从本质上说，癌症是一种由DNA错误引起的疾病。

在肿瘤细胞DNA中，有大量的突变引导生长，使身体难以破坏肿瘤。但这并不能阻止人体免疫系统的尝试。

免疫系统和癌症之间的竞争是复杂的，这也是英国癌症研究所TRACERx项目的研究人员一直在努力解开的谜团。之前，他们已经展示了肿瘤细胞是如何进化来适应周围的免疫系统"微环境"的。但是团队知道这不是一个简单的单向过程。

免疫系统的主要作用很简单：保护身体免受威胁。这涉及到多种不同类型的细胞，包括一种被称为T细胞的白细胞。

癌细胞中的突变对T细胞非常有用，因为这些是T细胞识别癌细胞的标记。当微小的癌症在体内发育时，T细胞会在它们发育过度之前巡视并摧毁它们。但随着肿瘤的发展，它们会找到新的方法来逃避免疫系统，并开始造成更多的问题。

伦敦大学学院的癌症免疫学专家Sergio Quezada教授说："问题是'如果突变是使T细胞对癌症感兴趣的钩子，那么突变是如何塑造肿瘤中的T细胞的呢?'"

Quezada和其他TRACERx研究人员知道，免疫系统暴露于非小细胞肺癌的时间越长，T细胞的工作能力就越弱。他们所不知道的是，在癌症中发现的各种突变是如何改变T细胞并使它们不再能够战斗的。

但是为了了解T细胞是如何到达这一阶段的，研究小组需要回回放，看看它们是如何开始的。

培训小组

对抗身体的任何威胁--包括癌症--的成分都是一组免疫细胞。

任何球队的骨干都是那些尚未面对对手的年轻球员。这些细胞被称为不成熟(或幼稚)的T细胞，就像任何没有经验的队伍一样，它们需要经过训练才能发挥作用。

当这些细胞接触到癌细胞时，它们认出了对手并开始改变，这一过程被称为分化。就像职业生涯的早期比赛一样，这是一个了解对手优势、劣势和独特比赛风格的机会。

Quezada和他的团队很想知道这场比赛是如何展开的。为了了解更多，他们使用了31名未经治疗的非小细胞肺癌(NSCLC)患者的手术样本，这些患者在癌症进展的不同阶段(1-3期)。通过分析肿瘤内部的遗传物质，他们能够创建肿瘤内部运行状态的快照。

这张快照使他们能够理解不同时间点的细胞组成，并构建一个区分的"路线图"--一个T细胞为了能够攻击癌细胞所要经过的不同检查点的指南。

建立一个地图

他们发现，癌细胞内部的突变在形成免疫细胞的过程中发挥了巨大的作用。通过对癌症突变的识别和反应，大量不同的免疫细胞开始发展。

但是，当年轻的球队训练成经验丰富的球员(成熟的T细胞)，能够有效地对抗癌细胞时，癌细胞采取了新的策略。

随着时间的推移，免疫细胞开始疲劳。

"癌症竖起了抵抗的防火墙，使分化的T细胞很难真正摧毁每一个癌细胞。所以T细胞进入了进一步的分化过程，在那里它们感到疲劳，停止了功能。"

在与癌细胞接触太久后，较老的、超成熟的T细胞会慢慢变得精疲力竭，无法继续竞争。虽然新兵可以提供新的能量，帮助保持免疫系统运转，但数量是有限的。

一些最伟大的球队的失败是缺乏新的天才来替代退役的球员，这对免疫系统也没有什么不同。一旦免疫系统耗尽了新鲜的、未成熟的细胞，它就失去了有效对抗癌症的能力。

"我们了解到，在肿瘤微环境中有一种适应状态，可以让你与之对抗。如果你不能完全消除肿瘤，你就会开始失去更年轻的祖细胞，最终导致死亡。"

展望未来

尽管功能强大，但这种技术也有局限性。就像球员职业生涯中的照片一样，这些照片可以显示球员在任何时候的成熟度，但它们只是快照。他们无法捕捉每天变化的连续细节。

"我们知道，这种转变到不同阶段的组织分化略有关联。病人的癌症阶段越高与T细胞与肿瘤接触的时间长短有关也与这种分化模式有关。我们不能肯定的是，从A点到B点需要6个月，我们没有这中间的数据。"

展望未来，TRACERx的研究人员正在寻找利用基因数据分析肿瘤细胞年龄的方法，并利用这些数据大致绘制出分化发生所需的时间。但这开始向科学家证实，当涉及到增强免疫力的治疗时，越早越好。

"治疗信息是，我们相信这告诉我们，当肿瘤内的免疫系统年轻时，我们需要尽早用免疫疗法进行干预。"