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全球范围内，肿瘤仍然是主要的死亡原因之一。科学界目前已经发现，局部环境和全身环境可以影响肿瘤的演变和表型。了解这些相互作用对癌症进展的影响，终有一天会帮助我们开发新的癌症治疗方法。本期Trends in Cancer精选的文章强调了肿瘤微环境的重要性。我们希望这组文章能启发大家以崭新的方式去看待导致肿瘤进展和临床治疗困难的这些细胞相互作用。
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免疫治疗的运输肿瘤物理学：肿瘤免疫的空间、时间和免疫活性特征
通过增强免疫介导的抗肿瘤反应来治疗癌症，这一策略取得了成功，免疫肿瘤学也因此迅速发展。而免疫治疗的运输肿瘤物理学（immunotherapeutic transport oncophysics）研究驱动癌症免疫治疗的物理过程。来自美国休士顿Methodist Research Institute的Bruna Corradetti团队从物理角度讨论了决定免疫疗法结局的三个主要方面：1）空间：癌症和免疫细胞在肿瘤块内的分布；2）时间：肿瘤免疫反应的时间动态；以及3）活性：免疫细胞群抑制癌症的能力。该综述首先援引既往研究，介绍了这三个方面的基本情况；随后详细探究了两个案例：纳米树突状细胞疫苗和卵巢癌的免疫抑制，在这两个案例中空间、时间和活性这三个维度相互作用，决定了最终的免疫反应。
揭秘肿瘤转移中的外泌体生物学
肿瘤转移是导致癌症患者死亡的主要原因。癌细胞必须适应机体环境，以便在转移部位定植和繁衍。适应过程中的一大关键在于对接受器官微环境（receptive organ microenvironment）的调节，其中有一部分是由原发肿瘤在远处完成的。外泌体是细胞外囊泡一个亚类，是远端通讯媒介，可将遗传和分子信息带到邻近和远处的细胞。癌症外泌体参与了转移部位的重构，以支持癌细胞的定植。来自葡萄牙波尔图大学分子病理与免疫研究所的Sonia A. Melo团队讨论了外泌体在肿瘤转移过程中的作用。
蛋白多糖Agrin在肿瘤微环境中介导血管生成
血管生成是癌症的一个标志。一些蛋白多糖与细胞表面受体结合，在肿瘤微环境中调节血管生成。来自新加坡科技研究局分子与细胞生物学研究所的Sayan Chakraborty团队总结了该领域的最新研究成果，强调肿瘤和内皮细胞之间通过蛋白多糖Agrin进行交流，在癌症进展期间促进肿瘤微环境中的血管生成。
肺部微生物群对肺癌发生、免疫和免疫治疗的影响
微生物群已经成为致癌过程和癌细胞免疫反应的关键调节器，因此，微生物群似乎影响免疫疗法的疗效。虽然大多数研究都集中于分析肠道微生物群的影响，但肠道微生物群的组成与肺部微生物群有很大不同。有鉴于此，来自西班牙Río Ebro大学的Eva M. Gálvez团队描述了肺部微生物与宿主肺部免疫状态之间的关系，并由此说明，了解肺部致癌过程、预测不同治疗方法疗效的关键可能在于识别下呼吸道微生物群而非肠道微生物种群。了解肺部微生物群对宿主免疫的影响可能会带来新的治疗靶标，有助于设计新的免疫治疗方法、对抗肺癌。
胶质母细胞瘤干细胞导致癌症治疗耐药性
胶质母细胞瘤是一种侵袭性的异质性肿瘤，其中胶质母细胞瘤干细胞（glioblastoma stem cells，GSCs）处于熵的顶端，导致严重的临床治疗耐药性。表观遗传和基因突变影响免疫细胞检查点，从而导致GSCs的高熵。GSCs包含了一系列复杂、多样的微状态（microstate），这些微状态取决于包括复杂的肿瘤生态系统和治疗干预在内的各种吸引因子（attractor）。持续的动态转录波动形成高度适应性、异质性的实体，帮助癌症细胞逃避治疗并存活下去。分析随机波动的肿瘤网络中 GSCs动态的转录、表观遗传和代谢特征，有助于为胶质母细胞瘤的GSCs抗性患者群体提供新的临床干预策略。
结直肠癌腹膜转移的肿瘤微环境
大约每四个结直肠癌患者中就有一个会发生腹膜转移，而结直肠癌腹膜转移的病生理特征仍然不甚明了。此外，目前包括手术和腹腔化疗在内的治疗方案疗效有限。因此，越来越多的研究人员开始尝试探究腹膜转移级联（peritoneal metastasis cascade），并了解与腹膜转移相关的肿瘤微环境和腹膜生态系统，以作为潜在的治疗靶标。来自比利时根特大学的Wim Ceelen团队回顾了近来有关结直肠癌腹膜转移肿瘤微环境结构和成分的研究，并讨论了这些研究成果可能会转化为哪些新的治疗方案，通过改变基质的肿瘤转移促进活动提升临床疗效。
