解开先前存在的耐药性之谜：新的研究揭示了癌症的进化

从传染病到癌症，对疾病的抵抗力的进化构成了一项艰巨的挑战。尽管人们预计，由于生长速度降低，在没有治疗的情况下，赋予耐药性的突变将会减少，但预先存在的耐药性在进化的疾病中普遍存在，比如癌症和无视传统智慧的病原体。

　　

从传染病到癌症，对疾病的抵抗力的进化构成了一个艰巨的挑战。

尽管人们预计，由于生长速度降低，在没有治疗的情况下，赋予耐药性的突变将会减少，但预先存在的耐药性在进化的疾病中普遍存在，比如癌症和无视传统智慧的病原体。

在癌症方面，众所周知，即使在治疗之前，肿瘤中也可能存在少量耐药细胞。有些矛盾的是，在治疗之前，这些突变体一再被证明比它们产生的周围祖先细胞具有更低的适应性。这导致了一个似乎违反达尔文规则的场景:为什么这些最不适合的细胞存活了下来?

在一项新的研究中，凯斯西储大学和克利夫兰诊所的研究人员揭示了一个令人着迷的发现:这些突变体和它们的祖先之间的相互作用，就像生态系统中的两个物种一样，可能是理解这种悖论的关键。

他们的研究结果表明，这些生态相互作用在降低耐药性成本方面起着关键作用，为先前存在的耐药性提供了一条生存途径。不仅仅是在肺癌中，在各种生物医学环境中，耐药性都是一个挑战，包括其他癌症、病原体甚至寄生虫。

这项研究

结合计算机模拟和分析结果，该研究建立了一个数学框架来检验这些生态相互作用对抗性进化动力学的影响。

“这是一个非常令人兴奋的发现，因为它解决了经典种群遗传学和理论生态学之间的一些根本分歧，”该研究的首席研究员雅各布斯科特说，他是克利夫兰诊所的内科医生兼科学家，也是凯斯西储大学物理学和医学副教授。斯科特还是凯斯综合癌症中心的数据科学副主任。

该研究还强调了通过基因工程在非小细胞肺癌中观察到的常见耐药机制的这些发现的临床相关性，非小细胞肺癌是一种因对靶向治疗预先存在耐药性而臭名昭著的疾病，也是美国癌症死亡的主要原因。

在小组的进化博弈实验中，当与治疗敏感的祖先一起培养时，每个基因工程癌细胞系都经历了与祖先在一起的好处，正如新理论所预测的那样——结束了这个悖论。

该研究的主要作者、凯斯西储大学的博士后杰夫·马尔塔斯(Jeff Maltas)说:“我们的发现为为什么治疗耐药性如此普遍提供了一个有吸引力的新假设:通过一种生态机制，耐药细胞被周围的其他细胞从灭绝中拯救出来。”“这些结果提供了一种新的治疗策略:设计破坏生态相互作用的治疗方法，使耐药性首先获得立足点，而不是为越来越耐药的人群开发新药。”

这项多学科研究，包括物理学、遗传学、理论生态学和数学肿瘤学，发表在《PRX Life》杂志上，代表了理解耐药性进化的重要一步。研究人员说，他们希望这可能会带来对抗癌症和传染病的创新方法。