就像菌群或動(dòng)物物種一樣，腫瘤中的癌細(xì)胞必須進(jìn)化以求生存。例如，一次放療或許可以殺死數(shù)十萬(wàn)的癌細(xì)胞，但具有一種獨(dú)特突變的單細(xì)胞可以生存下來(lái)，快速生成一批新的耐藥細(xì)胞，使得癌癥難于對(duì)付。

現(xiàn)在，來(lái)自Salk研究所的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了癌癥能夠隨時(shí)間耐藥的一些新細(xì)節(jié)，指出之所以會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)槟[瘤中的癌細(xì)胞不完全相同——癌細(xì)胞具有輕微的遺傳變異或者說(shuō)多樣性。

這項(xiàng)發(fā)表在10月20日《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）上的新研究，揭示乳腺癌細(xì)胞RNA的變化幫助了癌細(xì)胞以比以往認(rèn)為的更快的速度演化。這些新研究結(jié)果有可能為在癌癥中關(guān)閉這種多樣性，由此防止耐藥指出了一個(gè)“開(kāi)關(guān)”。

“這是自然的一個(gè)固有特性，在群體中，無(wú)論是人、細(xì)菌或是細(xì)胞，通過(guò)維持成員間的多樣性，小部分的成員將有可能在幾種不同類型的意外環(huán)境壓力下生存下來(lái)。癌癥利用了這一多樣化策略來(lái)促進(jìn)耐藥，”新研究的資深作者、Salk研究所調(diào)控生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室教授Beverly Emerson說(shuō)。

并沒(méi)有選擇檢測(cè)可以作為癌癥治療攻擊目標(biāo)的單個(gè)基因或信號(hào)通路，主要作者、Salk研究所研究員Fernando Lopez-Diaz和研究小組的目的是，要揭示癌細(xì)胞借助來(lái)使彼此相似但又略有不同的多樣化“開(kāi)關(guān)”。關(guān)閉這一細(xì)胞過(guò)程將奪去癌癥在藥物治療中生存的能力。

Emerson說(shuō)：“癌癥并不是一個(gè)細(xì)胞，而是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，一個(gè)細(xì)胞群。這一研究為有可能尋找到一種方法來(lái)理解以及撥回化療過(guò)程中細(xì)胞的多樣性和適應(yīng)性，減少耐藥奠定了基礎(chǔ)。”

為了揭示癌細(xì)胞群通過(guò)RNA獲得功能多樣性，在化療中生存下來(lái)的機(jī)制，Lopez-Diaz向人類癌前病變細(xì)胞以及轉(zhuǎn)移乳腺癌細(xì)胞皿中給予了一周的癌癥藥物紫杉醇（paclitaxel），在隨后的幾個(gè)星期里去除這一藥物，模擬了癌癥患者的治療周期。通常在數(shù)百萬(wàn)個(gè)細(xì)胞中有1個(gè)或2個(gè)細(xì)胞生存下來(lái)，它們開(kāi)始重新填充腫瘤，但其RNA卻發(fā)生了微細(xì)的變化，大概這導(dǎo)致了它們能夠在未來(lái)劑量的癌癥藥物中生存下來(lái)。

通過(guò)推動(dòng)生物信息學(xué)的邊界，由加州大學(xué)圣克魯斯分校Mei-Chong Wendy Lee和Nader Pourmand主導(dǎo)的合作，繪制出了每個(gè)新癌細(xì)胞中80,000多RNA片段的圖表。通常，采用其他的方法進(jìn)行單細(xì)胞研究只能檢測(cè)數(shù)百個(gè)左右的RNA片段，來(lái)區(qū)分細(xì)胞彼此之間相當(dāng)大的差異。這一不同尋常的詳細(xì)列表幫助研究人員梳理出了化療處理的數(shù)代癌細(xì)胞之間的細(xì)微差異，繪制的圖表顯示了癌細(xì)胞群是如何通過(guò)RNA提高成員間的多樣性的。

Lopez-Diaz說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)在化療后勢(shì)不可擋地又回復(fù)了多樣性，其無(wú)法用預(yù)期的機(jī)制進(jìn)行解釋。有一些其他的因素在這里起作用，我們現(xiàn)在知道要去尋找這一通向癌細(xì)胞多樣性的‘魔法石’”。

當(dāng)研究小組分析生存癌細(xì)胞系的基因表達(dá)譜時(shí)，他們?cè)俣雀械襟@訝。Emerson 說(shuō)：“我們認(rèn)為它們會(huì)像應(yīng)激細(xì)胞一樣發(fā)生少許的變化。事實(shí)上，在少數(shù)細(xì)胞群倍增后，它們回復(fù)至了正常的基因表達(dá)模式，快速重獲藥物敏感性。”Emerson推測(cè)，這一適應(yīng)性行為使得癌細(xì)胞群為下一次的意外威脅做好了準(zhǔn)備。

研究論文中另一個(gè)有趣的研究發(fā)現(xiàn)是，高比例的癌前病變細(xì)胞在經(jīng)受化療后生存下來(lái)并增殖，其遠(yuǎn)多于正常或癌細(xì)胞。一旦這些癌前病變細(xì)胞成為腫瘤這將使得它們更加的耐藥。“當(dāng)暴露于化療之下時(shí)，這些癌前病變細(xì)胞以更快的速度演化，構(gòu)建出更加耐藥的一種狀態(tài)。利用我們獲得的知識(shí)和觀點(diǎn)，現(xiàn)在更可以更加詳細(xì)地探討這一以及其他的研究發(fā)現(xiàn)。”