杰出的进化生物学家Dobzhansky有句名言: “若无进化之光,生物学毫无意义”。然而,究竟何为进化?
“目前普遍存在一个误区,即主流观点认为体细胞进化是由基因突变所驱动,并据此解释肿瘤发生发展和耐药等恶性表型。从哲学的角度,这是一种机械唯物主义。”南方科技大学第二附属医院(深圳市第三人民医院)研究员罗伟仁、这位2024—2025年入选斯坦福大学“全球前2%顶尖科学家榜单”的深圳学者表示。
罗伟仁师从我国鼻咽癌研究奠基人、中国科学院院士姚开泰教授,以及国际著名肿瘤微环境与三维类器官模型先驱、美国国家科学院院士Bissell MJ教授。近年来,他通过引介国际前沿学术专著,并结合本土高发肿瘤(鼻咽癌)的临床与生物学特征,系统性引入生态学与进化原理框架,致力于构建具有中国特色的肿瘤生态学研究体系,推动后基因组时代“新肿瘤学”的学科范式转型——即从传统的基因中心主义,转向强调动态演化、多尺度互作与系统适应性的生态进化融合观。
2026年,由罗伟仁主译、清华大学出版社发行的《癌症生态学与进化》,是全球首部系统提出“肿瘤生态学”并深入阐述的学术专著。在译后记《重构肿瘤学研究与实践范式》中,其指出当前肿瘤进化研究的症结所在:“肿瘤是体细胞进化的产物”这一观点最早由Nowell PC提出,其认为肿瘤发生是由一系列细胞克隆事件的渐进累积而成,同时并未忽视环境压力所起的作用。然而,Fearon ER与Vogelstein B发表的《结直肠肿瘤发生的遗传模型》认为,肿瘤的发生直接源于特定基因突变的渐进性累积。这一篇极具影响力的论文推动当前主流肿瘤进化观的形成,即将体细胞肿瘤及其进化过程归因于特定“驱动”突变的随机积累,亦即所谓“坏运气”。经典教科书《癌生物学》作者Weinberg RA亦将这种以突变为中心的体细胞进化描述为“达尔文主义”,无疑更是起到了推波助澜的作用。
值得关注的是,由罗伟仁主译、2024年出版的《重新思考癌症——后基因组时代的新范式》,被广泛视为一部具有范式突破意义的肿瘤学专著。该书开创性提出“癌症系统观”,强调“用于癌症新疗法的是进化论,而非突变论”。以下报道节选自该译著相关章节,旨在客观呈现当前肿瘤学主流范式在解释肿瘤耐药及复发等方面存在的结构性局限,并阐明范式更新的科学必要性与实践紧迫性:
靶向治疗代表了一个相当广泛的药物类别,涵盖了针对产生异常信号的蛋白质的小分子和抗体治疗,也可以针对肿瘤微环境中的特定组分,比如通过抗血管生成进行治疗。虽然与全身毒性相关的局限性在这一类药物治疗中没有那么突出,但靶向药物的治疗耐药性问题却变得日益凸显。在晚期转移性癌症患者中,最初治疗有效的肿瘤会产生耐药性和复发,最终,靶向治疗几乎还是无一例外地走向失败这个结局。当使用有效的备用方案或二线方案时,患者最终也会面临同样的命运。
令人沮丧的是,尽管我们知道肿瘤确实可以对治疗产生耐药性,但目前在设计治疗方法时并没有考虑到这一点,肿瘤学家只是对耐药性的发生做出了一些相应的处理,而不是未雨绸缪。只要治疗对肿瘤还有效,就通过持续给予最高耐受剂量的药物优化治疗,以达到最好的短期疗效。其实,这种方法并不是唯一的,或是最好的治疗方案,我们应该有办法对耐药性的进化机制进行干预,以阻止、重新引导或者至少可以延迟耐药性的发生。然而,我们目前缺乏所需的知识:尽管有大量深耕于分子机制的研究,但由于缺乏适当的概念框架和事实性知识,我们对于耐药性如何进化这一问题仍然知之甚少。
从一个真正的/经典的达尔文范式的角度来看,几乎不可避免的治疗耐药性是由于多样化和选择之间的相互作用而导致。在大多数情况下,由于治疗窗口的限制、肿瘤细胞的表型和遗传异质性以及肿瘤微环境的异质性等这些因素综合影响,导致药物和环境因素(如营养物质、氧气和生长因子)的获取不均,最终导致了治疗无法杀死所有的肿瘤细胞。这种存活肿瘤细胞的异质性,通过持续突变产生新变异的能力以及同样重要的非突变的多样化机制,使得肿瘤细胞种群能够发生进化。当肿瘤细胞群适应了治疗,其对药物的作用变得越发不敏感,最终导致细胞群的净增长,从而引起临床复发。
那么,达尔文关于自然选择进化的概念到底是什么?尽管可以说自然选择进化是生物学中最强大的思想,但这个概念本身非常简单。最初的遗传表型和持续的基因多样化,使得种群能够通过自然选择作用发生行为改变和适应(即表型更“适合”其复杂、多因素环境的个体差异化生存)。因此,整个过程是由两种力量的相互作用所“驱动”:①遗传表型的多样化;②更适合的个体的选择性生存/繁殖。多样化提供了自然选择运作的基础。这个过程的方向和结果是由多样化提供的“选择”和通过环境选择最适合的变异而不断优化形成。
总而言之,罗伟仁强调:癌症是一个多维时空“生态进化合一”病理生态系统。基因突变及分子信号通路在肿瘤进展中虽重要,但并非单一、线性主导因素;其功能与动态演化必须置于宏观生态学框架与达尔文进化论的双重语境中予以系统阐释。相较于将癌症单纯归因于不可控的随机突变所导致的“坏运气”,基于达尔文主义视角的理解,有助于确立更具能动性的临床应对范式。
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