癌症可以被逆转。是的，你没有听错。在一项重大突破中，韩国科学技术院（KAIST）的一组科学家开发出一种新的治疗方法，有望为全球数百万癌症患者带来新的希望。
科学家们声称，这种独特技术有望重新定义癌症护理，它通过在实验室环境和动物模型中诱导分化相关基因的再表达，将恶性细胞重新编程为非癌状态。
与传统的通过手术、化疗或放疗摧毁癌细胞的疗法不同，这种方法专注于细胞逆转，将癌细胞转变为原本的、正常且健康的细胞形式。
根据最近发表在同行评审的国际期刊《先进科学》上的一项研究，由Kwang-Hyun Cho教授领导的KAIST研究人员声称，他们开发了一种名为“单细胞布尔网络推理与控制”（BENEIN）的计算框架，可以识别主基因调节因子，并逐步取代癌细胞。
这种新开发的计算方法不仅能够阻止癌细胞的无控制生长，还能将结直肠癌细胞逆转为类似健康的肠细胞（称为肠上皮细胞），并完全抑制其恶性特征。
BENEIN的独特之处在于它不依赖于先前的生物学假设。该框架被设计为高度模块化，每个模块都可以轻松替换为最新的算法模块，从而帮助模拟和控制基因行为。它能够从数据本身学习，并可适应其他细胞类型和疾病。
研究解释称：“这种方法为治疗癌症这一全球主要死亡原因之一提供了新的方向。研究结果表明，诱导癌细胞的终末分化是可能的，有效地将它们转化为良性细胞，并在不产生现有治疗方式常见副作用的情况下恢复正常的组织功能。”
研究洞察
研究人员检查了4252个单细胞向健康肠细胞转变的过程
他们构建了一个包含522个基因和近1841个相互作用的简化模型，最终识别出一组13个核心调节因子
进一步的模拟显示，关闭MYB、HDAC2和FOXA2这三个基因的表达，就有可能引导癌细胞向正常、非癌状态转变，而无需编辑其DNA
MYB基因在结肠癌和血癌中通常过度活跃，帮助癌细胞生长，阻止它们成熟为正常细胞
HDAC2在紧密包装DNA中发挥作用，这会关闭重要的保护基因，从而使癌细胞得以存活并持续增殖
FOXA2通常参与正常细胞发育，但在某些情况下会错误地促进肿瘤生长
BENEIN的工作原理
BENEIN是一种复杂计算模型，是由人工智能（AI）引导的方法，用于分析单细胞水平的基因表达，以绘制控制细胞行为的复杂调控网络。该工具旨在揭示基因在细胞内的协同作用，并决定其身份——即细胞是保持癌性还是转变为健康细胞。
简单来说，BENEIN将每个基因视为一个开启或关闭的数字开关，并构建一个称为布尔基因调控网络（GRN）的逻辑图，以理解这些基因在细胞分化过程中如何相互影响（细胞分化是一个未成熟细胞发展为具有特定结构和功能的特化细胞类型的过程）。
利用从单细胞RNA测序中获得的数据，BENEIN分析每个细胞中的外显子（成熟）和内含子（未成熟）RNA片段，以确定细胞在遗传转变前后的状态。它能够识别在细胞发育或疾病进展不同阶段活跃的基因。这种方法通过重新编程细胞，有效地将细胞时钟倒转回其原始功能，而不是摧毁癌细胞。
一旦基因网络被绘制出来，BENEIN便应用其网络控制理论，识别出一组主调节因子，其调控可导致期望的细胞分化。在结直肠癌细胞的情况下，正如研究所述，BENEIN识别出三个这样的主调节因子组合——MYB、HDAC2和FOXA2——它们在阻断肠上皮细胞分化、防止癌细胞成熟为正常肠道细胞方面起关键作用。
当研究人员在实验室实验中使人类结直肠癌细胞中的这三个特定调节因子（基因）失活时，他们观察到了惊人的转变——细胞的生长速度减慢，失去了侵略性行为，并开始类似于健康的肠道细胞。研究小组在异种移植小鼠模型中测试了这种方法，以验证这些发现。
注射了重新编程癌细胞的小鼠比注射未处理癌细胞的小鼠发育出显著更小的肿瘤。随后的基因活动分析显示，重新编程的细胞与正常结肠组织非常相似，证实了该疗法已有效恢复了更健康的细胞行为。
研究指出：“BENEIN被开发用于通过布尔GRN分析系统性地研究肠道分化过程，并识别分化为肠上皮细胞所需的主调节因子。由于许多其他人类组织的分化轨迹的单细胞转录组数据正变得越来越可用，BENEIN还可进一步用于识别全组织分化和全癌细胞逆转的主调节因子。”
百万希望
