圖示（A-D）為腫瘤生長(zhǎng)的幾種不同模型，具有類(lèi)似突變的腫瘤細(xì)胞傾向于“組隊(duì)”生長(zhǎng)擴(kuò)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(lèi)型的比例。 （圖片來(lái)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(cè)序進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模，成功回溯了實(shí)體腫瘤中癌細(xì)胞群的生長(zhǎng)方式。這種“遺傳圖譜”模型能夠展示含突變基因的癌細(xì)胞在腫瘤組織中的擴(kuò)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(kuò)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(duì)樣本進(jìn)行基因測(cè)序，確認(rèn)治療靶點(diǎn)。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(lèi)型。傳統(tǒng)的活檢過(guò)程類(lèi)似于“擲飛鏢”，幾個(gè)飛鏢的落點(diǎn)（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(xì)胞生長(zhǎng)擴(kuò)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(yùn)的是，最近由倫敦英國(guó)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(jì)算機(jī)腫瘤模型，成功模擬了具有不同類(lèi)型基因突變的癌細(xì)胞在腫瘤中的擴(kuò)散增殖過(guò)程。此模型納入了選擇性進(jìn)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(xì)胞譜系）和腫瘤生長(zhǎng)的空間限制這兩個(gè)因素。相關(guān)科學(xué)家即將從腫瘤進(jìn)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(kāi)展以腫瘤“達(dá)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(cè)，具有類(lèi)似基因特征的腫瘤細(xì)胞視外部環(huán)境將以團(tuán)簇狀生長(zhǎng)或成股擴(kuò)散。這些模型盡管看似混亂，卻完全遵循著進(jìn)化原理，并與真實(shí)的腫瘤生長(zhǎng)模式幾乎一致。

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

研究帶頭人Andrea Sottoriva是癌癥基因組及進(jìn)化中心的教授、癌癥進(jìn)化研究中心的負(fù)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(guò)程中會(huì)發(fā)展出越來(lái)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(jìn)化動(dòng)力對(duì)腫瘤不同部位基因突變類(lèi)型的影響，這樣我們就能幫助醫(yī)生們開(kāi)展更加個(gè)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(jìn)來(lái)源：英國(guó)癌癥研究所

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


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