癌症是世界上最令人恐惧的疾病之一,其中一个主要原因就是它能够扩散。当癌症从身体的一个部位扩散到另一个部位时,这个过程被称为转移。大多数癌症相关死亡都是由转移引起的。
然而,科学界最大的未解问题之一就是:为什么有些肿瘤会扩散,而另一些则停留在原处?
瑞士日内瓦大学(University of Geneva)的研究人员带来的一项新研究可能让我们更接近这个问题的答案。该研究发表在科学期刊《细胞报告》(Cell Reports)上,重点关注癌细胞的行为以及为什么有些细胞比其他细胞更危险。
长期以来,人们认为癌症就是一组细胞失控地、随机地生长。但科学家们现在开始以不同的方式看待癌症。癌症可能并非完全混乱,而是遵循某些模式。它甚至可能表现得像早期生命中正常发育过程的扭曲版本。
由阿里埃尔·鲁伊斯·伊·阿尔塔巴(Ariel Ruiz i Altaba)教授领导的研究团队研究了结肠癌细胞,以了解是什么让其中一些细胞发生扩散。结肠癌是世界上最常见的癌症之一,而转移是它变得危及生命的主要原因。
为了研究这一点,科学家们从肿瘤中提取癌细胞并在实验室中培养。他们创建了称为克隆的小细胞群,并仔细观察这些细胞的行为。有些细胞更容易移动和扩散,而另一些则停留在原地。
随后,研究人员在活体系统中测试了这些细胞,观察它们穿过生物屏障并在身体其他部位形成新肿瘤的能力。这帮助他们了解哪些细胞具有更高的扩散能力。
该研究的关键发现之一是,癌症扩散并非由单个基因或单个细胞变化控制。相反,它取决于许多基因的活性模式。这些模式被称为基因表达特征,它们显示细胞中一组基因是开启还是关闭。
科学家们发现,某些基因活性模式与癌细胞是否能够扩散密切相关。有趣的是,这不仅仅关乎单个细胞。相关细胞群之间的相互作用也起着重要作用。
在识别出这些模式后,研究团队迈出了下一步。他们开发了一种新的人工智能工具,名为红树林基因特征(Mangrove Gene Signatures,简称MangroveGS)。该工具同时利用众多基因的信息来预测肿瘤扩散的可能性。
与仅依赖少数标记的旧方法不同,该工具联合分析数百个基因信号,使其更可靠,且受患者间差异的影响更小。
在测试中,该AI工具能够以近80%的准确率预测结肠癌的扩散和复发。这优于许多当前的预测方法。更有希望的是,同样的方法也适用于其他类型的癌症,包括胃癌、肺癌和乳腺癌。
这意味着该工具未来可能具有广泛用途。医生可以利用它更清晰地了解患者的癌症情况,并选择最佳的治疗方案。
该过程设计得很实用。医生可以从患者身上取一个肿瘤样本,分析细胞的基因活性,然后使用AI系统计算风险评分。这个评分可以帮助指导治疗决策。
例如,低癌症扩散风险的患者可能不需要具有强烈副作用的激进治疗。另一方面,高风险患者可以更密切地监测并更早接受治疗。
这种方法还可以改进临床试验。通过更仔细地选择患者,研究人员可以更有效地测试新疗法,并减少不必要的参与。
总体而言,这项研究代表着向更个性化癌症护理迈出的重要一步。它表明癌症行为并非随机,而是遵循可以研究和预测的模式。
然而,仍存在局限性。该研究主要集中在实验室培养的细胞和模型上,这可能无法完全代表真实患者中癌症的复杂性。此外,虽然80%的准确率令人鼓舞,但并非完美。在这项工具广泛应用于医院之前,还需要在大量患者群体中进行更多研究和测试。
总之,这项研究为癌症为什么会扩散提供了新的见解,并提供了一种预测该风险的有力新工具。如果进一步的研究证实这些发现,它可能会带来更好的治疗决策、更少的副作用以及许多患者生存率的提高。
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