十二篇论文：人类肿瘤图谱网络（HTAN）联盟癌症地图提供肿瘤进化的三维视图

新的3D蓝图突出了肿瘤的复杂性，揭示了一些新的发现，其中一些挑战了现有的癌症进展理论。

　　

自从1882年第一例手术切除肿瘤以来，科学家们在开发治疗不同类型肿瘤的新技术和新疗法方面取得了长足的进步今天，医生们可以用手术、放疗、化疗、免疫疗法等方法来轰炸这些不想要的细胞团。尽管如此，一些癌细胞仍然存在。对肿瘤如何产生、生长和扩散到其他器官的不完全了解限制了这些治疗的有效性。

在过去的十年中，癌症研究从新的多组学方法中获益良多，这些方法包括单细胞RNA测序、空间转录组学和蛋白质组学2018年，人类肿瘤图谱网络（HTAN）启动，旨在阐明驱动癌症发生和进展的结构、细胞和分子过程。10月30日，HTAN的成员在Nature Portfolio 上发表了他们的最新发现，共发表了12篇论文。

人类肿瘤图谱网络（HTAN）是2018年由美国国家癌症研究所（NCI）资助的Cancer Moonshot计划之一，一直致力于编制整合了癌症进化过程中各种肿瘤的细胞、分子和组织学特征的3D图谱，从而研究恶性肿瘤在空间和时间上的演变，为理解肿瘤如何发展、如何逃避免疫系统、如何抵抗治疗和复发提供了重要的线索。HTAN由十个研究中心组成，它们共同致力于构建工具，以提取、分析和可视化来自癌症的多维数据。这种综合方法旨在阐明驱动癌症起始，进展和治疗抵抗的潜在生物学过程。

研究人员制作了2000多人肿瘤的详细3D效果图，包括乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、肾癌和子宫癌等。从这些详细的图谱集中，研究人员提取了有关肿瘤结构、细胞组成以及驱动其形成的分子和遗传因素的信息，这项研究还为分析这些丰富的数据来源提供了新的方法，这可能为开发针对治疗耐药肿瘤的新疗法提供信息。

华盛顿大学医学院（Washington University School of Medicine）的计算生物学家、其中一篇论文的合著者Li Ding在一份声明中说：“这些肿瘤的3D地图很重要，因为它们最终让我们看到，到目前为止，我们只能推断出肿瘤的结构及其复杂性。”“我们现在有能力看到肿瘤的区域在3D空间中是如何不同的，以及当治疗或肿瘤扩散到其他器官时行为是如何变化的。这些研究开启了癌症研究的新时代，有可能改变我们未来理解和治疗癌症的方式。”

3D地图带来了几项新发现，其中一些推翻了之前的癌症进化理论。以前，研究人员认为结直肠肿瘤是从肠壁的单个细胞发展而来的现在，通过回顾性分析追踪与不同阶段癌症相关的特定的、不可逆的基因变化，HTAN成员表明，15%到30%的癌前病变源于多个突变细胞，这些结直肠肿瘤的生长速度比那些起源于单个细胞的肿瘤快得多，研究小组跟踪了这些肿瘤的演变过程，观察到在癌症发展的早期阶段帮助细胞粘在一起的蛋白质水平的增加，这表明细胞合作促进了肿瘤的生长在未来，研究人员可以开发针对这种细胞串扰的治疗方法，并消除这些侵袭性肿瘤。

斯坦福大学医学院的一组科学家也对家族性腺瘤性息肉病（FAP）患者的结肠直肠肿瘤进行了深入研究，FAP是一种遗传性疾病，会导致数百种肠道癌前息肉当他们比较来自未受影响组织、良性息肉和癌性息肉的细胞的转录、代谢、蛋白质表达和脂质水平的差异时，他们观察到癌细胞发生了广泛的变化。他们还注意到花生四烯酸信号通路的活性增加，这是阿司匹林的靶点，阿司匹林被用作FAP患者的实验性预防性治疗。这些观察结果支持继续使用这种预防性治疗。

新的数据显示，分析的肿瘤可以根据居住在不同区域的细胞的基因组成划分为不同的“区”。根据免疫细胞的存在，这些区可以有“热”和“冷”区域。此外，数据表明，对曾经有效的治疗产生耐药性的肿瘤具有缺乏免疫细胞浸润的“冷”区域。HTAN开发的方法可以帮助其他人在自己的样品中识别这些区域。

大量的论文还表明，活跃的代谢中心在所有研究的肿瘤中都很常见。华盛顿大学医学院（Washington University School of Medicine）的外科肿瘤学家、其中一篇论文的合著者Ryan Fields在一份声明中说：“对3D癌症代谢的理解将影响我们目前的治疗方法，有时会不起作用，并将导致癌症新疗法的发展。”“它真的具有变革性。”

研究人员可以利用这些研究中开发的技术来梳理其他肿瘤类型的形成。这些3D图谱中的数据为了解肿瘤环境中不同的细胞群如何促进癌症的进化提供了新的机会。该联盟希望对肿瘤的详细的时间和空间的了解有一天将引领癌症预后和治疗的进步。

详细了解请访问：https://www.nature.com/collections/fihchcjehc