抱怨天气是许多人最喜欢的消遣。虽然我们不能改变它, 但预测给我们提供了超前思考、计划和做出明智选择的机会。无论是装备的改变, 还是使用不同的运输方式, 知道前方可能会发生什么, 我们就可以为预测的事情做好准备。

这正是我们想要癌症的地方。除了如果我们能预测癌症将如何随着时间的推移, 也许我们可以改变它的未来, 为更好的。

 我们正在展望未来, 知道什么是肿瘤将看起来像下周, 月, 甚至年。 
-格雷厄姆教授

一项由癌症研究所领导的新研究英国科学家为我们迈出了一大步。发表在《自然遗传学》上, 他们利用计算机和基因数据拼凑出癌症的历史, 让他们发展出一种方法来预测肿瘤在进展过程中可能会采取的下一步措施。

"我们揭示了一个肿瘤的秘密历史, 我们以前从未观察到过," 伦敦巴兹癌症研究所的首席研究员特雷弗. 格雷厄姆教授说。

"但是, 这项工作最大的好处是, 我们正在展望未来, 知道什么是肿瘤将看起来像下周, 月, 甚至年。

这提供了一个机会, 医生可以一天根据预测量身定做治疗方案, 使他们在比赛前领先一步。这是一个遥远的目标, 但这项工作有助于开辟一条通向那里的道路。

过去、现在和未来
毫不奇怪, 这项研究的根源在于查尔斯·达尔文的进化论。就像一个物种的变化, 因为它适应它的环境, 所以也做一个生长的肿瘤。

科学家们多年来一直在研究这种物种的过程。多亏了尖端技术, 它能读取生物体的 DNA--除了快速分析数据的计算机和方程式--研究人员可以追溯到物种进化史及其与他人的关系。

同样的工具也使癌症成为可能。

"我们还没有发明新的数学," 来自伦敦癌症研究所的英国研究员安德烈？ Sottoriva 博士说。"我们已经采取了其他人在过去几十年所建立的研究各种人口, 并将这一数学应用到癌症。

通过解开肿瘤的过去, 团队希望了解更多关于它的未来可能会有什么。但是, 由于肿瘤通常是在一个时间点进行研究, 使用从已经发育的癌症中抽取的活检样本, 小组需要想出一个方法来扭转生物钟。

格雷厄姆说: "在它被移除之前的过程, 它是如何增长的, 以前是我们看不见的。

因此, 研究小组将注意力转向现有数据, 利用从肿瘤中抽取的详细基因样本。他们首先从三例患者中读取了 DNA 代码, 其中一个是乳腺癌, 一个是白血病, 一个是肺癌。

癌症的秘密日记
当癌细胞生长时, 细胞会产生新的基因变化, 这意味着肿瘤的某一部分可能会有不同的遗传模式。在样品中研究这种品种是这项工作的关键。

"我们想回答的问题是:" 这一变化是如何出现的？它成长的方式, 或它的增长方式吗？格雷厄姆说。

研究人员利用数学来模拟物种在一段时间内的进化过程, 为肿瘤建立了计算机仿真。然后, 他们将这些不同的进化场景与患者的遗传数据进行比较, 并与给出相同结果的方案相匹配。

 癌症的基因信息就像一本秘密日记, 记录了一段时间内发生的动态。 
-格雷厄姆教授

从这些比赛中, 研究人员发现了癌症可能采取的进化路径, 从而导致了每个活检样本中发现的多样性。

接下来, 他们观察了4大群病人标本, 跨越肠道、胃癌和肺癌, 还有从癌细胞中取出的样本。这些结果表明, 基因变化给癌细胞提供了一个优势, 如能够更快地生长, 在肿瘤的发育早期就出现了。但他们也发现, 这一过程仍然发生在肿瘤扩散, 这可能是由适应癌症治疗的细胞造成的。

"癌症的基因信息是及时的快照, 告诉你今天的肿瘤是什么样子的," 格雷厄姆说。"但它也像一本秘密日记, 记录了一段时间内发生的动态。

"我们用这个来学习关于癌症进化规律的东西."

写在规则
研究小组意识到, 他们可以将这些规则转变成预测癌症未来发展的方法。通过在计算机上运行数以百万计的肿瘤生长模拟, 看看他们的规则是否能预测这些虚拟癌症的进展, 格雷厄姆正在对他们的预测建立信心。

"一旦你知道了规则, 你就可以玩游戏了," Sottoriva 说。

 一旦你知道了规则, 你就可以玩游戏了。 
-安德烈-Sottoriva 博士

"我们所做的是对癌症进展进行预测, 希望能在病人身上做出, 这样就可以根据肿瘤将来的样子来做出治疗决定, 而不是今天。

"但我们还没有证明这是可能的。

接下来, 他们需要证明这个技术的准确性。为了做到这一点, 研究人员需要能够在实验室里跟踪癌症的演变, 看看是否符合他们的预测。还有另外一个关键方面, 这项工作目前还缺少: 治疗如何影响癌症的进化路径。在他们的 "要做的事" 列表中发现这一点也是下一个。

研究就像天气一样。我们不知道未来会怎样。但是, 在根据我们所拥有的证据进行预测的过程中, 一个激动人心而重要的探索之旅正在等待着。

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