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4月8日《科学》杂志精选

发布时间:2016-04-21来源:中国科技创新人才作者:美国科学促进会2505



    COVER Artist's interpretation of tumor cells in transit from the primary tumor (background) to the site of metastasis (foreground). After entering the vasculature (depicted as red snaking branches), circulating tumor cells—shown here in a much greater number than would occur in a cancer patient—eventually exit at the metastatic site. Recent research on metastasis, a leading cause of cancer mortality, is highlighted in a special section beginning on page 162.
    
    Illustration: Valerie Altounian/Science
    
    特刊:致命的转移
    

    这期有关癌症的特刊主要聚焦于肿瘤转移,它刊登了2篇《综述》、2篇《视角》、1篇社论及一篇特写,它们凸显了对了解癌细胞如何扩散及防止这一扩散发生最佳方法的最新进展。肿瘤的转移性疾病大体上仍然无法治愈,且它是癌症相关性死亡的主要原因,但科学研究正在日益揭示某些令人感兴趣的治疗目标。这一特刊还包括了一篇报道,它对肿瘤如何对靶向药物治疗产生抵抗提出了新的见解。
    
    首先,一篇由Harold Varmus撰写的社论提出,由美国政府最近采取的增加癌症研究经费的步骤对治疗晚期癌症颇有价值。他还提出,更多的资源应该投入到预防性治疗;他提出,政府要指示“医疗照顾和医疗补助服务中心(CMS)”允许对癌症分子谱分析给予报销。他说,这“会极大地增加用于分析的可得到的数据,加速对基因谱的解读,提供一个用于真正共享临床信息的试验台,并让CMS在未来能更快和更合理地决定覆盖范围。”
    
    由Jocelyn Kaiser撰写的一篇特写对新出现的证据进行了讨论,这些证据是:肿瘤会分泌外显子组(即装满了蛋白和RNAs的微型囊泡),它们能通过将身体远处地区做好对癌细胞友善的准备而帮助促进癌症扩散。虽然开始时颇具争议且还没有被充分接受,但这一理论持续获得关注。
    
    由Erinn Rankin 和 Amato Giaccia撰写的一篇综述总结了围绕肿瘤转移和缺氧(剥夺氧气)的研究。研究提示,癌细胞能利用低氧信号通路HIF,后者常常与病人的死亡率增加相关。研究显示,肿瘤会利用HIF信号传导来操纵周围的免疫细胞,让它们变得对肿瘤有利。此外,研究显示,癌细胞会利用HIF来创造一个转移前的对肿瘤细胞友善的生境,后者会促使癌症扩散到某些地方,尤其是骨头。HIF还能促使癌细胞在转移后的存活;例如,肝脏是一个缺氧的环境,那里是癌症常常转移的地方,因此作者们提出,早期转移会选择那些能利用低氧信号传导通路的癌细胞。最后,近来的研究确认一种蛋白质受体AXL是HIF依赖性侵袭和转移的关键介质,它也是预防和治疗肿瘤转移的一个潜在的治疗标靶。
    
    由Samra Turajlic and Charles Swanton撰写的第二篇综述就转移的来龙去脉对肿瘤如何演化进行了观察。对原发性肿瘤和继发性肿瘤(肿瘤演进)间的基因异同进行研究能对肿瘤转移的途径、方向和时间做出阐释。作者们重点介绍了众多跨越不同癌症类型的肿瘤演化研究,他们发现,某原发性肿瘤的次级克隆可平行演化或垂直演化。数据表明,肿瘤的次级克隆在转移时相互间能同时竞争性及合作性地协作,有时甚至会重新播种原发肿瘤。
    
    由Kevin Cheung 和 Andrew Ewald 撰写的一篇《视角》对近来的研究进行了讨论,它们提示癌细胞簇可能会播种继发性肿瘤,这与它们是由单个细胞播种的传统观点相左。同样地,最近的分析肿瘤边缘的研究揭示癌细胞触须能伸入附近组织,它们会表达不同的分子特性,尤其是细胞角蛋白14(K14)。处于这一表达K14侵袭态的细胞出现于所有的播散性传播阶段(如集体侵袭、局部扩散、循环肿瘤细胞簇及微转移),但它们在原发性肿瘤和确立的继发性肿瘤中是罕见的。作者们提出,以这些簇状细胞独特性作为标靶是治疗肿瘤转移的一个可能的方法。
    
    同时,由Thomas Tüting 和 Karin de Visser 撰写的一篇《视角》对中性粒细胞在肿瘤转移中所扮演的角色进行了观察。中性粒细胞是我们血液中的免疫细胞,它们的目的是保护我们免于感染及促进伤口愈合,然而,令人感到困惑的是,中性粒细胞常常会在癌症患者中积聚且与肿瘤转移相关。研究甚至发现,中性粒细胞会在癌细胞扩散至某处之前就在那些区域积聚,而这一积聚是由原发性肿瘤发出的信号启动的。作者们讨论了显示了某些成功的抑制中性粒细胞的策略,提出将对这些不受控制免疫细胞进行干涉与抗癌疗法联合使用的疗法可能是一种阻遏肿瘤转移的可行方法。
    
