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化学家的计算可能会促进癌症预测

易癌细胞何时会变成成熟的癌症?赖斯大学的一位科学家和他的同事认为,有一种方法可以知道。

血液中的生物标志物可能会揭示出突变的细胞是否已经转向形成肿瘤,以及这一过程可能需要多长时间(取决于癌症的类型)。这可以使患者感觉到他们生病之前面临的风险。

化学家的计算可能会促进癌症预测

水稻化学家Anatoly Kolomeisky与博士后研究助理Hamid Teimouri和研究生校友Maria Kochugaeva一起将他们在随机过程(随机过程)建模方面的理论专长指向为何通常被机体免疫系统破坏的癌细胞有时会克服防御措施的难题变成肿瘤。

《科学报告》中的研究旨在阐明癌症起源的微观方面,即随机突变在细胞中“固定”的点,该突变将它们传递给组织并最终使组织不堪重负。

作为研究的一部分,研究人员计算了28种癌症的固定机率,以了解它们与可得的有关癌症一生风险的临床数据之间的关系,并发现这种关系毫无疑问。

赖斯威斯自然科学学院化学系教授兼系主任科洛梅斯基说:“癌症的问题是我们检测得太晚了。” 研究人员认为,他们的“便捷,简单和通用”的方法来评估癌症的启动动态,应该结合特定癌症类型的启动动态以及确定的终生风险。

柯洛梅斯基(Kolomeisky)在与细胞机制有关的发现方面有着悠久的记录,特别是与在细胞中运输货物和基因组编辑的运动蛋白有关。受一位同事的一则评论的启发,他的计算看起来可能与癌症有关,科洛梅斯基开始着手研究他的数学方法是否可以应用于癌症发生动力学。

根据他们的公式,研究人员绘制了一张图表,将28种癌症的终生风险和起始时间联系起来,发现很难将两者联系起来。研究人员写道:“这表明不能单靠癌症一生的风险来评估患癌症的危险。”这表明表明肿瘤发生的固定时间是一个更为重要的指标。

例如,该图显示,具有FAP的结直肠腺癌具有最高的终生风险,但其15年的固定时间几乎是具有FAP的十二指肠腺癌的三倍,这被认为具有较低的终生风险。固定范围的另一端是超过31,000年的肝细胞癌。

他们的计算比较了具有癌症相关突变的单个细胞与没有突变的正常细胞的“适应性”,以及它们分裂的速度。具有突变细胞的组织与正常细胞以1比1的比例分裂,是最慢的“修复”肿瘤。

研究人员认为,具有速度优势的突变细胞可以更快地修复肿瘤,而且它们是正确的。但是,当他们的模型显示出具有不利突变(低于正常分裂速度)的细胞有时也比正常细胞修复快时,他们感到惊讶。

科洛梅斯基说:“人们通常在潜意识里认为,更有可能发生的事情会更快。” “但是我们发现癌症并非如此。医生不应该像通常那样简单地根据一生风险来做出决定,还应该根据我们作为主要结果计算出的动态来做出决定。

他说:“主要要点是,我们可以基于许多假设来计算癌症开始之前的平均时间。” “我们还争辩说,癌症的发生率通常与它开始的时间没有很好的相关性。更有可能的事情并不一定很快。”

将生物标志物释放到血液中的突变细胞可能提供更好的方法来发现癌前状态。

“将来,这可能会成为个性化医学的一部分,” Kolomeisky说。“医生给您进行测试,并检查组织中突变细胞的比例。

然后,您可以估算出突变的细胞占据整个组织所需的时间。如果是100年,您可能不必担心太多。但是如果是一年,那么您可能必须采取严厉措施。”

他说,随着更多相关参数的加入,该模型肯定会得到改善。但是现在和将来产生的任何东西都不应阻止一种健康的生活方式。

科洛梅斯基说:“我们并不是说无论做什么都会患上癌症。” “只是可能性有所不同。如果你吸烟,如果你吃不好或者不运动,那么可能性就会更高。”

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