癌症到底什么时候开始悄悄发生?答案超乎你想象!《Cell》子刊揭秘癌症成长史

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癌症到底什么时候开始悄悄发生?答案超乎你想象!《Cell》子刊揭秘癌症成长史

作者:上海细胞治疗集团

来源:上海细胞治疗集团

伴随着我们对于癌症的研究不断深入,我们已经知道导致癌症发生最重要的原因其实是衰老,也就是年龄越大患癌风险就会越高(年龄越大,DNA分裂次数越多,出错概率越大同时免疫系统也在不断衰退,这些都导致随着年龄增加癌症发生率会不断升高)——目前对于癌症的数据进行分析,我们也可以发现所有癌症患者的中位发生时间为66岁。
但是癌症的发生并不是一蹴而就的,很多癌细胞可能会和人体和平相处几十年,不断等待人体“衰弱”的信号,看准时机奋力一击,让癌细胞成功蔓延并形成癌症。那么问题来了,癌症既然会在人体内潜伏,那么最开始出现致癌突变的细胞是从什么时候开始的呢?
发表在《Cell Stem Cell》杂志上的一篇文章,就为我们带来了新的答案——致癌突变可能早在40年前就已经埋下祸根,经过几十年的发展,最终变成夺人性命的癌症。

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图片来源:《Cell Stem Cell》官网

在这项研究中,为了更好地探索癌细胞在最开始诞生到最终发展成癌症的时间,研究人员选取的癌症为骨髓增生性肿瘤(MPN)——当造血干细胞获得驱动基因突变的时候,就会发展成骨髓增生性肿瘤。而近年来,被确认和骨髓增生性肿瘤发生有着明确关系的基因突变为JAK2突变。
同时研究人员根据对应的关系图谱确认了基因突变的发展脉络——这种类似于基因组的个人基因树,可以有效地帮助研究人员确认最先开始突变是在什么时候。为了确定一个人的癌症到底是从什么时候开始的,研究小组从两名由JAK2突变驱动的MPN患者中收集了骨髓干细胞。并对整个基因组进行了测序,从而确认了干细胞的基因突变图谱。

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图片来源:参考资料1

要知道,体细胞突变是一个低概率、漫长的事件,而体细胞突变了也不一定会成为癌细胞,还需要逃脱免疫细胞的追杀——因此在癌细胞数量少的早期,免疫细胞可以轻松找到并杀死癌细胞。但是随着时间的推移,癌细胞的势力开始不断增加,但是免疫细胞却会随着年龄增加功能降低——在癌细胞刚开始诞生的时候,从1个癌细胞发展成100个癌细胞,可能需要长达十几年的时间,但是接下来随着时间增加,这个数目就将是指数式增长,会在很短的时间内发展到很多的数量。
研究人员对于采集到的2个患者的细胞进行基因测序,结果确实超乎了研究人员的想象——在这2名患者中,其中1位是在63岁时首次被确诊为MPN,但是根据基因图谱的联系来看,患者首次具有这种导致癌症发生的突变是在19岁,也就是44年前就已经有癌症的迹象;而另一位被诊断为MPN的患者,其突变发生的时间则是在9岁,时隔25年后,在34岁时才确诊。

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图片来源:参考资料1

和其他癌症比起来,MPN这种肿瘤是由本身就生长十分缓慢的干细胞中的一种单个突变驱动的,但是其他的癌症往往驱动基因有多个,那么就需要对多种影响因素进行分析——所以针对不同的癌症可以尝试建立对应的基因谱系,从而找到癌症初始发生的时间。
在临床上我们通过影像学检测到肿瘤的时候,就像我们前面说的那样,往往已经很迟了——很多癌细胞已经开始发展到几百万个。但是如果我们可以找到癌症突变的基因谱系,那么我们就有望在10年、20年、30年乃至于40年前找到癌症发生的蛛丝马迹,从而可以更加有效地进行干预,降低癌症的发生。

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癌症之所以是一个老年型疾病,不仅仅是因为随着年龄增加癌细胞开始不断累积,同时也是因为人体内的免疫系统也开始衰退,有研究显示,在40岁以后,人体的免疫细胞开始大幅度下降,从而使得人类对抗癌细胞的能力下降。这些都最终促进了癌症的发生。这在治疗上给到我们的启示则是可以利用免疫细胞来对抗癌细胞,同时也或许就意味着我们可以通过免疫的变化来揭示癌症发展的历程。
目前对于癌症早筛,人们已经找到了一些方法,比如CTC、ct DNA检测等,这些检测手段依旧有进步的空间。相信随着技术的不断发展,可以帮助我们更好的实现癌症早筛及治疗。

参考资料:

1.Reconstructing the Lineage Histories and Differentiation Trajectories of Individual Cancer Cells in Myeloproliferative Neoplasms

2.When does a cancer first arise?

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