借助集落大小分布表征转移性肿瘤形成

关于转移性肿瘤形成动力学及其与原发肿瘤生长的关系，是癌症生物学的基本问题。利用体内哺乳动物模型，我们在此表明，经连续切片与图像重建后，可从远处器官中转转移集落大小的频率分布获取有用信息。为解释实验结果，我们基于原发肿瘤与转移灶各自的生长模式以及转移集落形成的随机过程，构建了一个生物物理模型。我们考虑了多种生物学参数的异质分布。我们发现，原发肿瘤与转移集落均呈指数增长的基元假设，预测在转移集落大小分布的双对数图上存在线性关系，这与实验结果一致。此外，曲线斜率表示原发与转移灶的生长速率之比。理论亦纳入非指数（Gompertzian与logistic）肿瘤生长模式，以解释对双对数线性关系的可能偏离。所观测到的无转移概率也支持时变泊松过程的假设。借助此方法，我们确定了两种小鼠肿瘤细胞系（KHT与MCaK）肺部转移发生过程的机制参数。由于模型中指定的生物学参数可在实验中获得，可建立适用于多种恶性肿瘤的可用转移“ assay”，进而有助于制定针对亚临床转移的理性治疗方案。