颠覆性发现：肿瘤中心的癌细胞最易扩散全身，它们遭受最恶劣的环境，也因此更强大

2021

05/19

生物世界

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位于肿瘤中心区域的癌细胞，它们缺乏血液和氧气供应，往往面临着更为恶劣的环境条件。这使得它们为了适应生存压力，必须变得更强大、更积极。因此更可能进化出转移到其他器官和组织并在其中成功生存的能力。

撰文 | 王聪

编辑 | nagashi

排版 | 水成文

众所周知，癌细胞的一个显著特征就是具有很强的侵袭性，因此容易转移扩散到身体其它部位，转移过去的癌细胞发展为继发性肿瘤，这也使得癌症治疗更加困难。进一步深入了解癌细胞的这种转移扩散的具体机制，有助于阻止其转移扩散，进而开发出新的治疗方法。

对于实体瘤而言，癌细胞形成了致密的实体肿瘤，随着肿瘤的增大，肿瘤内部难以得到足够的血液供应，从而导致实体瘤内部的缺氧环境。

2021年5月17日，弗朗西斯·克里克研究所/伦敦大学学院的研究人员在 Nature 子刊 Nature Ecology & Evolution 期刊发表了题为： Selection of metastasis competent subclones in the tumour interior 的研究论文。

该研究对来自肾脏肿瘤不同部位的癌细胞的行为进行观察，令人惊讶地发现，肿瘤边缘的癌细胞具有较低的转移率、生长速度和遗传性损伤率，而 位于肿瘤中心的癌细胞的基因组更不稳定，它们具有最大的侵袭性，并且在人体中扩散的可能性最高。

为了更好地了解肿瘤进化的基因组和空间基础，弗朗西斯·克里克研究所和伦敦大学学院的研究团队开展了一项名为TRACERx的通过治疗追踪癌症进化的大规模研究项目，此前已经发表了包括肺癌在内的研究成果。

这一次，研究团队聚焦在了肾脏癌症研究。研究团队对来自肾脏肿瘤中不同区域的756个癌症活检样本进行了分析，并通过高通量测序与来自32个肾透明细胞癌的79个转移性活检样本进行对比。

结果表明，与肿瘤边缘细胞相比，位于肿瘤中心的癌细胞的坏死和增殖均有增加，肿瘤中心的癌细胞的体细胞拷贝数改变（SCNA）负担增加，肿瘤中心的癌细胞具有更多转移性克隆。

这表明相对于肿瘤边缘的癌细胞，肿瘤中心的癌细胞基因组更加不稳定、生长速度更快、更易转移扩散。

对于这些发现，该研究的主要领导者，伦敦大学学院癌症研究所的 Kevin Litchfield 教授表示， 位于肿瘤中心区域的癌细胞，它们缺乏血液和氧气供应，往往面临着更为恶劣的环境条件 。这使得它们为了适应生存压力，必须变得更强大、更积极。因此更可能进化出转移到其他器官和组织并在其中成功生存的能力。

这些发现提醒了我们，需要密切关注肿瘤中心，以了解癌症如何扩散，并发现对癌症患者最大威胁的癌细胞。这也表明了开发针对肿瘤中心内独特环境条件的治疗方法的重要性，以成功清除最具攻击性的癌细胞。

研究团队还研究了肿瘤内具有遗传异质性的癌细胞群是如何生长的。研究团队使用独特的图谱构建工具来重建肿瘤细胞生长，他们发现，尽管大多数肿瘤都遵循在本地生长的模式，就像植物一样不会移动，但有少数会通过类似“跳跃”的方式跳转到其他区域并占据主导地位。研究团队正在计划重建3D肿瘤图谱，以提供更清晰的肿瘤内空间模式可视化。

弗朗西斯·克里克癌症动力学实验室负责人、TRACERx Renal首席研究员 Samra Turajlic 教授表示：癌症扩散是提高生存率的最大障碍之一，依靠TRACERx Renal项目，已经解决了肿瘤中不同区域的遗传组成问题，但是直到现在，还没能了解这些差异在空间上的关系。最关键的问题就是癌细胞会从肿瘤中分裂出来并转移到其它部位，从而导致癌症无法治愈。

利用TRACERx Renal项目，现在可以精确定位肿瘤中出现遗传混乱并引起转移的位置。观察结果也揭示了促进肿瘤侵略性出现的环境条件——肿瘤内缺血和缺氧环境。 这些发现为靶向和阻止肿瘤中最具转移扩散能力的细胞群提供了关键性基础。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41559-021-01456-6