科技日報(bào)記者 張佳欣

在英國，每兩個(gè)人中就有一人一生中會罹患癌癥，而年輕人癌癥發(fā)病率的上升更讓腫瘤學(xué)家憂心忡忡。發(fā)表在《英國醫(yī)學(xué)雜志腫瘤學(xué)》上的一項(xiàng)研究顯示，1990年至2019年近30年間，50歲以下人群的腫瘤發(fā)病率增加了近80%。

10月30日，《自然》及其旗下雜志齊發(fā)12篇論文，公布了迄今為止最詳細(xì)的幾種高致死率癌癥（胰腺癌、轉(zhuǎn)移性乳腺癌、結(jié)腸癌、腎癌、子宮癌和膽管癌）的三維圖譜，這為癌癥如何形成、發(fā)展和對治療產(chǎn)生耐藥性等問題提供了重要線索。

癌前病變有新發(fā)現(xiàn)

三維圖譜帶來了多項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)，其中一些推翻了之前的癌癥進(jìn)化理論。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，結(jié)直腸腫瘤是由腸壁中的單個(gè)細(xì)胞發(fā)展而來的。然而，新的癌前病變研究卻表明，事實(shí)并非如此。

美國范德比爾特大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用多功能單細(xì)胞CRISPR平臺開發(fā)了一種分子時(shí)鐘方法，發(fā)現(xiàn)15%至30%的結(jié)直腸癌前病變起源于多個(gè)突變細(xì)胞。這些癌的生長速度遠(yuǎn)快于由單個(gè)細(xì)胞起源的腫瘤。研究發(fā)現(xiàn)，在癌癥早期發(fā)展階段，細(xì)胞粘附蛋白表達(dá)水平上升，細(xì)胞間的協(xié)同作用可能加速腫瘤的生長過程。

這一發(fā)現(xiàn)意味著，可能有多個(gè)不同的細(xì)胞引發(fā)了癌癥，每個(gè)細(xì)胞都有自己的基因特征和侵襲性。這或許能解釋，為什么治療只能消除部分腫瘤，而無法徹底根治癌癥。未來，研究人員可能會開發(fā)出針對這種細(xì)胞串?dāng)_的治療方法，從而消滅癌癥。

針對為何在一些國家結(jié)直腸癌等消化道腫瘤越來越常見于年輕人群的問題，流行病學(xué)研究顯示，抗生素的使用和飲食習(xí)慣是影響因素，但尚不清楚這些因素在細(xì)胞層面是如何起作用的。

論文通訊作者、范德比爾特大學(xué)生物學(xué)家肯·勞表示，他們研究癌前病變的初衷就是為了深入了解健康細(xì)胞與癌前病變細(xì)胞之間的變化，從而設(shè)計(jì)出更有效的預(yù)防策略。

美國斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一組科學(xué)家還深入研究了家族性腺瘤性息肉?。‵AP）患者體內(nèi)發(fā)生的結(jié)直腸癌。FAP是一種遺傳性疾病，會導(dǎo)致腸道內(nèi)出現(xiàn)數(shù)百個(gè)癌前病變息肉。通過對比正常組織、良性息肉和癌性息肉中的細(xì)胞在轉(zhuǎn)錄、代謝、蛋白質(zhì)表達(dá)和脂質(zhì)水平方面的差異，他們觀察到癌細(xì)胞發(fā)生了廣泛的改變。

瘤內(nèi)結(jié)構(gòu)分“冷熱區(qū)”

新圖譜還揭示了腫瘤內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。研究人員發(fā)現(xiàn)，腫瘤的核心區(qū)域代謝活動(dòng)更活躍，消耗了更多能量，而邊緣區(qū)域則表現(xiàn)為免疫系統(tǒng)活動(dòng)更頻繁。

此外，一個(gè)腫瘤可能包含多個(gè)具有不同基因突變的“鄰域”，這些鄰域可驅(qū)動(dòng)腫瘤生長。根據(jù)免疫細(xì)胞的活動(dòng)頻率，鄰域又分為熱點(diǎn)區(qū)域和冷門區(qū)域。熱點(diǎn)區(qū)域通常對免疫療法反應(yīng)良好，而冷門區(qū)域則不然。這一發(fā)現(xiàn)有助于解釋為什么一些腫瘤在初期對免疫療法有反應(yīng)，但隨后卻產(chǎn)生了耐藥性。如果能識別出不同的突變特征以及熱點(diǎn)和冷門區(qū)域，那么，科學(xué)家就有可能設(shè)計(jì)出針對同一腫瘤內(nèi)所有區(qū)域都有效的治療策略。

另一項(xiàng)研究聚焦于轉(zhuǎn)移性乳腺癌。這是一種處于難以治愈階段的乳腺癌，由于患者樣本難以獲取，因此相關(guān)研究較少。新圖譜有助研究人員深入探究某種腫瘤類型，并將患者的病程進(jìn)展與癌癥細(xì)胞生態(tài)系統(tǒng)及其微環(huán)境變化聯(lián)系起來。

首次研究癌癥時(shí)空演變

從細(xì)胞內(nèi)部基因和其他分子的活動(dòng)，到這些分子在器官宏觀層面上的組織方式，最新研究首次在不同細(xì)節(jié)層次上研究了癌癥在時(shí)間和空間上的演變。隨著這批新數(shù)據(jù)的發(fā)布，目前，已累積有14個(gè)涵蓋21種不同腫瘤類型的圖譜。

其中一項(xiàng)研究的合著者、美國圣路易斯華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)教授、遺傳學(xué)家丁莉表示，這些研究開啟了癌癥研究的新紀(jì)元，并有望徹底改變對癌癥及其未來治療方法的認(rèn)知。

這些新的分析技術(shù)將有助于揭示為什么某些癌癥在早期階段就迅速擴(kuò)散，并在一年內(nèi)奪走患者生命，而另一些更為嚴(yán)重的癌癥卻最終能被治愈。這些三維圖譜中包含的數(shù)據(jù)為理解腫瘤環(huán)境中不同細(xì)胞群體如何促進(jìn)癌癥演變提供了新的機(jī)會。