微生物诱导突变：微生物群对癌症基因组的塑造作用
癌症是在体细胞进化过程中由体细胞突变导致的，学界尚未能完全了解这些体细胞突变的来源。而人体内寄居着大量的微生物，统称为微生物群，微生物群会影响肿瘤微环境和肿瘤增殖。此外，有研究表明微生物可以引起DNA损伤，从而导致体细胞突变。了解微生物群驱动的基因突变机制，将有助于更全面地了解癌症基因组的起源。来自爱尔兰国立大学的Paul W. O’Toole团队回顾了微生物刺激DNA损伤的模式以及这些现象如何影响癌症基因组结构，亦即突变谱（mutational spectra）和突变特征。
细胞间隙连接与乳腺癌休眠期
尽管乳腺癌的临床治疗已然取得进展，其复发仍然是该领域最大的问题之一。乳腺癌复发与乳腺癌干细胞的长期生存有关，而细胞间的交流，特别是通过连接素（connexin）介导的间隙连接（gap junctions），对于耐药性乳腺癌干细胞的长期生存有重大影响。基础医学和临床医学研究都揭示了间隙连接的双重作用，即在肿瘤抑制（一般称为休眠）以及肿瘤进展和转移中的作用。根据乳腺癌细胞转移目标器官的不同，间隙连接细胞间通讯可由多种类型的连接素介导。来自美国罗格斯大学医学院的Pranela Rameshwar团队阐述了特定微环境中，癌症干细胞与生态位细胞之间由连接素介导的间隙连接细胞通讯的不同表达。
癌症-免疫循环中的免疫细胞源性外泌体
细胞可以通过分泌和吸收胞外囊泡进行交流。外泌体是直径为30-150纳米、由脂质双层膜封闭的胞外囊泡，可以在体内将RNA、功能蛋白、脂质和代谢物转移到受体细胞。包括免疫细胞在内的大多数细胞，都能分泌和摄取外泌体。免疫细胞源性外泌体（immune cell-derived exosome）的生物生成、分泌和吸收受细胞内蛋白质和细胞外刺激的调节。免疫细胞源性外泌体可以介导先天性和适应性免疫之间的交流，并调节癌症的进展和转移。免疫细胞源性外泌体对肿瘤细胞的作用不一，可以诱导抑制性或促进性免疫反应，因此或可应用于癌症诊断和免疫治疗，亦有可能用于疫苗接种和化疗药物运输。
组织特异性致癌物与BRCA1/2突变体遗传性乳腺癌
尽管乳腺癌易感基因1型或2型（BRCA1/2）的单倍体种系突变在许多物种和人体组织中普遍表达，但其遗传形成了癌症风险的组织特异性变化，且主要与家族性乳腺癌和卵巢癌有关。目前尚不清楚这种组织特异性肿瘤的分子基础，因此这一领域对癌症研究者来说很有吸引力。近年来大量的研究提示，含有BRCA1/2突变体的情况下，组织微环境中的一些非遗传因素可能会诱发肿瘤。来自美国希望之城贝克曼研究所的Xiaochun Yu团队总结了有关组织特异性致癌物及其与BRCA1/2突变细胞DNA修复机制受损之间复杂关系的最新研究进展，并就这些成果对于癌症治疗和化学预防的意义提出了自己的看法。
火上浇油：肿瘤周围脂肪细胞与肿瘤进展
过去十年的研究成果显示，代谢重编程无疑是肿瘤进展的一个关键事件。肿瘤微环境是肿瘤细胞代谢物的来源。人体内侵入性肿瘤附近经常发现充满脂质的成熟脂肪细胞，这些细胞通过脂肪分解释放出游离脂肪酸。这些游离脂肪酸被肿瘤细胞吸收，并通过包括线粒体脂肪酸氧化在内的机制促进肿瘤进展。来自法国图卢兹大学的Catherine Muller团队讨论了学界对脂肪细胞和癌细胞之间这种代谢共生关系的最新研究进展，并强调了不同癌症和局部环境之间这种代谢关系的差异。
肿瘤的神经支配
过去十年，一些重大研究成果表明，神经系统在癌症的发生和发展中起着积极的作用。特定神经（副交感神经、交感神经或感觉神经）的消融会组织特异性地阻止肿瘤生长。此外，许多肿瘤的神经比正常组织密集。这些惊人的发现激发出关于肿瘤神经支配的基本问题：它是如何启动的，又是如何在分子水平上促进肿瘤进展？就肿瘤浸润性神经的起源、它们如何被招募到肿瘤内部、及其存在如何导致肿瘤进展等问题，来自宾夕法尼亚大学医学院的Ronny Drapkin团队探讨了当前学界的认知。
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