是自然选择癌症之谜的答案?

是自然选择癌症之谜的答案?

我们已经提出,负责保持我们活着和繁殖的重要器官(如心脏,大脑或子宫)可能比大的和成对的器官更好地防御癌症。

在今天发表的一篇文章中 癌症趋势,我们假设人类可以更容易地容忍大或配对器官中的肿瘤,而不是小的关键器官中的肿瘤。 因此,较大的器官可能已经形成较少的癌症防御机制。

恶性肿瘤更常见于较大的配对器官,这对生存和繁殖可能不那么重要。 先前的研究已经将这种器官特异性癌症差异归因于外部因素,例如吸烟或内部因素,例如器官中细胞分裂的频率。

我们提出自然选择理论可以补充这些理解。 我们也假设即使只携带少量肿瘤,小的重要器官也容易受到损害,而较大的器官可以承担恶性转化的负担。

我们不是说这是对器官对癌症不同敏感性的解释,而是相信它可能是一个促成因素。

进化的癌症研究方法可以为治疗方案提供新的视角。

大象和人类

尽管重大发现和治疗进展,人为干预可以只要求5% 减少癌症死亡 自1950s。 而这个结果是 几乎完全归属 提高对危险因素的认识和早期发现。

未能找到治愈癌症的灵丹妙药的一个关键因素是其进展是一个进化过程。 癌症出现了 超过五十亿年前 并已在中观察到 几乎整个动物王国,从双壳类到鲸鱼。

它的外表已经 与进化过渡有关 从单细胞到多细胞。 后者需要细胞之间的高水平的协作和抑制个体细胞的不受控制的繁殖(称为增殖)。

随着有机体越来越多地由更复杂的细胞组成,具有更长的寿命和更大的身体可能会导致恶性肿瘤的增殖。


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尽管它们体型较大,但大象的癌症发病率并不比人类高得多。 这使得他们复杂的构成同时导致更需要进化肿瘤抑制机制的论点。 一个 最近的研究表明例如,亚洲和非洲大象的基因组成包含15至20倍于在人类中发现的主要肿瘤抑制基因之一(P53)的拷贝数。

这项研究的作者提出,这些基因的数量可能已经发展成为一种机制,以抵消这些长寿大动物患癌症的机会增加。

一个演变的过程

癌细胞的增殖能力决定着它的生存。 使局部组织内部增殖最大化的细胞在其宿主生命期内将其基因传递给下一代的机会更大。

目前的癌症治疗的一个普遍问题是,他们的目标是尽快根除肿瘤,以防止癌症对治疗的抗性的演变,以及它传播到其他器官,称为转移。

最大限度的积极的治疗,通过多个周期应用相同的药物和剂量,可能适用于由高度相似的细胞组成的小肿瘤。 但是大多数肿瘤是复杂的,不断变化的生态系统具有不同程度的对治疗敏感性的无数细胞。

如果人为干预不能消除所有的恶性细胞, 一些将能够逃生并生存。 这些可能获得更高的增殖潜力,变得更加侵略性和恶性,最终转移,导致宿主死亡。

越来越清楚的是,将进化理论应用于癌症治疗 - 通过利用多细胞生物的肿瘤抑制机制 - 使研究人员能够改进技术来控制恶性进展并预防治疗失败。

基于进化的疗法

一些最激动人心的癌症治疗进化方法来源于 从害虫防治中获得的知识 和细菌抗生素耐药性。 该 后者已经表明 虽然我们不能超过抗生素或杀虫剂产生抗药性的细菌或害虫,但我们可以控制这个过程的速度和程度。

类似的癌症研究理论, 适应性治疗是基于简单的假设,即肿瘤由治疗敏感性和治疗抗性的细胞组成。 激进的高剂量治疗将消除敏感细胞,但留下高度耐药的细胞。 然后这些会增殖,导致更积极的癌症。

适应性治疗的目标是通过施用最小必要(但不是最大可能)剂量来避免这种情况,以充分控制肿瘤生长并改善症状,而不是完全消除。 这种方法允许两种类型的细胞的存活,这两种细胞竞争相同的资源和空间。 治疗敏感性细胞的存在将同时控制侵袭性,治疗抗性细胞的生长和增殖。

2009年, 适应性治疗被测试 在卵巢癌小鼠模型中。 研究人员测量了肿瘤的生长情况:如果连续两次测量肿瘤体积增加,他们会同时增加化疗药物卡铂的剂量。 如果在两次测量之间肿瘤体积减小,则减少药物剂量。

当将结果与高剂量化疗试验结果进行比较时,适应性治疗显示在控制肿瘤生长和延长小鼠寿命方面更好。 类似 结果已经被看到 在乳腺癌小鼠。 这些测试是有希望的,但需要进一步的实验来验证适应性治疗是否将成为控制人类癌症进展的最终解决方案。

自然选择已经有数百万年的时间来寻找避免和应对不同生物中的癌症的方法,所以利用这些知识似乎是适时的。

关于作者

进化生态学高级研究员Beata Ujvari, 迪肯大学

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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