Moffitt通过饮食分析、空间生物标志物与工程创新推进癌症研究

Moffitt Cancer Center研究人员发表了多项研究成果，在推进对癌症风险因素与治疗反应预测的认识的同时，还主办了一场聚焦癌症研究工程创新的全国性峰会。

《British Journal of Cancer》发表的一项新研究提示，与经常食用肉类的人相比，坚持植物性饮食的人总体患癌风险可能略低。研究人员整合了多项大型前瞻性队列研究的数据，这些研究追踪了报告不同饮食模式（包括食肉者、素食者与纯素者）人群的癌症诊断情况。总体而言，与包含肉类的饮食相比，素食饮食与总体癌症风险的明显降低相关。

该研究也发现了一些在特定癌种上出乎意料的关联。素食者报告的食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinoma）风险更高，而纯素者的结直肠癌风险更高。研究人员强调，这些发现仍需进一步研究，应谨慎解读。

Moffitt Cancer Center一位研究营养与癌症风险的研究人员表示，植物性饮食包含多项特征，可能有助于解释其总体上的“防癌”趋势。植物性饮食往往富含膳食纤维、抗氧化物、维生素、矿物质及植物化学物（phytochemicals），这些成分可帮助降低炎症、支持肠道健康功能，并保护细胞免受DNA损伤。此类饮食通常饱和脂肪含量更低且营养密度更高，有助于维持更健康的体重——而体重是癌症预防的重要因素。

该研究为观察性研究，即可以识别相关性，但无法证明因果关系。即便样本量巨大且随访时间较长，选择素食或纯素饮食的人群在其他与健康相关的行为方面（如吸烟、饮酒、体力活动或筛查习惯）也可能与食肉者不同。研究结果支持“植物性饮食可能降低癌症风险”的观点，但并不能证明改变饮食会直接导致风险下降。

关于食管癌风险的一个假设是，部分素食者可能摄入较低水平的特定微量营养素（如锌或硒），而这些营养素在维持食管黏膜完整性方面发挥作用。另一种可能是，在某些地区，素食者与非素食者在生活方式或文化因素上存在差异，而这些差异未能在数据中被充分捕捉。纯素者报告的结直肠癌风险升高，也可能反映营养摄入差异或其他生活方式因素。不同人群之间以及同一人群内部的纯素饮食差异很大，其中一些饮食可能钙、维生素D或B12摄入不足——这些营养素与结直肠癌保护相关。

在《Cancer Research》发表的另一项研究中，Moffitt研究人员识别出可预测晚期非小细胞肺癌（non–small cell lung cancer）患者是否能从免疫治疗中获益的不同空间肿瘤–免疫生态系统（spatial tumor–immune ecosystems）。研究显示，分析肿瘤微环境内肿瘤细胞与免疫细胞的组织方式及相互作用，可能比仅依赖PD-L1状态更准确地预测疾病进展。该论文登上期刊封面，并被纳入其Data Science专题系列。

研究人员采用多重成像（multiplex imaging）、空间统计与机器学习，分析了入组一项临床试验的患者在治疗前及治疗中的配对活检标本。该试验将HDAC抑制剂vorinostat与PD-1抑制剂pembrolizumab联合使用。团队并非聚焦单一标志物，而是考察免疫细胞与肿瘤细胞之间的相对空间位置，定义空间“邻域”（"neighborhoods"）以及更广义的肿瘤–免疫生态。

在病情进展患者的肿瘤中，治疗开始前即可见免疫抑制性结构特征，包括FoxP3阳性调节性T细胞与表达PD-1的免疫细胞在肿瘤细胞周围更明显的空间聚集。相较之下，疾病稳定患者的肿瘤显示CD3与CD8阳性效应T细胞与肿瘤细胞的更强共定位（colocalization）与相互作用。这些发现提示，免疫治疗的反应可能受到肿瘤微环境中既有空间组织方式的影响。

