2021年12月30日整理發(fā)布：倫敦大學學院弗朗西斯克里克研究所、皇家馬斯登 NHS 基金會信托基金和倫敦癌癥研究所的研究人員開發(fā)了一種計算機模型來分析腫瘤生長的方式如何影響其基因組成。
使用這種新模型，他們確定了腫瘤生長和形狀之間的聯(lián)系，以及患者癌癥進展的速度。
癌癥細胞發(fā)生變異，一些捷足先登，通過突變，這使他們更容易生存，分裂和打造一批“鉗工”細胞。例如，如果他們已經(jīng)進化到能夠在營養(yǎng)或氧氣供應不足的條件下生存，那么這個群體可能會在競爭中勝過其他群體而成為主導。
腫瘤進化的這個過程非常復雜，并受到許多因素的影響，包括腫瘤的生長方式。但還沒有完全理解。
在他們發(fā)表在Nature Ecology and Evolution 上的研究中，科學家們使用他們的計算機模型研究了腎癌中兩種類型的腫瘤生長：一種在整個腫瘤中生長一致，“體積生長模型”和一種生長僅限于表面，“表面生長模型”。
量增長模型中出現(xiàn)了兩種情況。在某些情況下，早期腫瘤中出現(xiàn)了一組“合適”的基因相關癌細胞。在其他情況下，腫瘤沒有形成新的“適合”組，而是原始的親本癌細胞組仍然占主導地位。
在表面生長模型中，存在廣泛的遺傳多樣性，表面上形成了不同的“適合”細胞群。該團隊建議，這創(chuàng)造了一個競爭環(huán)境，推動不同的細胞群更快地進化。
克里克生物分子建模實驗室的第一作者兼博士后培訓研究員 Xiao Fu 說，他們“采用了兩種不同的生長模型，并確定了腫瘤隨時間和空間演變的明顯差異。這很難用真正的組織做到因為它需要從腫瘤的不同部位反復進行多次活檢。這些發(fā)現(xiàn)只是我們希望用這個模型發(fā)現(xiàn)的開始。”
研究人員使用通過 TRACERx Renal 研究分析的 66 個腫瘤的數(shù)據(jù)驗證了他們的模型。通過交叉參考模型和這些腫瘤數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中不同的腫瘤進展速率對應于不同的生長模型。例如，快速進展的腫瘤符合體積生長模型，其中從早期就存在一組“適合”的細胞。而沒有進展的案例符合體積增長模型，其中親本細胞組仍然占主導地位。
該模型還提供了有關不同類型的生長如何影響腫瘤形狀的見解。體積生長的腫瘤以更一致的形狀向外生長，而表面生長的腫瘤在表面上顯示出凸起，“更健康”的群體正在生長。
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