科学家在最近的一项研究中发现了脑肿瘤的演变

在最近的一项研究中，德国癌症研究中心的科学家发现，只有三种不同的基因变化才能促进恶性胶质母细胞瘤的早期发展。在所有研究的肿瘤中，至少存在这三种癌症驱动因素中的一种。然而，端粒酶的激活导致快速增长。肿瘤从出现症状到被诊断需要长达七年的时间。然而，与其早期发展相反，治疗后复发的胶质母细胞瘤几乎没有常见的遗传变化。

胶质母细胞瘤是成人最常见的恶性脑肿瘤。由于它们扩散侵入健康的脑组织，外科医生很少能成功地完全切除肿瘤。因此，尽管术后进行了放疗和化疗，胶质母细胞瘤通常会很快复发，并且根据目前的知识被认为是不可治愈的。

“有一种理论认为，某些突变可能使胶质母细胞瘤细胞在标准的放疗和化疗中存活，然后生长成具有耐药性的肿瘤亚克隆。我们的问题是：这种疗法是否对肿瘤细胞施加了选择性压力？”来自德国癌症研究中心(DKFZ)的Peter Lichter解释了他目前的研究项目。为了开发对复发肿瘤也有效的新药，确定能使癌细胞逃避治疗的遗传特征非常重要。

为了回答这个问题，来自DKFZ的Lichter和系统生物学家Thomas Hoefer研究了来自总共50名患者的胶质母细胞瘤组织样本，其中他们能够直接比较原发肿瘤和复发材料。在仔细分析肿瘤基因组的基础上，研究人员可以建立肿瘤发展的数学模型。他们使用突变率和肿瘤细胞计数来评估。“我们在计算机上模拟了胶质母细胞瘤细胞的进化途径以及肿瘤生长过程中基因突变的影响，”Hoefer描述了这一过程。

令人惊讶的结果：确诊时，胶质母细胞瘤已经发展了很长时间，研究人员计算长达7年。“鉴于胶质母细胞瘤的快速增长，这几乎是不可想象的，”当前出版物的第一作者Verena Koerber说。“然而，我们可以用许多癌细胞在开始时死亡的事实来解释这一点。只是在某个时刻，规模的快速增长才开始。

研究人员还发现了这个决定性的时刻：在早期发育过程中，所有研究的胶质母细胞瘤都表现出三种特征性遗传变化中的至少一种(7号染色体的增加和9p、10号染色体的缺失)。这些染色体丢失或添加与已知的促进癌症发展的特定“驱动突变”有关。

然而，当另一个突变永久激活端粒酶的启动子时，胶质母细胞瘤只会开始快速生长和体积增大。端粒酶保证了癌细胞现在可以无限分裂，不会达到其自然“极限”，达到一定的细胞分裂数后死亡。因此，端粒酶基因在健康细胞中通常是不活跃的。在其指数增长期间，癌细胞中积累了许多其他突变。

与早期胶质母细胞瘤的常见途径相反，复发性肿瘤没有任何特征性的相应突变。它们可以从具有各种突变模式的癌细胞发展而来。“这说明目前的标准疗法对癌细胞没有任何明显的选择压力，因此不会促进耐药亚克隆的发展。这表明我们基本上需要新的治疗形式来有效治疗胶质母细胞瘤，”彼得说。李希特总结了目前的结果。

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