eLife：挑战50年来的医学假设!癌症肿瘤是均匀生长的

来源：100医药网 2024-12-02 10:18

过去的50年里，科学家们一直假设肿瘤在其外缘生长得更快。人们认为，与深藏于肿瘤内部的细胞相比，外缘的癌细胞具有天然优势。然而，这项新的研究表明，肿瘤实际上是在整个肿块中均匀生长的。

在一项新的研究中，来自科隆大学和巴塞罗那基因组调控中心的研究人员发现，癌症在整个肿块中是均匀生长的，而不是像过去认为的那样主要在外缘生长。这一发现挑战了几十年来关于癌症如何生长和扩散的传统假设。

相关研究结果近期发表在eLife期刊上，论文标题为 High-density sampling reveals volume growth in human tumours 。

论文共同通讯作者、巴塞罗那基因组调控中心研究员Donate Weghorn博士说： 我们推翻了肿瘤是一个 双速 实体的观点 即位于边缘的细胞分裂迅速，而中心的癌细胞活动较慢。相反，我们发现它们是均匀增长的肿块，每个区域都同样活跃，并有可能藏匿侵袭性突变。

另一位共同通讯作者、科隆大学的Johannes Berg教授解释道： 我们的发现对肿瘤进化有着重要意义。在整个肿瘤块中，细胞不断死亡并被新细胞取代，这给了癌症许多进化创新的机会，比如逃避免疫监视。

传统观点 vs. 新发现

过去的50年里，科学家们一直假设肿瘤在其外缘生长得更快。人们认为，与深藏于肿瘤内部的细胞相比，外缘的癌细胞具有天然优势。例如，这些细胞更容易从周围的健康组织中获取营养和氧气，还能更轻松地排出废物。随着肿瘤的增长，其中心部分会越来越远离血管，导致中心的细胞获得的氧气和营养越来越少，同时承受更大的机械压力，限制了它们的分裂能力。

然而，这项新的研究表明，肿瘤实际上是在整个肿块中均匀生长的。这一发现得益于空间基因组学技术，这是一种可以研究细胞在组织中确切位置遗传信息的方法。研究人员利用之前从肝脏肿瘤不同部位采集的数百个二维和三维小样本数据，绘制了整个肿瘤中突变的详细图谱。

肝细胞肿瘤的多区域采样和基于细胞的模拟

突变模式揭示真相

他们观察了每个样本中的突变，并开发了一种方法来测量这些突变的方向和扩散情况，从而计算出母细胞与其突变后代细胞位置之间的夹角。如果肿瘤确实主要在外缘生长，那么这些角度应该指向外侧。但他们的研究发现，这些角度均匀分布在各个方向，显示了整个肿瘤的均匀生长。此外，他们还注意到突变在肿瘤内的分布情况。如果癌细胞主要在外缘生长，突变应更加集中；但实际上，突变是分散的，表明细胞分裂遍布肿瘤各处。

为了进一步验证他们的发现，研究人员使用计算机模拟创建了不同的虚拟肿瘤，有些是外缘生长，有些则是整个肿块生长。通过比较计算机模拟的突变模式与真实肿瘤数据中的模式，他们发现，真实肿瘤中的突变模式与整个肿块生长模拟中的模式一致，而与外缘生长模拟中的模式不匹配。

局限性和未来展望

这项研究的一个局限性在于它主要针对肝癌，因此其结果可能并不适用于所有类型的癌症。另一个局限性是，该研究主要关注肿瘤生长的早期阶段，可能无法完全反映较大或转移性癌症的行为。Berg博士总结说： 突变的出现使肿瘤对治疗产生抗药性，这是临床相关性的一个重要方面。我们的研究着重关注早期肿瘤生长，但将这些研究扩展到晚期突变，可以帮助我们更多地了解这些突变以及它们最终挫败许多治疗方法的原因。 （100yiyao.com）

参考资料：

Arman Angaji et al. . eLife, 2024, doi:10.7554/eLife.95338.2.

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