根據現行的癌癥分期方法,癌癥可以籠統地被分為早期、中期和晚期。
這個分類方法不僅很好的慨括了癌癥的特點,而且還通俗易懂地向大眾傳遞了癌癥的嚴重程度。
如果被確診的癌癥是早期,腫瘤挺老實的待在原地,患者和家屬都會長吁一口氣,心里默念“幸好發現的早”;如果確診時是晚期,那就是癌癥已經擴散轉移了,醫生一般會選擇先和家屬談。
相比之下,由斯坦福大學醫學院的醫學和遺傳學助理教授Christina Curtis聯合其他4所研究機構,于近日發表在著名期刊《自然·遺傳學》上的研究[1],就有些讓人不安了。
Christina Curtis本尊
他們分析了近3000名患者的基因數據,通過三維計算機模擬分析,發現高達80%的轉移性結直腸癌,可能在原始腫瘤長到罌粟種子大小(約0.01立方厘米,100萬個癌細胞,比芝麻粒還小)之前,就擴散到體內的其他地方了。而這個大小,目前在臨床上是檢測不到的。來自中國的三位青年才俊Hu Zheng,Ding Jie和Ma Zhicheng是論文的前三位作者。
“這一發現非常令人驚訝,”Christina Curtis博士說[2]。“這表明癌癥在誕生之初就獲得了轉移能力。顯然,我們的結論與轉移發生在癌癥晚期這個流行假設相反,會對患者分期、治療和早期檢測產生一定的影響。”
三位中國青年才俊
轉移是癌癥導致死亡的主要原因,不過癌癥轉移的時間,以及決定癌細胞轉移的關鍵分子機制在很大程度上還不清楚[3,4]。而這兩點對于癌癥的臨床診斷和治療,有重要價值。
進入21世紀,我們都認為癌癥是一種基因病,癌細胞的產生和轉移,是體細胞逐漸積累基因突變導致的,因此主流觀點認為,當腫瘤發展到一定程度之后,會有一部分細胞獲得轉移的能力[5,6]。
然而,近年來,已經有研究人員在早期乳腺腫瘤患者體內發現擴散出去的腫瘤細胞[7],在早期乳腺癌[8]和胰腺癌[9]的小鼠模型中,研究人員也發現了播散出去的腫瘤細胞。

Christina Curtis實驗室的主頁,非常有科技感
這就讓一些研究人員對主流觀點產生了質疑。還有一些科學家被這些新發現吸引,他們想知道,如果癌細胞能在腫瘤形成的早期就開始擴散,那么究竟有多早呢?觸發的機制又是什么呢?
要解答上面的問題,科學家必須同時研究原發病灶的腫瘤和轉移灶的腫瘤。然而,同時在大量患者身上獲取兩處腫瘤組織有一定的難度,因此,目前還沒有研究能評估人類癌癥的轉移時間。
因此,尋找合適且足夠的研究材料,成為這個問題的關鍵突破口。
腸癌
Christina Curtis博士團隊將寶壓在了腸癌上。
腸癌發病率和死亡率都比較高[10],且研究的比較多,因此腸癌的驅動基因與疾病發展之間的關系也相對比較清楚[5]。而且腸癌的主要轉移對象肝臟[11],和罕見轉移對象大腦[12],也能通過切除獲取轉移灶腫瘤組織。
雖然目前腸癌轉移的主流模型也是腫瘤經過一系列的克隆進化之后,到晚期才轉移[5]。但是也有數據證明,腸癌也是“天生的壞種”,在腫瘤誕生的早期就具備了轉移的能力[13]。
如此看來,腸癌確實是個合適的模型。
腸道
研究人員在多個研究隊列中,找到23例存在肝轉移或者腦轉移的腸癌患者。其中10例腦轉移患者有72份組織活檢樣本,13例肝轉移患者有46份組織活檢樣本。研究人員給這118個組織樣本做了全外顯子基因組測序分析,以便從中發現腸癌轉移的路徑和時間。
研究人員將原發灶與轉移灶的基因突變做了個比對,發現原發灶和轉移灶的癌癥驅動基因之間保持了高度的一致性。KRAS,TP53,SMAD4等的突變在原發性和轉移性腫瘤也是一致的。此外,這兩處的腫瘤也可能共享SNV和小插入缺失。
原發灶和轉移灶基因變異情況幾乎一樣啊
(豎虛線之間是一位患者的數據原發灶或者兩個轉移灶)
基于上面的基因變異數據,研究人員給每位患者的腫瘤發展歷程做了個進化樹,這就相當于給癌細胞做了個家譜,看看他們一代代是如何傳遞下去的。
基于這些進化樹,研究人員清晰地發現,在可以分析的21名患者中,有17名患者的轉移灶是從一小撮癌細胞,甚至是一個癌細胞發育而來,而且從整個進化樹來看,這些形成轉移灶的細胞形成于腫瘤發展的早期。這就暗示,在腸癌誕生的初期,這些形成轉移灶的癌細胞就離家出走了。