從進(jìn)化角度理解癌癥預(yù)防的新進(jìn)展

一份新的《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）論文對(duì)一個(gè)經(jīng)典問題提出了一個(gè)進(jìn)化論的轉(zhuǎn)折。奧納布呂克大學(xué)的萊昂納多·奧納和圣達(dá)菲研究所的邁克爾·拉赫曼利用信號(hào)理論來探索我們的身體是如何進(jìn)化的，以防止我們患上更多的癌癥。

這不是很明顯的原因，當(dāng)任何癌癥出現(xiàn)時(shí)，它不會(huì)很快學(xué)會(huì)利用身體本身的信號(hào)機(jī)制快速生長(zhǎng)。畢竟，與感染不同的是，癌癥可以很容易地使用身體本身的化學(xué)語(yǔ)言。拉赫曼說：“任何身體使用的信號(hào)，感染都必須進(jìn)化才能產(chǎn)生?！叭绻粋€(gè)小偷想打開你的房子，他們就得想辦法撬開門鎖。但是癌細(xì)胞有你房子的鑰匙。你怎么保護(hù)自己？你如何保護(hù)一個(gè)知道你所知道的一切，擁有你所有的工具和鑰匙的入侵者？”他們的回答是：你的鑰匙使用起來非常昂貴。

歐納和拉赫曼的進(jìn)化模型揭示了我們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)阻止癌癥的因素：制造生長(zhǎng)因子（“鍵”）的費(fèi)用和提供給附近細(xì)胞的福利范圍。當(dāng)產(chǎn)生高能量成本的生長(zhǎng)因子來信號(hào)細(xì)胞生長(zhǎng)時(shí)，單個(gè)癌細(xì)胞就會(huì)被控制住。為了了解模型中的進(jìn)化動(dòng)力學(xué)，作者強(qiáng)調(diào)了思考突變體癌細(xì)胞與周圍細(xì)胞之間的競(jìng)爭(zhēng)的重要性。當(dāng)一個(gè)突變細(xì)胞出現(xiàn)并發(fā)出生長(zhǎng)信號(hào)時(shí)，該信號(hào)也為相鄰的非突變細(xì)胞提供資源。因此，當(dāng)利益被分配到信號(hào)細(xì)胞周圍的一個(gè)半徑時(shí)，突變細(xì)胞有一個(gè)困難的時(shí)間-競(jìng)爭(zhēng)他們的鄰居，無法建立。癌癥失去了發(fā)出信號(hào)的能力。

這項(xiàng)工作代表了一個(gè)新的應(yīng)用進(jìn)化生物學(xué)，以一個(gè)大局理解癌癥。奧納和拉赫曼借鑒了已故生物學(xué)家阿莫斯·扎哈維（Amos Zahavi）的“障礙原理”，該原理解釋了當(dāng)不誠(chéng)實(shí)的信號(hào)產(chǎn)生的成本大于它們提供的利益時(shí)，進(jìn)化系統(tǒng)如何穩(wěn)定地對(duì)抗“騙子”。雄性孔雀精心設(shè)計(jì)的尾巴是一個(gè)昂貴信號(hào)的典型例子——一只不健康的鳥不會(huì)有精力資源來生長(zhǎng)精心設(shè)計(jì)的尾巴，因此不能“偽造”一個(gè)他們進(jìn)化健康的信號(hào)。根據(jù)障礙原理，癌細(xì)胞類似于不健康的孔雀，它不能引起人們的注意。

那么，一些癌細(xì)胞是如何克服這些進(jìn)化限制的呢？作者指出，他們的模型只解決了個(gè)體癌癥試圖入侵健康人群的場(chǎng)景。一旦癌癥克服了滅絕的幾率，達(dá)到了一定的臨界規(guī)模，其他動(dòng)力學(xué)就占了上風(fēng)。

作者寫道：“許多機(jī)制似乎已經(jīng)進(jìn)化到預(yù)防癌癥——從免疫系統(tǒng)控制，細(xì)胞死亡，細(xì)胞增殖的限制，到組織結(jié)構(gòu)?！拔覀兊哪Ｐ椭谎芯繙p少的入侵機(jī)會(huì)?！?/p>

癌癥是非常復(fù)雜的，我們的模型相對(duì)簡(jiǎn)單。盡管如此，我們?nèi)匀徽J(rèn)為這是朝著從進(jìn)化角度理解癌癥和癌癥預(yù)防邁出的重要一步?！?/p>

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