它們看起來(lái)似乎就像是一團現代藝術(shù)作品，但實(shí)際上他們是有著(zhù)開(kāi)創(chuàng )性意義的腫瘤3D計算機模型，其展示了腫瘤的生長(cháng)過(guò)程。它們不可思議地表現了那些致命腫瘤生長(cháng)、分裂和分化的過(guò)程。而科學(xué)家們則表示，這些模型有助于他們了解這些不斷增長(cháng)的腫瘤是怎樣對化療藥物產(chǎn)生抗藥性的。

　　這次的研究由哈佛大學(xué)、愛(ài)丁堡大學(xué)和約翰霍普金斯大學(xué)合作完成，研究人員包括了哈佛大學(xué)的數學(xué)及生物學(xué)教授、進(jìn)化動(dòng)力學(xué)項目住人MartinNowak。到目前為止，研究人員們已經(jīng)制造出了第一個(gè)實(shí)體腫瘤模型，該模型反映了腫瘤的三維形狀以及其進(jìn)化過(guò)程。

　　Nowak說(shuō)：“以前，其他人和我們一樣，都是用非空間模型來(lái)研究腫瘤的進(jìn)化，但是那些模型并不能夠描述實(shí)體腫瘤的空間特征。而現在，我們最新的計算機模型卻第一次做到了這一點(diǎn)，不僅如此，我們還能觀(guān)察到腫瘤細胞的擴散能力及其擴散過(guò)程。細胞的擴散使這些腫瘤生長(cháng)地更為迅速并且能使癌細胞能夠共享一些突變——這也是癌細胞耐藥性快速增長(cháng)的原因。除此之外，癌細胞的擴散也是殺死病人的一個(gè)主要原因。”這種全新的腫瘤模型解釋了為什么癌細胞有著(zhù)數量驚人的突變共同點(diǎn)，以及癌細胞的耐藥性為什么發(fā)展得如此之快。有關(guān)該研究的論文已經(jīng)發(fā)表在了8月26號的《自然(Nature)》雜志上了。

　　Nowak和他的同事們——包括了該研究的第一作者，來(lái)自愛(ài)丁堡大學(xué)的BartekWaclaw、哈弗大學(xué)的IvanaBozic和約翰霍普金斯大學(xué)的BertVogelstein著(zhù)手對過(guò)去的腫瘤模型進(jìn)行改進(jìn)，因為那些過(guò)時(shí)的模型無(wú)法回答腫瘤的基因進(jìn)化和空間架構等關(guān)鍵問(wèn)題。在這種全新的模型中，有著(zhù)相同顏色的腫瘤部分意味著(zhù)該處的細胞有著(zhù)類(lèi)似的突變，而隨著(zhù)腫瘤的發(fā)展，這些有著(zhù)類(lèi)似突變的細胞仍然會(huì )聚集在一起。

　　一位癌癥病人的體內就存在著(zhù)數十億的癌癥細胞，但藥物只能對其中的一小部分——約為1%——有著(zhù)針對性的治療。治療開(kāi)始時(shí)，一些不具有耐藥性的腫瘤細胞馬上就會(huì )被消滅，但是接下來(lái)，那些具有耐藥性的腫瘤細胞又會(huì )將腫瘤的空缺填滿(mǎn)。Nowak說(shuō)：“過(guò)去的大多數腫瘤計算機模型只是計算了有著(zhù)特定突變的腫瘤細胞的個(gè)數，而非它們的空間安排。然而，理解腫瘤細胞的空間結構與安排是非常重要的，因為它們在腫瘤的增長(cháng)與演化過(guò)程中扮演著(zhù)十分重要的角色。”

　　在這個(gè)立體腫瘤模型中，細胞只會(huì )被分裂到空間足夠的地方，這就造成了腫瘤只會(huì )緩慢增長(cháng)的結果——除非它們開(kāi)始擴散到身體的其他部位。Nowak說(shuō)：“當細胞們開(kāi)始遷移擴散時(shí)，它們便找到了新的空間，在那里它們可以繼續分裂、增長(cháng)。”這樣造成的結果不僅只是使腫瘤增長(cháng)得更為快速，其也能解釋為什么癌細胞能夠分享它們基因的極高數量的突變形式以及迅速增強的耐藥性。“當它們分裂時(shí)，所有的細胞——不管是健康細胞還是癌變細胞——都會(huì )有一定的突變，并且將突變累加下去，不過(guò)大多數的突變對細胞影響很小。然而在腫瘤細胞中，約有5%的突變會(huì )對細胞產(chǎn)生很大影響，這些突變會(huì )使腫瘤細胞分裂得更快，活得更久，同樣，耐藥性也會(huì )在這些突變中產(chǎn)生。”

　　靶向的藥物會(huì )將不具耐藥性的細胞幾乎全部消滅，而留下了一些具有耐藥性的細胞，當那些細胞開(kāi)始迅速分裂時(shí)，癌癥也就復發(fā)了。

　　BartekWaclaw說(shuō)：“我們最新的模型并沒(méi)有提供一種能將癌癥迅速治愈的奇跡般的方法，然而我們的模型肯定能夠幫助人們找出治療癌癥的更好方法。”