▎药明康德内容团队编辑

自2018年起，美国国家癌症研究所（NCI）资助的“癌症登月”计划下的人类肿瘤图谱网络（HTAN）致力于构建癌症的三维图谱，整合不同癌症在演变过程中的细胞、分子和组织特征。今日，该团队在《自然》及其子刊上发表了关于结直肠癌、乳腺癌及其他癌症的研究成果。详尽的三维肿瘤图谱揭示了不同细胞的分布和相互作用，使研究人员能够更直观地观察癌症演变过程。这些信息有望与癌症基因图谱（TCGA）计划一样，成为未来癌症研究中的宝贵分子数据资源。此外，研究结果还对“癌症克隆演变”的传统观点提出挑战，指出某些结直肠癌前病变可能由多个细胞起始，而非单一细胞。

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图片来源：123RF

以往的研究方法通常对完整的肿瘤组织样本进行解离分析，但在HTAN计划中，科学家们利用空间生物学和单细胞测序等先进技术来构建这些图谱，能够在组织中分析相对应细胞的基因与蛋白质表达。HTAN项目的核心在于聚焦癌症在早期阶段的时空演变，从正常细胞到癌前细胞，再到癌细胞的动态过程。通过单细胞和空间技术，科学家可以精确识别肿瘤中具有不同基因表达或遗传特征的细胞簇，而不再依赖测序数据的间接推断。迄今为止，HTAN已分析了约2000例患者的数据，涵盖21个器官的肿瘤。该项目最早由Broad研究所与现任基因泰克研究及早期开发主管Aviv Regev博士发起的试点项目推动。

传统理论认为癌症通常起源于一个突变的祖细胞（ancestral cell），随着细胞分裂后代细胞积累更多突变，其中一些突变有助于癌细胞存活，这被称为“癌症克隆演变”。然而，HTAN的研究提供了不同的视角：多篇论文探讨了结直肠癌前期可能由多个异常细胞起始的现象，这一现象被称为“多克隆起始”。一项研究表明，这些来源于多个正常细胞的癌前病变在恶化过程中趋于同质化。目前的癌前病变风险评估主要依据病变大小，较大病变具有更高风险。范德堡大学细胞与发育生物学教授Ken Lau表示，HTAN的研究提示我们可以考虑多克隆向单克隆演变的动态作为评估癌变风险的生物标志。

“我们正在深入研究癌症最早期的阶段，这是一片未被充分探索的领域。”斯坦福大学遗传学教授Michael Snyder说道，他是两篇论文的资深作者。华盛顿大学医学院肿瘤学计算生物学主任李丁教授也表示，研究人员早已知肿瘤具有异质性，这有助于理解癌症复发，但此前多为基因测序的推测，现在则能直接观测到这一过程。

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▲斯坦福大学遗传学教授Michael Snyder博士（图片来源：药明康德内容团队）

值得一提的是，Michael Snyder教授此前曾接受药明康德团队采访，他的团队在《自然-衰老》期刊上发表了一项重要研究，指出衰老并非线性进程，这一发现为理解晚年生活中的复杂生物学变化提供了新的视角，引发了科学界的广泛关注。

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参考资料：

[1] The Human Tumor Atlas Network (HTAN): exploring tumor evolution in time and space. Retrieved October 30, 2024 from https://www.nature.com/collections/fihchcjehc

[2] Atlas of tumors reveals in 3D how cells change into cancer. Retrieved October 30, 2024 from https://endpts.com/atlas-of-tumors-reveals-in-3d-how-cells-change-into-cancer/

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