了解哪些细胞产生了癌症的哪些区域可以提高我们对肿瘤如何生长和发展的理解，包括它在遗传上如何随着时间的推移发生变化。这已经通过一种叫做空间转录组学（spatial transcriptomics）的新技术成为可能，该技术允许科学家们在不破坏他们正在观察的组织的情况下观察发生了什么遗传变化。这增加了科学家们如今用来揭示器官生态系统中哪些细胞发生了突变以及何处发生突变的新维度。
目前研究肿瘤内细胞遗传学的技术涉及从癌变区域取样并分析这些细胞的DNA。问题是许多癌症，如前列腺癌，是三维的，这意味着任何一个样本只能提供一小快肿瘤的信息。
在一项新的研究中，来自瑞典皇家理工学院、瑞典卡罗琳学院、英国牛津大学和谢菲尔德大学等研究机构的研究人员利用空间转录组学构建出整个前列腺的横断面图谱，包括健康细胞和癌细胞的区域。通过根据相似的遗传特征对细胞进行分组，他们吃惊地发现所谓的健康组织区域已经具有许多癌症遗传特征。这一发现令人吃惊，因为这种组织内的遗传变异性，以及大量被认为是健康的细胞，但却包含通常被认为是癌细胞的突变。相关研究结果发表在2022年8月11日的Nature期刊上，论文标题为“Spatially resolved clonal copy number alterations in benign and malignant tissue”。
论文共同通讯作者、牛津大学纳菲尔德外科科学系的Alastair Lamb说，“前列腺组织是三维的，像大多数可能发生癌症的器官一样，我们还有很多东西要了解，比如是什么细胞变化导致了癌症，以及癌症从哪里开始的。我们相当有信心的一件事是，它是从基因突变开始的。我们以前从未有这种水平的分辨率，这种新方法揭示了一些令人吃惊的结果。例如，我们发现，许多我们以前认为与癌症特别相关的拷贝数事件实际上已经存在于良性组织中。这对诊断有很大的影响，也有可能对决定癌症的哪一部分需要治疗产生影响。”
整个器官水平下的转录本和拷贝数变异（CNV）状态的空间测定，图片来自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05023-2。
论文共同通讯作者、瑞典皇家理工学院的Joakim Lundeberg教授说，“在一次实验中绘制数千个组织区域是一种前所未有的方法，可以解读肿瘤的异质性及其微环境。这种高分辨率的图谱影响了我们处理诸如癌症等复杂生态系统的方式。识别早期事件的可能性在未来特别令人兴奋。”
此外，这些作者分析了三个前列腺、两个乳腺癌、一些皮肤、一个淋巴结和一些脑组织中的15万多个区域，并开发了一种算法来追踪一组具有类似遗传变化的细胞---克隆（clone）---的精确位置。这种方法使他们能够从可见的组织通过微观的多细胞结构直接放大到基因本身，同时保持对组织的整体景观的把握。
参考资料：
Andrew Erickson et al. Spatially resolved clonal copy number alterations in benign and malignant tissue. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05023-2.
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