進(jìn)化思維，已經(jīng)成為一種不可缺少的工具，可以理解癌癥生長(cháng)過(guò)程，甚至可以用來(lái)尋找治療策略。英國愛(ài)丁堡大學(xué)BartlomiejWaclaw等人使用基于進(jìn)化原理的數學(xué)建模，可以解釋他們所觀(guān)察到的腫瘤結構。他們的研究認為，細胞的遷移性可能是影響腫瘤形態(tài)、擴散和耐藥性的關(guān)鍵因素。這項研究提供了可能的治療策略，即針對細胞運動(dòng)和粘連性相關(guān)的基因，而不是以前所關(guān)注的控制細胞分裂、死亡和分化相關(guān)的基因。

　　癌癥是一種生物體所不需要的進(jìn)化過(guò)程，細胞由隨機突變驅動(dòng)，從精誠合作的組織群體細胞中逃逸出來(lái)，并進(jìn)入異常增長(cháng)的階段，然后再經(jīng)歷細胞擴散和轉移。我們至今仍然缺乏對這一復雜過(guò)程的深刻理解。盡管很多研究者在不同領(lǐng)域相互合作，來(lái)解決這一終極謎題，然而癌癥的研究還僅僅只是展示了其復雜生物機制的冰山一角。進(jìn)化生物學(xué)家將對病毒、細菌或動(dòng)物的研究方法，用于對癌細胞的研究：他們尋求是哪些基因突變導致了各種腫瘤細胞的不斷變化，并觀(guān)察在腫瘤形成過(guò)程中的各種自然選擇因素，希望了解癌細胞是取代它們的競爭對手，并產(chǎn)生新的細胞群體。

　　Waclaw等人將進(jìn)化生物學(xué)、生態(tài)學(xué)與分子生物學(xué)的研究相結合，設計一個(gè)多功能的數學(xué)模型，這個(gè)模型中，研究人員使用真實(shí)的參數來(lái)引導癌細胞的群體的進(jìn)化。研究者們用此模型來(lái)模擬腫瘤的生長(cháng)規律，主要關(guān)注這些（芯片中的）虛擬癌細胞的細胞形態(tài)和細胞組成。如果腫瘤細胞是相對不動(dòng)的，那么隨著(zhù)它們的增殖，細胞會(huì )形成惡性腫塊。一部分細胞會(huì )被擠出來(lái)，從而減慢自己的復制。很快，腫瘤只能從其表明繼續擴大，從而導致其擴大的過(guò)程相對緩慢（腫瘤質(zhì)量增長(cháng)與時(shí)間的三次方成比例）。

　　但這種緩慢的增長(cháng)，并不能解釋在許多臨床研究中觀(guān)察到的相對快速的腫瘤擴張。細胞運動(dòng)可以解釋這種建模的結果和臨床數據的差異。通過(guò)給每個(gè)細胞在模型中遷移的能力，研究人員觀(guān)察到腫瘤會(huì )有更快的指數式增長(cháng)。這時(shí)，這種腫瘤生長(cháng)模擬的模型，可以得到更現實(shí)的腫瘤的形狀。這一結果與先前的理論一直，即細胞有遷移的潛能可能是細胞的進(jìn)化一直適應性。然而，以前的理論認為，細胞遷移主要是參與了癌細胞或者惡性腫瘤組織對正常組織的侵入。但是，細胞的遷移在腫瘤生長(cháng)中直接、關(guān)鍵的作用并沒(méi)有得到充分的關(guān)注?，F在通過(guò)建模模擬腫瘤的生物證明了，細胞遷移對于腫瘤的形成確實(shí)有著(zhù)重要意義，這種細胞的遷移可能可以成為治療腫瘤的一種新靶標。

　　他們研究的另一個(gè)重點(diǎn)是腫瘤的組成。特別是，他們試圖弄清楚，一個(gè)特殊的突變可以以多快的速度在腫瘤細胞擴散開(kāi)來(lái)，從而改變腫瘤的性質(zhì)。實(shí)際上，進(jìn)化過(guò)程及其結果在很大程度上取決于他們所處的環(huán)境。例如，在一個(gè)均勻介質(zhì)環(huán)境中，演化的速度與相互接觸受限的環(huán)境中的速度并不相同。在細胞接觸受限的情況下，維度是進(jìn)化的關(guān)鍵。例如，一個(gè)細胞腫瘤抑制基因的失活，導致這種細胞的擴散在一維空間中比二維空間更快，在沒(méi)有空間限制的環(huán)境中比有限制的環(huán)境中擴散更快。

　　Waclaw等人然后想深入理解，在腫瘤異質(zhì)性很高的情況下，一些突變是如何非常普遍存在腫瘤中的。在腫瘤繼續增大的過(guò)程中，會(huì )發(fā)生兩類(lèi)突變。一類(lèi)突變，突變被認為是負責癌癥的起始和繼續增長(cháng)。另一類(lèi)突變（Passengermutation）是不會(huì )改變細胞的生長(cháng)特性，不會(huì )與癌癥來(lái)源或進(jìn)展存在因果關(guān)系。Waclaw和同事發(fā)現，某些癌細胞在存在少量的選擇性?xún)?yōu)勢（存在一個(gè)Passengermutation），這些會(huì )迅速將這種突變特性擴散到整個(gè)腫瘤中。這可以解釋在腫瘤中，幾乎所有細胞都存在第一種突變，而隨著(zhù)腫瘤的增大，后一種突變逐漸積累，并導致了癌細胞的高度異質(zhì)性。

　　這個(gè)理論可能對于未來(lái)的癌癥治療的有至關(guān)重要的作用?？顾幮韵嚓P(guān)基因通在治療前往往會(huì )“隱藏”內任何腫瘤細胞中，一旦腫瘤細胞受到來(lái)自藥物分子的壓力，這種抗藥性基因立即獲得選擇性?xún)?yōu)勢，并在腫瘤中迅速擴散開(kāi)來(lái)。Waclaw等人在研究文章中，闡述了耐藥細胞以多快的速度積累，進(jìn)而導致腫瘤的再生和治療失敗。在存在的癌細胞移動(dòng)增強相關(guān)基因突變的癌細胞中，這種情況發(fā)生得更快。

　　我們離使用這種進(jìn)化思想于癌癥的治療還有多遠呢？理解進(jìn)化的錯綜復雜的方式，可以幫助我們逆轉腫瘤惡化的進(jìn)程。我們是否可以使用負責細胞運動(dòng)或粘附的基因，作為未來(lái)的癌癥治療的目標呢？Waclaw等人的研究表明，這是可能的。他們也希望，研究人員們能夠重視細胞移動(dòng)性的關(guān)鍵作用，并接受未來(lái)研究中可能存在的挑戰，為人類(lèi)最終展示癌癥打好理論基礎。