圖示（A-D）為腫瘤生長的幾種不同模型，具有類似突變的腫瘤細胞傾向于“組隊”生長擴散。（F-G）傳統(tǒng)活檢取樣難以完全展示腫瘤的變異情況及各變異類型的比例。 （圖片來源：Chkhaidze et al.）

活檢是腫瘤確診和治療的關(guān)鍵步驟。醫(yī)生們從腫瘤組織中取樣、分析腫瘤的特異性病理變化，并據(jù)此制定治療方案。最近，科學(xué)家們利用基因測序進行計算機建模，成功回溯了實體腫瘤中癌細胞群的生長方式。這種“遺傳圖譜”模型能夠展示含突變基因的癌細胞在腫瘤組織中的擴散路徑——這將使醫(yī)生們得以選擇最具代表性的活檢部位，從而提高診斷和治療質(zhì)量。

繪制腫瘤擴散“地圖”

傳統(tǒng)腫瘤活檢分為兩步：1）從腫瘤不同部位分別取樣；2）對樣本進行基因測序，確認治療靶點。然而，這種取樣方式通常具有一定盲目性，不能覆蓋腫瘤基因突變的所有類型。傳統(tǒng)的活檢過程類似于“擲飛鏢”，幾個飛鏢的落點（活檢取樣部位）很難獲得鏢靶（腫瘤基因圖譜）的全貌。這使研究者們想到，如果能夠更精確地還原腫瘤細胞生長擴散的模式，醫(yī)生就可以選擇更具代表性的活檢取樣部位。

幸運的是，最近由倫敦英國癌癥研究所（The Institute of Cancer Research）與巴茨癌癥研究所（Barts Cancer Institute）合作研發(fā)、發(fā)表在PLoS Computational Biology的計算機腫瘤模型，成功模擬了具有不同類型基因突變的癌細胞在腫瘤中的擴散增殖過程。此模型納入了選擇性進化壓力（selective evolutionary pressure，即選擇性發(fā)展具有某些基因特征的腫瘤細胞譜系）和腫瘤生長的空間限制這兩個因素。相關(guān)科學(xué)家即將從腫瘤進化研究中心（Centre for Evolution and Cancer）移入腫瘤靶向藥研發(fā)中心（Centre for Cancer Drug Discovery），開展以腫瘤“達爾文式”基因演化為基礎(chǔ)的靶向藥物研發(fā)工作。

模擬腫瘤演化路徑

研究者們創(chuàng)建的模型預(yù)測，具有類似基因特征的腫瘤細胞視外部環(huán)境將以團簇狀生長或成股擴散。這些模型盡管看似混亂，卻完全遵循著進化原理，并與真實的腫瘤生長模式幾乎一致。

這項研究得到了醫(yī)學(xué)研究理事會和威康信托中心的大力資助，并即將得到英國癌癥研究協(xié)會（Cancer Research UK）和美國國家衛(wèi)生中心（US National Institute of Health）等組織的進一步支持。

研究帶頭人Andrea Sottoriva是癌癥基因組及進化中心的教授、癌癥進化研究中心的負責(zé)人，她表示：“腫瘤活檢能夠幫助我們獲得許多病理信息，但腫瘤在演變過程中會發(fā)展出越來越多的差異。因此，傳統(tǒng)活檢取樣并不能充分體現(xiàn)腫瘤的特征。我們的研究厘清了進化動力對腫瘤不同部位基因突變類型的影響，這樣我們就能幫助醫(yī)生們開展更加個體化、效果更佳的靶向治療方案。”

翻譯：韓佳桐

審校：劉宇航

引進來源：英國癌癥研究所

引進鏈接：https://phys.org/news/2020-05-evolutionary-affect-cancer-growth-doctors.html


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