不同尺度肿瘤异质性的测量和建模

摘译  李升伟¹ 茅 矛^1,2

（1.特趣生物科技有限公司，广东深圳；2.延世大学癌症研究所，首尔，韩国）

摘要

癌症的形成、发展和治疗反应是多种多样的,且因患者而异。肿瘤细胞及其周围组织微环境的生物和物理特性是这些结果的重要调节因素。由于很少有方法能够测量、概括和分解这些复杂的因素,人们很少了解生物学和物理学特性是如何在不同的尺度上整合成疾病的异质性的。在本综述中,我们根据尺度将癌症调节剂分为三类:肿瘤细胞内来源、组织微环境来源和生物体水平来源。对于每一个长度尺度,我们回顾了该领域的现状,描述了工程策略如何能够促进我们对这些现象的理解,并评估了临床转化的潜在途径。工程学战略包括测量细胞及其周围环境物理特性的分析方法、仿生培养系统,以及将这些方法与最近的进展,如组学和患者来源类器官相结合。我们进一步讨论了流行病学和培训方面的考虑,以提高癌症研究的公平性。归根结底,生物工程学方法将有助于产生科学见解,并为癌症患者提供更精确的精准治疗。

要点

肿瘤异质性在不同的长度尺度中以不同的形式出现,并影响患者的结果。许多影响肿瘤异质性的因素仍需考虑,以改善治疗。

身体异质性被低估,但是癌症的主要成因。临床上,有必要重新思考如何识别和锁定这些物理驱动因素以及传统分子靶点。

许多生物体层面的变量(年龄、种族、饮食)会影响个体患者的疾病进展和治疗反应,但在大多数临床前研究中都没有考虑到。

生物工程学战略为分析和建模导致疾病异质性和影响肿瘤形成、进展和治疗反应的个体参数提供了工具集。

招聘跨学科的癌症研究人员,并促进癌症研究人员、患者和临床医生之间的互动,将扩大受训者的视野,并培养提高癌症护理的洞察力。

原文链接：Measuring and modelling tumour heterogeneity across scales | Nature Reviews Bioengineering  https://www.nature.com/articles/s44222-023-00087-9