科学家已识别出一种新型细胞,并发现许多外观正常的前列腺细胞已携带癌症相关基因改变。
前列腺癌影响澳大利亚五分之一男性,是该国最常见的癌症。目前,新南威尔士大学悉尼分校与加文医学研究所的研究人员绘制出全球最详尽的早期前列腺癌细胞"图谱",揭示了导致该疾病的最早期变化。
这项研究描述了一种前所未见的细胞类型,并表明在显微镜下看似健康的许多细胞已开始向恶性转变。这些发现可能揭示新的风险因素,推动早期检测方法开发,并帮助确定哪些患者存在发展为侵袭性癌症的风险。该研究已发表于美国癌症研究协会期刊《Cancer Research》。
在亚历山大·斯瓦布里克教授(新南威尔士大学兼聘教授、加文研究所癌症生态系统项目联合主任兼实验室负责人)带领下,研究团队分析了24名早期前列腺癌患者的组织样本。这些样本取自加文圣文森特前列腺癌生物样本库——南半球规模最大的样本库,三十年来收集了超1.6万名患者的贡献。团队采用先进的单细胞RNA测序技术分析组织中每个细胞的基因活性,并通过空间转录组学精确定位细胞在肿瘤微环境中的位置。
最终构建的综合图谱识别出前列腺癌组织中的11种主要细胞类型、50种次要亚型及众多细胞状态分类。这种精细程度为全球研究界提供了无价资源,助力探究肿瘤形成机制并设计新型疗法。
"我们捕捉到的分子读数揭示了癌症数年的发展历程,"斯瓦布里克教授表示,"特别令人惊讶的是,大量外观完全正常的细胞已获得与癌症相关的DNA改变。这表明当前依靠常规显微镜的诊断方法可能不够精细,无法检测这些早期突变。"
早期检测新启示
标准诊断依赖显微镜下观察细胞结构异常,但本研究发现从健康前列腺组织到癌症的转变涉及多种不可见的细胞状态。研究人员发现,许多上皮细胞(覆盖器官表面且多数癌症起源的细胞类型)在看似"正常"的组织中已出现早期基因组改变。这表明未来可能通过分子检测发现这些隐形预警信号,实现病理学家肉眼可见前的癌症诊断。
临床负责人安东尼·约书亚教授(新南威尔士大学兼聘教授、加文研究所实验室负责人、悉尼圣文森特医院医学肿瘤科主任)强调了这些发现的临床价值:"目前我们尚不清楚前列腺癌如何启动。理解导致致命疾病的事件序列,并在正常外观细胞中寻找癌症特征,对开发更精准的预测性检测和疗法至关重要。虽然多数前列腺癌患者对现有治疗反应良好,但该图谱提供了疾病初始阶段的基础知识,有助于识别高风险进展患者并实施强化干预。"
神经周围癌相关成纤维细胞的意外发现
研究最重大发现之一是识别出新型细胞——神经周围癌相关成纤维细胞(perineural cancer-associated fibroblasts),即肿瘤中邻近神经的结缔组织细胞。
"肿瘤中的这类神经周围成纤维细胞似乎具备与神经通信的特化机制。我们尚不清楚其具体作用,但癌症领域正日益关注神经在肿瘤中的角色。我们首次在分子层面对此类细胞进行分类,赋予其明确身份标识,"斯瓦布里克教授解释道。
前列腺癌中肿瘤沿神经生长的现象长期与不良预后相关。这种与神经互动的特化细胞的发现,为理解前列腺肿瘤如何招募神经或通过神经扩散转移提供了新线索。
后续研究方向
研究团队计划扩大患者样本量,重点研究特定细胞群,尤其是外观健康却携带基因改变的细胞。
"我们仅透过窗户窥见一斑,视野仍不清晰,"斯瓦布里克教授表示,"现在我们对这些癌前细胞有了更精准的疑问,可通过聚焦技术清晰揭示驱动癌症的基因事件序列。"
未来工作还将探究新发现的神经周围成纤维细胞功能,或能解释为何含神经较多的前列腺肿瘤预后更差。
尽管团队强调这是基础科学而非即时临床应用,但研究成果为开发预测性检测铺平道路。鉴于前列腺癌高发性,即使早期检测和治疗选择的微小改进也能惠及成千上万澳大利亚人。
本研究获得约翰·麦克默特里先生及黛博拉·麦克默特里夫人、彼得基金会支持。
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