    最后,为了更好地理解癌细胞如何产生耐药性,由Itay Tirosh等人所做的一项研究显示,黑色素瘤细胞的基因表达即使是在同一肿瘤之内也会有很大差异;他们确认了这些细胞中的一个会对治疗产生抵抗力的亚细胞组。人们长期以来就认识到,癌肿内含有多种细胞类型(异质性),它们被认为对药物治疗抵抗性的发生起着某种作用。为了得到更多的了解,研究人员对4645个恶性肿瘤细胞、免疫细胞和间质细胞的单细胞RNA谱进行了分析,这些细胞是从罹患转移性黑色素瘤患者的19个肿瘤中分离出来的。与其它肿瘤区域的恶性细胞相比,他们确认了在某个区域恶性细胞中有较高表达的229个基因。连同某个癌细胞的位置,其与抗癌治疗接触的水平会影响基因表达。AXL是一个与抗癌疗法抵抗力相关的标志物,研究人员发现,在治疗前,表达高水平AXL的癌细胞会与表达相对较低水平的该标记物的细胞相混,然而,在抗癌治疗之后对肿瘤的活检揭示了一个总体的治疗后向AXL表达细胞的转变。
    
    新型云检测预测了更温暖的气候
    

    一项新的研究提示,那些目的为预测人类诱导的全球平均气温上升的模型低估了云的重要促成作用,它们也许会令预测值在某些模拟中比可能出现的气温要低了多达1.3摄氏度。试图预测平均气温上升的全球气候模型需要知道大气中的二氧化碳量会如何影响大气温度,这一关系被称作“气候平衡敏感性”(ECS)。ECS的较大值意味着由二氧化碳引起的暖化程度会更大。云和气溶胶颗粒会强力影响辐射量,因而影响发生在大气中的加温,然而,云和气溶胶颗粒目前是气候预测中不确定性的主要原因。云如何影响地球的能量平衡部分取决于其所含有的冰晶和超冷液滴以及云层的总体覆盖。近来的证据显示,某种冰形成的过程(该过程过去被认为非常普遍)实际上在真正的云形成时并不经常看到,这意味着某些类型的云含有较少的冰晶,但其含有的液滴则比过去认为的要多,因此云比过去认为的能反射更多的辐射,因而导致对ECS的估计过低。就总体云层覆盖而言,过去对空间和时间的检测一直稀少。Ivy Tan 和同事在此使用了航空航天局的“具有正交极化云气溶胶激光雷达(CALIOP)仪器”的综合云监测数据,并同时纳入了近来对冰晶和超冷液滴的实地观测。将这些新的参数插入气候模型会大大改变ECS。旧的模型预计ECS在2.0°- 4.6°摄氏度之间,但Tan等人的结果现在将这些估计值定在5.0°-5.3°摄氏度间,但应该指出的是,当使用不同的模型时,结果也可能会随之而不同。
    
    预测一个人独特的脑连接性
    
    一种新的模型能够基于在静息状态人脑的MRSs来预测某个人的作业特异性的脑连接性。本研究的作者说,这样一种工具如果适用范围超越健康人群(该模型基于健康人群),它能被用于研究无法完成作业者(如瘫痪病人或婴儿)的功能性脑部区域。同时,本研究的结果显示,人与人之间脑连接性的差异是固有的。某些证据提示,一个人在无作业(静息)状态时的脑部活动可反映整体水平的作业依赖性网络。为了观察这一静息态是否能被用来预测个体间脑连接性差异,Ido Tavor和同事应用了人类连接组项目(HCP)数据库中的98个人的数据。这些数据捕捉到了他们脑部在静息态的活动以及在从事不同作业时的活动,这些作业是按照所有7个不同行为区域——如决策(博弈)和语言翻译(阅读)——进行分类的。应用这些数据,研究人员造就的模型能基于那个人在静息态的脑部活动准确地预测跨越所有行为阈的作业差异。将预测模式与实际模式进行重叠证实了该模型的准确性。
    
    短暂的面对面交谈能改变反对变性人的态度
    
    据一项新的研究发现,与佛罗里达居民有过短暂交谈的挨家挨户上门游说者改变了居民们对变性人的态度。这些游说者的影响也增进了对保护变性人免于歧视法律的支持。报告的作者说,这些影响是由变性人及非变性人游说者取得的,它们代表了比在1998年至2012年间在美国所实现的对男女同性恋者更大的态度改变。到目前为止,实证研究发现,要以持久的方式来减少偏见颇具挑战性,它要求在多个月中进行强力干预。一种被称作主动加工的理论在实验室中被证明能持久地改变个人对特定信息的态度;在主动加工过程中,个人以付出努力的方式来参与对某个信息的加工——也许通过从另外一个有利的位置对该信息进行考量。David Broockman 和 Joshua Kalla 在此为了测试这样的干预是否能在现实世界中持久地减少偏见,他们评估了逐户游说者的结果,这些游说者来自洛杉矶的LGBT中心和SAVE——即南佛罗里达最大规模且服务时间最长的LGBT组织。2015年夏天,这些组织的志愿和专职游说者(他们每个人都具有各种经历)对佛罗里达迈阿密进行了逐户访谈,每次上门他们都会与居民进行10-15分钟的交谈。在每个门口,游说者遵从一个由洛杉矶LGBT中心研发的方法,它涉及了过去证明能促使主动加工的策略,它包括要求参与者对他们在受到与大多数人有着不同对待的经历进行反思。
    
    为了检测这些对话的效果,Broockman 和 Kalla 对游说前后的参与者进行了调查,询问他们对变性人的态度以及对其它问题的看法。在与游说者交谈后的第3天、第3周、第6周及第3个月,研究人员对居民们进行了追踪调查。Broockman 和 Kalla 发现,这些交谈改变了大约十分之一选民对变性人的态度。他们还发现,这些交谈具有广泛的效果:无论是民主党还是共和党选民、自由派还是保守派选民、女性或男性选民或是白人、拉丁裔、非洲裔美国人都表现出了深刻的转变。这些结果与其它发表的用标准的电话或游说交谈来试图减少偏见的普通尝试的检测方法形成了对照,他们将给像洛杉矶LGBT中心及其它机构带来极大的裨益。由Elizabeth Paluck撰写的一篇《视角》文章提出了更多的见解。
    
    (2016-4-11)