科技日報記者 張夢然

美國希望之城國家醫(yī)療中心在最新一期《自然·通訊》上發(fā)表文章稱，他們“繪制”了一種創(chuàng)新細胞圖譜，首次揭示了癌癥進化中一個極其關鍵角色——“染色體外DNA”（ecDNA），其可預測突變的致癌基因如何重塑DNA結構，進而改變腫瘤微環(huán)境。這項成果為未來精準醫(yī)療發(fā)展奠定了重要基礎，有望為癌癥患者提供更個性化、更具針對性的治療方案。

領導這項研究的主要人員。圖片來源：美國希望之城國家醫(yī)療中心

過去十年間，科學界逐漸認識到一種曾被忽視的遺傳物質——染色體外的小型DNA分子在癌癥發(fā)展中的關鍵作用。這些ecDNA的環(huán)狀結構違反了傳統(tǒng)生物學規(guī)律，成為驅動癌癥發(fā)生與演化的強大引擎。

新研究揭示了不同ecDNA之間相互作用的新機制。更重要的是，當ecDNA與某些致癌因子（如EGFR蛋白或腫瘤抑制蛋白p53）共同存在時，會引發(fā)腫瘤微環(huán)境的缺氧狀態(tài)，而這種低氧環(huán)境與癌癥進展、治療耐藥性以及臨床不良預后密切相關。

此次研究結合了空間轉錄組學（對DNA活性進行測量與圖譜繪制）和基因組數(shù)據(jù)，成功識別出源自同一祖先但獲得額外突變的不同細胞群落。這些細胞的空間分布圖，有助于揭示腫瘤的演化路徑。這一系列新發(fā)現(xiàn)為精準醫(yī)療研究提供了堅實的數(shù)據(jù)支撐，推動了創(chuàng)新技術應用，從而實現(xiàn)更優(yōu)療效、更低副作用的治療目標。

團隊通過對少量膠質瘤樣本（發(fā)生在大腦或脊髓中的腫瘤）進行批量RNA測序、腫瘤/正常DNA測序及空間轉錄組學分析，識別出腫瘤微環(huán)境中的共性特征與獨特模式，構建出了這個可供其他科研團隊參考的整合分析框架。

現(xiàn)階段研究主要聚焦于幾種類型的腦癌，但所展示的空間轉錄組學方法和基因組測序技術，有朝一日將廣泛應用于各類癌癥的個體化治療中。

團隊表示，癌癥及其治療從來不是“一刀切”的問題。理解ecDNA在可遺傳與非遺傳細胞附近的分子行為，有助于揭示潛在的治療靶點，并可評估癌癥復發(fā)的風險。