《自然癌症评论》：癌症进化理论的框架

驱动癌细胞的是指导所有生物的同一法则:生长、生存和繁殖。尽管自20世纪50年代以来，人们已经认识到癌症的进化基础，但临床医生在将进化经验应用于对抗这种致命疾病方面进展缓慢，这种致命疾病仍然是第二大死亡原因，在2022年夺去了全球970万人的生命。

亚利桑那州立大学的研究员卡洛·马利和巴黎万神庙-索邦大学的露西·拉普兰进行了一项新的研究，研究了流行的癌症进化理论。作者强调了癌症进化克隆模型的实践和理论局限性，并提出了提高模型相关性和准确性的领域。

这项研究表明，如果承认癌细胞不仅继承了基因突变，而且还继承了其他使它们能够迅速适应环境的特征——即使没有基因改变，该模型也可以得到改进。癌细胞对周围环境有高度的反应，这可以促进或抑制它们的生长。此外，癌症的进化往往遵循复杂的动力学，导致纠缠和不可预测的生长模式。

传统上，癌症生物学家将“克隆”定义为来自单个祖先细胞并具有相同基因组成的一组细胞。但是癌细胞突变如此之快，以至于没有两个细胞具有相同的基因组成。该研究建议用记录肿瘤细胞历史和定义肿瘤细胞结构的细胞谱系来取代克隆的概念。

一个有效模型的价值在于它能够解释癌症如何以及为什么会进化并对治疗产生反应。通过完善克隆进化模型，该研究为考虑癌细胞进化的全部复杂性的更有效的癌症治疗铺平了道路。

这项研究发表在最新一期的《自然癌症评论》杂志上。

“进化是一个如此强大的想法，当我们把它应用到我们体内的细胞时，它解释了我们是如何患上癌症的，以及为什么它如此难以治愈。但是，就像现实世界中的一切一样，它很复杂，我们着手解决人们指出的并发症，并展示如何将它们整合到我们的癌症运作理论中。”

超越突变的癌症

癌症的克隆进化理论认为，癌症始于一个经历突变的单细胞，使其比正常细胞更快地生长和分裂。当这个细胞分裂时，它的一些后代可能会获得额外的突变，这些突变在生存和生长方面提供了更大的优势。随着时间的推移，这一过程导致癌细胞的数量非常多样化，但由那些最适合在其环境中生存和繁殖的细胞驱动。这一理论有助于解释为什么癌症治疗如此具有挑战性——它们不断进化，使其适应各种治疗方法和环境。

为了解决这些问题，研究人员探索了当前进化癌症理论的局限性。一个关键的挑战是将这一理论扩展到癌症进化的所有方式，包括细胞分裂时的基因遗传和细胞间的遗传物质交换，以及开发更好的方法来识别和跟踪癌细胞变异。

传统上，人们一直认为癌细胞的DNA在很大程度上决定了它们的行为和进展。这包括它们如何生长、扩散和对治疗的反应。这项研究挑战了这一观点，强调了其他因素，如细胞周围环境的影响和表观遗传变化——在不改变基因序列的情况下改变基因表达的化学修饰。

另一种假设是，癌症的发展可以像树一样被追踪，从一个主要的祖先细胞分支到肿瘤中发现的所有癌细胞。该模型暗示了一种简洁、可预测的癌症生长模式。然而，研究表明，情况并非总是如此。癌细胞可以合并(通过细胞融合)或从其他细胞获得特征。这可能会使癌症的生长模式更加复杂，更像一个具有多种影响和路径的网络。

此外，虽然克隆进化最初被认为是一个连续渐进的过程，但它已被证明发生在停滞、渐进变化或突然间断的爆发中。

癌症的发展历程

克隆进化模型已经给我们看待癌症的方式带来了重大转变，突出了这种疾病深刻的动态本质。这种观点的转变使人们对寻求单一的“灵丹妙药”治疗的做法感到怀疑，并促使研究和治疗方法发生了变化。

尽管到目前为止，进化理论的临床影响有限，但一系列进化治疗策略已经显示出令人鼓舞的结果，例如适应性治疗，它可以显著改善进展和总体生存率。

了解癌症进化的多面性对于开发更有效的治疗方法至关重要。该研究表明，不仅针对基因突变，还针对表观遗传变化以及与周围细胞环境的相互作用可以改善治疗效果。

通过完善克隆进化模型，该研究为考虑癌细胞进化的全部复杂性的更有效的癌症治疗铺平了道路。