我国学者提出鼻咽癌生态学：肿瘤进化和生态是照亮彼此的唯一光芒

来源：生物世界 2022-10-28 10:07

肿瘤进化和生态是照亮彼此唯一的光芒；“鼻咽癌生态学”的提出将打开一个新的视野，并为我们了解这种疾病的复杂进展以及为患者制定潜在的预防和治疗策略提供一个全面的框架。

鼻咽癌是我国南方尤其是广东地区常见的一种头颈部恶性肿瘤，又称为“广东瘤”，其发生与EBV、HPV和细菌等病原性感染有着密切关系，通常被认为是一种具有高度肿瘤间和肿瘤内异质性的基因疾病。

近日，南方科技大学第二附属医院（深圳市第三人民医院）/国家感染性疾病临床医学研究中心罗伟仁博士在预印本平台 Preprints 发表了题为：Nasopharyngeal Carcinoma Ecology Theory: Cancer as Multidimensional Spatiotemporal “Unity of Ecology and Evolution” Pathological Ecosystem 的综述论文，提出鼻咽癌生态学论，认为鼻咽癌不仅仅是一种基因疾病；其本质最好定义为一个多维时空“生态进化合一”的病理生态系统。

首先，作者讨论了鼻咽癌（肿瘤）是一个进化生态合一的病理生态系统，肿瘤微环境是肿瘤异质性和进化的主要决定因素，肿瘤可被认为是肿瘤细胞与肿瘤微环境共同进化的一个“阴阳”生态系统；2022最新的 Hallmarks of Cancer 绝大多数肿瘤特征可视为肿瘤生态适应度（生存和繁殖）。鼻咽癌细胞作为入侵物种，其转移过程可视为多向的生态扩散，由原发生态系统、循环生态系统、转移生态系统和多向生态系统等相互依存的四个有机部分组成。

论文接下来阐释了鼻咽癌进展中的基本生态学原理，包括种内关系和种间关系，后者主要包括捕食（predation）、寄生（parasitism）和互利共生（mutualism）等。作者认为互利共生是肿瘤种间关系最重要的一环，肿瘤细胞和细胞微环境在时空动态中相互作用，甚至协同进化。“桑基鱼塘”是我国长三角地区常见的农业生态养殖模式，可以很好地说明肿瘤生态系统的动态相互作用。然后，作者提出肿瘤-宿主界面（tumor-host interface），也就是肿瘤侵袭边缘（tumor invasive front），是肿瘤的生态过渡区（ecological transition zone），而肿瘤出芽则是与陆地分离的生态岛（ecological islands）。在这里需要注意的是，肿瘤侵袭边缘由于其弯曲、不规则性导致的显著边缘效应（edge effect）。

图1：鼻咽癌多向转移扩散（可通过CTCs或转移性肿瘤细胞实现self-seeding,或外泌体、细胞因子等实现self-feeding）。

 

图2：肿瘤细胞与微环境共同构建了一个“生态系统命运共同体”，他们之间的互利共生关系可通过“桑基鱼塘”生态模型进行阐释。

 

图3：肿瘤-宿主界面类比地球的海陆生态交错区，肿瘤出芽可视为孤立生态岛。

最后，文章探讨了鼻咽癌的选择驱动因素和包括热疗在内的生态治疗，提出“生态病理学”（ecological pathology）、“多维时空肿瘤生态学”（multidimensional spatiotemporal tumoriecology）和“整合肿瘤生态学”，并作了未来展望。

作者认为，肿瘤进化和生态是照亮彼此唯一的光芒；“鼻咽癌生态学”的提出将打开一个新的视野，并为我们了解这种疾病的复杂进展以及为患者制定潜在的预防和治疗策略提供一个全面的框架。