随着癌症治疗领域的不断发展，对疾病的理解也在不断深入。癌症不仅是一种疾病，还可以被视为一种细胞分化障碍的谱系。长期以来，有大量的研究集中在促进癌细胞生长和发展的过程或事件上，这些事件被称为癌症的标志性特征。这些标志被认为是所有癌细胞应具备的共同特征。
除了癌症的核心标志外，还有一些被称为使能特征的因素帮助癌细胞维持持续生长。四个使能特征之一是解锁表型可塑性——癌细胞在不发生基因突变的情况下，能够根据环境变化改变其特征（表型）的能力。
布巴内斯瓦尔Manipal医院的医学肿瘤学家Sachin Sekhar Biswal博士表示，导致癌症的这些细胞改变事件与急性早幼粒细胞白血病、乳腺癌、结直肠癌和肝细胞癌有关。他说：“KAIST的科学家们开发了一种新的治疗方法，通过重新编程癌细胞使其看起来像正常细胞来治疗结肠癌。这种方法有潜力改变癌症治疗，并为数百万人带来希望。然而，将这一原始研究转化为临床实践还需要进一步的研究和多个成功的人体试验阶段。但从癌症的基本机制和发展来看，这看起来前景广阔。”
新德里AIIMS的高级外科肿瘤学家Mukurdipi Ray博士表示，控制细胞分化的概念是癌症治疗领域一个有前途的研究方向。他指出：“该研究显示某些化合物可以诱导特定类型癌细胞的分化，从而减少肿瘤生长并改善治疗结果。由于癌症是一种异质性疾病，复发是一个主要问题，同时治疗的副作用和毒性也令人担忧，控制细胞分化轨迹用于癌症治疗是有希望的，但需要进一步研究以克服挑战并实现其全部潜力。”
这一新兴方法主要集中在理解每个肿瘤内的特定基因网络，并使用靶向方法重新编程恶性细胞以停止生长。这种个性化的重新编程可以显著减少复发和耐药性，同时最大限度地减少副作用。由于逆转疗法并不杀死细胞，而是温和地引导它们恢复正常状态，因此可能更好地保留免疫功能并减少毒性。这种方法最令人兴奋的方面之一是它不依赖于不可逆的基因编辑。
班加罗尔Aster Whitefield医院的医学肿瘤学和血液肿瘤学顾问Sai Vivek V博士表示，这种新模式是一种非常具有未来感的癌症治疗方法。他说：“理论上，这在未来可能成为一种伟大的癌症治疗方式。我们希望他们能够尽快开始人体临床试验，并分离细胞，这是最困难的部分。如果成功转化为临床实践，它可能提供一种比当前治疗选项更具针对性且毒性更低的替代方案。”
印度将受益最大
随着印度新癌症病例预计从2022年的146万增加到2030年的250万，这项研究的影响是深远的。这一增长趋势伴随着晚期检测、生存率低以及家庭和医疗系统日益加重的经济负担等令人担忧的迹象。
统计数据显示，预计每九个印度人中就有一人一生中会患上癌症。肺癌仍是印度男性中最常见的癌症，而乳腺癌则是女性中的头号癌症。在儿童中，淋巴细胞白血病，其次是脑部和中枢神经系统肿瘤是两性中最主要的癌症类型。
尽管癌症负担日益加重，早期检测仍然是一个主要挑战。全国只有约29%的癌症病例在早期阶段被诊断出来，其中乳腺癌和肺癌病例的早期诊断率仅为15%，宫颈癌的早期诊断率为33%。印度已成为全球口腔癌的“首都”，令人震惊的是，90%的口腔癌病例与无烟烟草产品如gutka和paan masala有关。
印度每年报告的癌症相关死亡人数在80万至90万之间，过去十年中，癌症已成为印度前五大死亡原因之一。这项新发现对印度尤其具有现实意义，因为该国的癌症负担正在迅速上升。根据印度医学研究委员会（ICMR）的数据，结直肠癌是印度最常见的五种癌症之一，特别是在城市人口中。
尽管免疫疗法和精准医疗等新型疗法正在逐渐普及，但对于大多数印度患者来说，这些疗法仍然过于昂贵。Bhubaneswar AIIMS的高级放射肿瘤学家兼医疗主管Dillip Kumar Parida博士表示，他对KAIST模型非常乐观，认为这对早期癌症可能非常有益。
他补充道：“我们的医院每天接待大量晚期患者。如果我们能够早期使用BENEIN等工具识别主调节因子，我们或许能够阻止癌症的发展。一旦我们能够访问本地转录组数据库，这个框架就可以用于为印度次人群体定制个性化疗法。一旦这种基因逆转策略在临床上得到验证并完善，它可能会提供一种更具成本效益且毒性更低的替代方案。”
【全文结束】