当研究人员基于这些空间生态系统特征训练预测模型时，预测疾病进展的准确率最高可达87.5%。相比之下，仅使用PD-L1表达的预测准确率约为63%。结果支持将肺癌诊断从单一标志物检测拓展至空间生物标志物（spatial biomarkers），以帮助指导更精准的免疫治疗决策。

该研究的主要目标是界定并量化非小细胞肺癌中不同的肿瘤–免疫生态，并确定这些空间模式能否预测疾病进展与免疫治疗反应。治疗反应取决于细胞的空间组织及功能性交互，而不仅仅是是否存在特定标志物。应答者在治疗前的肿瘤更“免疫允许”（immune-permissive）。未应答者的肿瘤则具有抑制性的空间结构，限制有效免疫攻击。这些生态系统模式在治疗开始前大多已存在。

研究结果支持从单一标志物检测迈向基于生态系统的患者分层。具有免疫允许型生态系统的患者可能仅用检查点抑制剂即可获益；而具有抑制型生态系统的患者则可更早被引导至联合治疗或临床试验。尽管尚未成为常规，多重免疫组织化学（multiplex immunohistochemistry）与数字病理平台正日益普及。随着进一步验证及计算工具的简化，空间免疫谱分析有望在未来数年成为肺癌诊断的一部分。

本研究由National Cancer Institute（U01CA232382、U54CA274507）、Moffitt Center of Excellence for Evolutionary Therapy以及Moffitt Lung Cancer Center of Excellence资助。

研究人员、工程师、临床医生与政策领袖齐聚坦帕，参加第四届Cancer Engineering Summit。该为期三天的活动聚焦工程驱动型创新如何重塑癌症研究的未来。本届会议的核心环节之一是New Approach Methodologies（NAMs）Symposium，重点介绍旨在减少对动物实验依赖、同时加速从发现到患者护理路径的新兴技术。

数十年来，动物模型一直是癌症研究的基石。然而，许多在动物中看似有前景的疗法，在人体中并不能产生相同结果。随着癌症治疗日益精准且生物学复杂性提升，研究人员正越来越多地转向与人类更相关的系统，以更好地复现肿瘤生物学与患者特异性反应。

NAMs Symposium作为峰会的开场活动，汇聚政府、学术界与产业界领袖，探讨先进实验室平台、生物材料、计算建模与人工智能如何推动临床前研究现代化。这些方法旨在提高预测准确性、降低研发成本、缩短进入临床试验的时间，并显著减少动物使用。

Moffitt Cancer Center生物工程系主任开发了三维工程化肿瘤系统（three-dimensional engineered tumor systems），在实验室中重建人类癌症的关键特征。与传统二维细胞培养或某些动物模型不同，这些3D平台使研究人员能够研究癌细胞与周围组织及免疫细胞的相互作用。团队还设计基于生物材料的平台，以模拟人体组织的物理与力学特性，从而实现更贴近真实的癌症疗法测试。通过在这些工程化系统中评估药物反应与耐药性，研究人员可更早识别有前景的治疗方案，并有望减少代价高昂的晚期临床失败。

NAMs Symposium由Moffitt Innovation and Entrepreneurship Office负责投资组合战略（portfolio strategy）的副总裁共同主办，其强调该活动更广泛的战略意义。Moffitt预计将从肿瘤学角度在该领域发挥引领作用，并正致力于凝聚各方，提出塑造该领域的问题，以为所有致力于开发更多、更优癌症治愈方案的人制定议程。

展望未来，与会者强调，工程学协作对真实NAMs平台的构建、规模化与制造至关重要。NIH下属National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering主任强调跨学科专长的重要性，以推动这些技术从概念验证系统走向可规模化的研究工具。未来进展可能包括将先进传感器与成像技术同流体与流程工程相结合，创建具备反馈控制能力的系统，从而实时监测肿瘤行为。