evolutionary trajectories and a dedifferentiation-differentiation process during metastasis. CellphoneDB analysis suggested a dominant interaction of CD74-MIF with tumor cells in metastatic tissues. Further analysis confirmed FOXD1 as a maker of CSCs and the predictor of patient survival, especially in metastatic diseases. Our study found ITH of primary and metastatic tissues and provides novel insights into the cellular mechanisms underlying liver metastasis of CRC and foundations for therapeutic strategies for CRC metastasis.

Objective: To explore the safety and efficacy of neoadjuvant chemoradiotherapy (nCRT) combined with a PD-1 antibody in improving complete clinical response (cCR) and organ preservation in patients with ultra-low rectal cancer. Methods: This was a prospective phase II, single-arm, open-label trial. Patients with confirmed pMMR status T 1-3a N 0-1 M 0 retcal adenocarcinoma were included. Long-course chemoradiotherapy was delivered to a dose of 50 Gy. A PD-1 antibody was added 2 weeks after the first radiotherapy session, and two courses were administered. After chemoradiotherapy, CapeOX plus PD-1 antibody was administered to patients for two cycles. After evaluation, patients with cCR were managed with a watch-and-wait (W&W) approach. Local excision or a W&W approach was performed for patients with near complete clinical response (ncCR) as per multidisciplinary team decision. Radical surgery was recommended for poorly regressed or progressed tumors. Results: Twenty-five patients were enrolled, but two patients withdrew from the study. A total of 23 patients completed the entire neoadjuvant therapy. Ten and five patients achieved cCR and ncCR, respectively, and the rest had a partial clinical response. Patients with cCR were managed with W&W. Four patients with ncCR underwent local excision and were managed using W&W. Eight patients with partial clinical response underwent anus-preserving surgery. At the last follow-up, the rectum and anus preservation rates were 63.4% (14/22) and 95.5% (21/22), respectively. Conclusion: nCRT combined with immunotherapy tended to achieve better cCR and rectum preservation rates with good tolerance in patients.

The advent of immune checkpoint inhibitors (ICIs) in colorectal cancer (CRC) treatment marks a major breakthrough. These therapies have proven safer and more effective than traditional radiotherapy and targeted treatments. Immunotherapies like pembrolizumab, nivolumab, and ipilimumab have pioneered new treatment avenues, potentially improving patient outcomes and quality of life. Additionally, advances in immunotherapy have prompted detailed research into CRC therapies, especially those integrating ICIs with conventional treatments, providing new hope for patients and shaping future research and practice. This review delves into the mechanisms of various ICIs and evaluates their therapeutic potential when combined with radiotherapy, chemotherapy, and targeted therapies in clinical settings. It also sheds light on the current application and research involving ICIs in CRC treatment.