揭开先前存在的耐药性之谜新研究揭示癌症进化之谜
从传染病到癌症，对疾病的抵抗力的进化带来了巨大的挑战。
尽管人们预期，由于生长速度降低，在没有治疗的情况下，产生耐药性的突变会减少，但预先存在的耐药性在不断进化的疾病中普遍存在，比如癌症和病原体，这违背了传统观念。
在癌症中，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。矛盾的是，在治疗之前，这些突变体被反复证明比它们起源的周围祖先细胞的适应度更低。这导致了一个似乎违反达尔文规则的场景：为什么这些适应度最低的细胞能够存活下来?
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有趣的发现：这些突变体与其祖先之间的相互作用，就像生态系统中的两个物种一样，可能是理解这一悖论的关键。
他们的发现表明，这些生态相互作用在降低耐药性成本方面发挥着关键作用，为已有的耐药性提供了一条生存之路。而且这不仅仅发生在肺癌中，还发生在各种生物医学环境中，在这些环境中，耐药性都是一个挑战，包括其他癌症、病原体甚至寄生虫。
研究
该研究结合计算机模拟和分析结果，建立了一个数学框架来研究这些生态相互作用对抗性进化动态的影响。
“这是一项非常令人兴奋的发现，因为它解决了传统种群遗传学和理论生态学之间的一些根本分歧，”这项研究的首席研究员、克利夫兰诊所的医师科学家、凯斯西储大学物理学和医学副教授雅各布·斯科特 (Jacob Scott ) 说。斯科特还是凯斯综合癌症中心数据科学副主任。
该研究还通过对非小细胞肺癌中观察到的常见耐药机制进行基因工程改造，强调了这些发现的临床意义。非小细胞肺癌是一种因对靶向疗法存在耐药性而臭名昭著的疾病，也是癌症亡的主要原因。
在群体进化博弈分析中，当与对治疗敏感的祖先一起培养时，每个基因工程癌细胞系都从与其祖先在一起中获得了益处，正如新理论所预测的那样，从而结束了这一悖论。
“我们的研究结果为治疗耐药性如此普遍的原因提供了一个有吸引力的新假设：耐药细胞通过一种生态机制被周围的其他细胞拯救免于灭绝，”这项研究的主要作者、凯斯西储大学博士后研究员杰夫·马尔塔斯 (Jeff Maltas) 说。“这些结果提供了一种新颖的治疗策略：设计能够破坏生态相互作用的治疗方法，这种相互作用首先使耐药性得以立足，而不是为日益增加的耐药人群开发新药。”
这项发表在PRX Life上的多学科研究包括物理学、遗传学、理论生态学和数学肿瘤学，代表着朝着理解抗药性进化迈出了重要一步。研究人员表示，希望它能带来对抗癌症和传染病的创新方法。
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