癌细胞非常容易发生变异，在不断的变异中，有一些癌细胞获得了显著的生长优势，比如能够在缺乏营养或者氧气不足的情况下繁殖，那这部分细胞则能更容易形成大型的肿瘤社群。

但目前科学家还没有办法确定肿瘤的演化方式，因为这一过程涉及的因素太多，让肿瘤的演化过程变得非常复杂。

最近，《自然-生态学与演化》的研究提出了一种新思路：用数学模型来分析肿瘤的演化过程，从他们对肾癌细胞的研究中来看，肿瘤的生长可以分为两种模式，一种是肿瘤整体生长保持一致，其又被称作“体积生长模型”；还有一种是肿瘤的生长只局限在肿瘤块表面，被称作“表面生长模型”。

就“体积生长模型”来说，肿瘤可能在生长早期就拥有了一组极度适合环境的癌细胞，这组癌细胞可以保证整团肿瘤可以持续稳定的生长。当然也有可能是，新产生的肿瘤细胞并不能适应新的环境，还是最初的那一团癌细胞最好用，因此肿瘤仍然能够和平地生长。

而“表面生长模型”则更像一个内卷的社群，这个肿瘤社会中充斥着大量基因突变的细胞，而那些能更好适应环境的细胞会出现在肿瘤表面，并且不只一个癌细胞具有生长优势。如此一来，癌细胞间也开始竞争，肿瘤也演化得更快。

▲两种模型下的癌细胞生长过程（图片来源：参考资料[2]）

为了验证这个模型的真实性，他们选择引入了包含66种肿瘤追踪信息的TRACERx Renal study数据。通过比对，他们发现现实中肿瘤的生长模式都能在模型中找到踪影，例如进展非常快的肿瘤，实际上就会拥有一个特别适合微环境的癌细胞社群，这个社群从一开始就支持着肿瘤的生长，因此肿瘤进展会很快。

而不同的肿瘤外观似乎也能够预示着肿瘤目前按照的是哪个模型来生长的，像表面比较光滑的肿瘤多半就属于“体积生长模型”，而“表面生长模型”的肿瘤通常都会具有一些小的凸起，这些凸起便是内卷条件下试图获得竞争优势的癌细胞团。

▲研究探索了肿瘤生长与坏死的过程（图片来源：参考资料[2]）

“这种结构信息有助于我们了解肿瘤处于何种演化状态下，”研究的主要作者Paul Bates博士表示，“后续我们还需要更多研究来构建更精确的模型，这样可以帮助我们确定肿瘤的生长状态。”

例如许多成像技术就能帮我们判断肿瘤的外观是怎样的，如果确定肿瘤表面有一些凸起，那么它很可能在经历“表面生长模型”的过程，这样医生可以使用更加对应性的疗法来进行治疗。

将数学模型与真实的肿瘤临床数据相结合或许将成为一种新的诊疗手段，研究团体将进一步优化和研发肿瘤模型，将其转化成能使患者受益的应用。

参考资料：

[1] Scientists find that the way tumoursgrow impacts their genetics. Retrieved Dec 30th, 2021 from https://medicalxpress.com/news/2021-12-scientists-tumours-impacts-genetics.html

[2] Xiao Fu et al, Spatial patterns oftumour growth impact clonal diversification in a computational model and theTRACERx Renal study, Nature Ecology & Evolution (2021). DOI:10.1038/s41559-021-01586-x