博弈論揭示癌細胞弱點破壞癌細胞間的伙伴關系

　　癌癥雖不是一種游戲，但美國約翰·霍普金斯大學科學家正在從進化博弈理論的角度審視癌癥的能量生產過程，研究腫瘤細胞之間是怎樣互相合作的。他們的實驗有望找到一個最佳時機，破壞轉移性癌細胞之間的“伙伴關系”，讓癌瘤變得更脆弱。相關論文發表在近日的英國皇家學會期刊《界面聚焦》上。

　　“目前我們還無法治愈轉移性癌癥，博弈論為我們攻克這一難題增加了籌碼。”該校布拉迪泌尿學研究所泌尿學教授、基梅爾癌癥中心前列腺癌計劃主管肯尼斯·皮恩塔說。

　　博弈論是關于戰略決策的數學研究，廣泛用于預測個體、群體甚至國家之間的沖突與合作。皮恩塔實驗室博士后研究員阿德謝爾·坎那基說，生物學家也越來越多地用到博弈論，從生態視角來預測細胞之間的相互作用。腫瘤包含多種細胞，它們也處在類似合作與競爭的狀態，并在這兩種狀態間轉換。“只研究從腫瘤中分離細胞是不夠的，還要研究細胞的行為、它們與其他細胞的關系以及它們是怎樣共同進化的。”

　　腫瘤細胞按照它們距離富氧血供應的遠近可分為兩種：富氧細胞和貧氧細胞。它們的能量代謝方式也不同，貧氧區細胞用葡萄糖生產能量，這一過程會釋放出乳酸；富氧區細胞用這種乳酸進行另一種能量代謝過程，釋放出葡萄糖，這些葡萄糖又會被貧氧細胞利用。

　　通常這兩個過程是有效的合作伙伴關系，幫助腫瘤生長。但這種關系在腫瘤細胞變異時會變化，變異率會影響富氧細胞和貧氧細胞之間伙伴關系的親密度、葡萄糖和乳酸的生產、利用水平。考慮這些因素，研究人員用數學和計算機工具設置了博弈參數。

　　根據博弈論的推算，當變異率在某個特殊范圍時，“如果腫瘤突然改變了能量代謝策略，表明它有了一個關鍵性轉變。”坎那基說，在腫瘤擴展傳播時，通常會發生這種能量生產策略的轉變。在這一窗口期，腫瘤可能特別脆弱。對醫生來說，這可能是破壞其環境和細胞間伙伴關系的最佳時機。在此期間，一些腫瘤細胞可能會挑動周圍正常細胞釋放乳酸，作為自己的燃料，可以用破壞腫瘤細胞的乳酸運輸通道的療法。

　　坎那基說：“讓腫瘤細胞無法互相合作，它們可能就會停在那個狀態，從而難以抵抗我們的抗癌療法。”

　　皮恩塔還指出，是否所有腫瘤都有能量代謝的合作尚不清楚，但本研究所用的博弈論模型為人們理解癌癥發展提供了新途徑。“最終我們想實驗一下，怎樣才能用抗癌療法來打破這一過程。”