作者：杰弗里·P·汤森，系美国耶鲁大学公共卫生学院生物统计学副教授和耶鲁大学的生态学及演化生物学副教授翻译：赵瑾
基因突变的演化树不仅能揭示不同组织中致癌细胞的相互关联性，还能揭示癌症的演化历史。在癌症早期，某些致癌基因发生突变，似乎是导致原发性肿瘤以及转移性肿瘤的罪魁祸首。针对早期发生突变的致癌基因研发的药物，有可能成为癌症治疗（原发性肿瘤形成早期和癌症末期）的关键。
未来，通过构建患者个人的基因突变演化树，我们很可能会找到治疗耐药性癌症的策略。
1.生命之树
长久以来，生物学家通过研究基因来了解“生命树”的生长史。生命树将地球上的所有生物联系起来——无论它们是狨（一种世界上体型最小的猴）还是微生物。我们所属的“智人”就是这棵枝叶繁茂的演化树上的一张叶片，在它旁边的那些叶片则是各种类人猿。而人类的每一个个体又是由各种人体细胞构成的一个集合。
创意图片《癌症演化树》
一般来说，这些细胞都共同遵守一个契约。在大约6亿年前出现的第一批多细胞生物中，这一契约就已在反复试错的基础上建立起来了。按照这个契约，如果多个细胞要在一起共生，就必须遵守以下基本准则：当细胞中的DNA受损时须及时进行修复；细胞是否继续进行分裂繁殖须顾及相邻细胞的意愿；细胞须待在相应组织的特定位置。
通常情况下，那些导致细胞违反这些限制，开始不断生长、扩散（恶性肿瘤细胞的标志）的基因突变，可以通过细胞凋亡来消除。发生突变的细胞在发现自身问题后，会启动自毁机制或在对身体造成危害前被免疫系统消灭。
然而在少数情况下，监测系统失灵，细胞中的基因突变不断累积，肿瘤就会生长扩散。一棵恶性演化树就此生根发芽。
研究人员已经知道，一些基因突变对肿瘤的发生（即原始肿瘤的形成）起着推动作用。然而，真正致命的却是癌细胞的转移性（即癌变细胞从原发性肿瘤中逸出，侵入健康组织，并在那里产生新的肿瘤）。由于肿瘤学家认为，只有在细胞发生了进一步基因突变后，才会产生转移性肿瘤，而且这些突变发生在原发性肿瘤发展阶段的晚期，所以他们通常致力于寻找这些基因突变，将其作为抗癌药物的作用对象。
年左右，由于技术的进步，科学家能够以低廉的价格对人类基因组进行测序——即推断基因组的碱基（DNA的基本组成单位）序列。于是，多个研究机构的研究小组开始对肿瘤的基因序列进行全面研究。令人沮丧的是，研究人员发现，即使在同一个病人体内，肿瘤所包含的基因变异也多得让人眼花缭乱。
然而，像我这样的演化生物学家却将多样性视为宝贵的信息来源。我决定与耶鲁大学及其他研究机构的同事一起，对这些基因突变之间的关联性进行研究。我们对癌症病人基因组中表达的那部分（已知的、控制蛋白质表达并由此决定细胞特性的那部分DNA片段）进行了测序。我们还进一步利用这些信息，建立了与疾病相关的基因突变演化树。该演化树的分支向我们展示了，随着癌症从初始的几个肿瘤细胞发展成具有转移性的怪物，肿瘤内部的基因在这一过程中是如何发生变化的。
2.神秘毒树
我们的研究显示，那些将原发性肿瘤与转移性肿瘤联系在一起的枝干，在病人的癌症树中似乎大量地随机出现，就像一棵神秘的毒树的树枝。更令人惊讶的是，演化树的第一批分支可以出现在原始肿瘤内部。原发性肿瘤内的不同细胞，可能在初始肿瘤得到确诊的多年前，就演化成更具侵略性的形式，而且发生扩散的遗传机制也各不相同。
虽然这些发现很是骇人，但也给我们带来了希望。这提醒癌症研究人员，与其专注于晚期突变，不如更
