摘要：国际科学家团队在破解人类最致命癌症之一的秘密方面取得重大突破。最新研究发现，被称为染色体外DNA的"流氓"DNA环结构在胶质母细胞瘤发病初期就已出现，甚至在肿瘤完全形成之前就开始驱动癌症发展。这一发现可能彻底改变脑癌的早期诊断和治疗策略，为攻克这种被誉为"癌症

信息来源：https://scitechdaily.com/rogue-dna-rings-expose-brain-cancers-earliest-secrets/

国际科学家团队在破解人类最致命癌症之一的秘密方面取得重大突破。最新研究发现，被称为染色体外DNA的"流氓"DNA环结构在胶质母细胞瘤发病初期就已出现，甚至在肿瘤完全形成之前就开始驱动癌症发展。这一发现可能彻底改变脑癌的早期诊断和治疗策略，为攻克这种被誉为"癌症之王"的疾病开辟新路径。

胶质母细胞瘤是成年人最常见且最具侵袭性的脑癌，患者中位生存期仅为14个月，几十年来治疗效果几乎没有显著改善。伦敦玛丽女王大学、斯坦福大学和弗朗西斯·克里克研究所组成的国际研究团队通过先进的计算建模技术，首次揭示了染色体外DNA在胶质母细胞瘤早期发展中的关键作用，为这种致命疾病的防治带来新希望。

发表在《癌症发现》杂志上的研究结果表明，携带癌症驱动基因的染色体外DNA环不仅存在于成熟肿瘤中，更重要的是，它们在疾病发展的最初阶段就已经活跃，这种早期存在可能解释了胶质母细胞瘤快速扩张、强适应性和治疗抗性的根本原因。

肿瘤考古学揭示癌症起源

科学家报告说，染色体外 DNA （ecDNA） 的流氓环可以在胶质母细胞瘤的早期出现，并可能为癌症的快速生长和治疗耐药性设定节奏。这些环通常携带 EGFR 并快速进化，暗示着早期检测和 ecDNA 知情干预的窗口很窄。这项工作将 ecDNA 提升为生物标志物和潜在的治疗靶点。图片来源：股票

研究团队采用了一种革命性的"肿瘤考古学"方法来追踪癌症的演化历程。伦敦玛丽女王大学巴茨癌症研究所的本杰明·维尔纳博士解释说，他们像考古学家挖掘古代遗址一样，从肿瘤周围的多个部位采集样本，而不是仅仅依靠单一样本进行分析。

这种多点采样策略使研究团队能够构建复杂的计算模型，模拟数百万种不同的演化场景，从而重建染色体外DNA最早是如何出现、扩散并驱动肿瘤侵袭性的完整过程。通过将患者的基因组和影像学数据与染色体外DNA在空间和时间维度上的进化模型相结合，研究人员获得了前所未有的肿瘤起源和发展的清晰图景。

分析结果显示，大多数染色体外DNA环都含有EGFR基因，这是一种强有力的癌症驱动因子。更令人惊讶的是，携带EGFR的染色体外DNA在癌症演化的极早期就已出现，在某些患者中甚至早于肿瘤的实际形成。这些DNA环还经常获得额外的变异，如EGFRvIII变体，使癌症变得更具侵袭性和治疗抗性。

研究团队发现，染色体外DNA具有独特的生物学特性，使其成为癌症发展的强大推动力。与传统的染色体DNA不同，这些环状结构能够快速复制和变异，为癌细胞提供了极强的适应能力和生存优势。

治疗干预的时间窗口

这项研究最重要的临床意义在于发现了潜在的治疗机会窗口。论文主要作者之一、维尔纳博士团队的博士后研究员马格努斯·豪伊博士指出，在EGFR染色体外DNA首次出现和更具侵袭性变异产生之间，可能存在一个检测和治疗疾病的关键时期。

如果科学家能够开发出可靠的早期检测方法——例如通过血液检测来识别早期EGFR染色体外DNA——就有可能在疾病变得难以治疗之前进行干预。这种早期干预策略可能显著改善患者预后，突破胶质母细胞瘤治疗的现有瓶颈。

研究还证实，染色体外DNA能够同时携带多个癌症基因，每个基因都可能以独特方式塑造肿瘤的进化轨迹和治疗反应。这一发现强调了根据肿瘤特定的染色体外DNA谱制定个性化治疗方案的重要价值。

弗朗西斯·克里克研究所的查理·斯旺顿教授强调，这些发现表明染色体外DNA不仅仅是胶质母细胞瘤的"乘客"，而是疾病的早期和强有力驱动因素。通过追踪染色体外DNA何时以及如何产生，研究团队开辟了更早发现胶质母细胞瘤并在其变得极具侵袭性和治疗抗性之前进行干预的可能性。

跨学科合作推动突破

这项突破性研究是癌症大挑战倡议支持的eDyNAmiC团队工作的重要成果。该团队是一个价值2500万美元的国际跨学科联盟，汇集了癌症研究、临床实践、进化生物学、计算机科学和数学等领域的专家，专门致力于破译染色体外DNA的作用机制并确定靶向治疗方法。

斯坦福大学的保罗·米歇尔教授指出，这些发现揭示了染色体外DNA在肿瘤发生和进展中作用的重要新见解。先前研究已经表明，染色体外DNA可以在肿瘤发展的不同阶段出现，包括高度异型增生阶段的早期出现，以及后期出现以驱动肿瘤进展和治疗耐药性。

当前研究结果表明，在胶质母细胞瘤中，由染色体外DNA驱动的早期事件可能更具可操作性，这增加了胶质母细胞瘤成为另一种可基于染色体外DNA进行早期检测和干预的癌症类型的可能性。

癌症大挑战主任大卫·斯科特博士评价说，这项研究体现了癌症大挑战旨在支持的大胆突破性科学。通过揭示胶质母细胞瘤中染色体外DNA的进化历史，eDyNAmiC团队不仅加深了对最具破坏性癌症之一的理解，还为早期检测和治疗指明了新方向。

研究团队计划继续深入研究不同治疗方法如何影响胶质母细胞瘤中染色体外DNA的数量和类型。eDyNAmiC团队将继续研究染色体外DNA在一系列癌症类型中的作用，以发现更多机会，实现癌症的更早诊断、更精确的进展跟踪和更智能的治疗设计。

这项研究为理解和治疗胶质母细胞瘤开启了新纪元，有望推动诊断、跟踪和治疗这种毁灭性疾病的革命性变化。

来源：人工智能学家