Nature綜述：腫瘤形成的動態(tài)進化

日期：2012-06-25 08:06:33

根據(jù)莫菲特癌癥中心（Moffitt Cancer Center）的研究人員所說，Charles Darwin在他的自然選擇觀念中就闡明了癌癥常會發(fā)生進化。Darwin確定的自然選擇是指自然借以選擇某些物理屬性或表型，傳遞給后代以使生物體更好地“適應”環(huán)境的過程。

將自然選擇這一現(xiàn)代生物學的重要法則應用于癌癥，表明在不同“微生境”中的惡性腫瘤促進了治療耐受的演化。然而莫菲特癌癥中心的研究人員在近期的《自然綜述癌癥》（Nature Reviews Cancer）雜志上發(fā)布的一篇觀點文章中表示自然選擇的這些相同的進化法則也可應用于成功地對抗癌癥。

影像診斷部門主任Robert A. Gatenby博士說：“將癌癥理解為一種開始即識別重要環(huán)境力與相應適應性細胞策略的疾病。癌癥受到了與個體細胞適應性策略互作的環(huán)境選擇力的驅動。”

作者們寫到，癌細胞形成，就像所有自然選擇（或Darwinian）過程一樣，受到環(huán)境選擇力和細胞適應性策略的支配。僅通過遺傳改變，而忽視適應性情況來研究癌癥和它的增殖最有可能是徒勞的。在化療的“自然壓力”下，這種“適應性情況”中，抗性癌細胞群常常會發(fā)生進化。

作者們說可將腫瘤視為是適應環(huán)境選擇力中局域變化的多種細胞種類定居的“陸地”。他們寫道提供了這樣一種隱喻的策略是將“在癌癥的進程中發(fā)揮作用的微環(huán)境因素整合”到了癌癥演化，尤其是耐藥演化的模型中。

文章的共同作者、莫菲特癌癥中心博士后工作人員Daniel Verduzco說：“在腫瘤中存在著數(shù)以百計的突變。早期腫瘤的物理環(huán)境不斷地改變，常常是對炎癥做出的反應。”

這一現(xiàn)實提醒我們自然選擇對表型、可見的物理特性進行了選擇，在局部環(huán)境中起作用的自然選擇力引起了細胞群的表型改變而非基因型改變。

作者們指出大多數(shù)晚期癌癥患者對治療的反應短暫都是由于抗性癌細胞群的演化和增殖所致。

雖然靶向性治療一直存在于大多數(shù)近期治療癌癥的方法中，作者們認為經(jīng)過突變的腫瘤遺傳學巨大變化降低了靶向性治療的有效性，是靶向性治療停止發(fā)揮作用的原因。

Gatenby 說：“作為癌變的一個基本特性，抗性的出現(xiàn)是可以預見和不可避免的。然而，這一基本事實在設計治療策略時卻通常被忽視。”

致力于開發(fā)患者特異性的、長期治療策略，作者們認為應該預計到耐受。借助起作用的“預期事物”，他們認為應在抗性出現(xiàn)前開發(fā)“適應性”治療。

他們寫到癌細胞只能適應直接的選擇力。癌細胞無法預測未來的環(huán)境條件或進化動力學。作者們說當設計新的治療通過“引導”自然選擇過程防止抗性癌種群生長，由此改善結果時，這一概念或可提供一種優(yōu)勢。

癌癥成像和代謝系主任、實驗性治療項目負責人Robert J. Gillies 說“這種潛在的統(tǒng)一理論將癌癥進化放置在了一種動態(tài)活躍境況中。結果是癌癥的異質性，這些變化負向影響了控制癌癥的靶向性治療。”

Gillies 說：“認識到進化動力學是癌變本身的一個重要組成部分可以促使開發(fā)出適當?shù)闹委煵呗浴＠纾崆爸滥退幮园┌Y有可能出現(xiàn)為我們提供了時間開發(fā)出預防或適應性的治療方法。我們近期與我們的同事完成了研究，表明進化告知治療可以長期阻止耐藥性腫瘤的出現(xiàn)。”

作者們得出結論即我們可以利用我們對于進化的理解從策略上引導自然選擇來阻止耐藥性癌癥群生長，由此改善結果。