逍遥学能 2017-05-18 10:17
智能手机基本软件除了聊天、视频、购物、阅读等娱乐、工作之外，百度地图、谷歌地图似乎也成了必不可少的智能APP。通过地图检索，我们能够轻松辨识所处位置，获取目的地方位、距离和路线。
现在，科学家把类似的思路转移至癌症上，通过构建癌症的“谷歌全景图”（GoogleStreetView），实现对癌症精准的预测和治疗工作。这一构想于被列入英国癌症研究中心启动的抗癌“七大挑战”之中。科学家希望通过构建肿瘤3D地图，从分子和细胞水平共同研究癌症。
“全景图”：从细胞到分子，绘制肿瘤微环境
一个成型的肿瘤相当于一个复杂的器官。它不仅由肿瘤细胞组成，还包括基质细胞，炎症细胞，脉管系统和细胞外基质（ECM），所有这些构成一个生态系统，称为肿瘤微环境。其中血管作为进入肿瘤的道路，给肿瘤生长提供营养，甚至是癌细胞逃生以及扩散的路线。
过去的研究只是针对这一系统的某些组件，常常遗漏重要的信息。例如通过研究癌变细胞，科学家可以针对性地找到突变基因，但是这一病变因子并不能完全揭示细胞癌变的机理。
多年来，研究人员借助显微、超声等成像技术获取癌变组织图像，通过活检等分析手段挽救病变因子，致力于癌症的诊断和治疗。但是，我们知道肿瘤的位置和边界，却不知道里面的结构，也不清楚“坏细胞”如何影响正常组织。
为了更好的了解肿瘤，科学家提出构建癌症“全息图”的挑战。这个特殊的“地图”将包含肿瘤的位置、内部细胞结构、癌变细胞与外界的联系、基因组信息变化。
随着成像技术的发展，我们已经可以获取肿瘤特定区域的高分辨率图像，为切除手术或者放疗等治疗提供了精准的定位。同时，生物分子技术的进步让科学家得以验证细胞内蛋白质、DNA之间或者内部是否存在互作，为癌变机制的揭示提供可能。
从肿瘤边界到细胞内部结构，我们可以搭建出肿瘤的“全景图”。但是，类似于地图缩放一样，我们需要把宏观和微观联系起来，这是一个重要挑战，涉及到大数据的处理。每一个肿瘤都配备一套基因组数据，包括了每个癌变细胞、周边正常细胞。科学家需要分析这些癌变细胞基因差异，以及癌变细胞与正常细胞之间的基因差异。