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自2018年起，美國國家癌癥研究所（NCI）資助的“癌癥登月”計劃下的人類腫瘤圖譜網絡（HTAN）致力于構建癌癥的三維圖譜，整合不同癌癥在演變過程中的細胞、分子和組織特征。今日，該團隊在《自然》及其子刊上發表了關于結直腸癌、乳腺癌及其他癌癥的研究成果。詳盡的三維腫瘤圖譜揭示了不同細胞的分布和相互作用，使研究人員能夠更直觀地觀察癌癥演變過程。這些信息有望與癌癥基因圖譜（TCGA）計劃一樣，成為未來癌癥研究中的寶貴分子數據資源。此外，研究結果還對“癌癥克隆演變”的傳統觀點提出挑戰，指出某些結直腸癌前病變可能由多個細胞起始，而非單一細胞。

以往的研究方法通常對完整的腫瘤組織樣本進行解離分析，但在HTAN計劃中，科學家們利用空間生物學和單細胞測序等先進技術來構建這些圖譜，能夠在組織中分析相對應細胞的基因與蛋白質表達。HTAN項目的核心在于聚焦癌癥在早期階段的時空演變，從正常細胞到癌前細胞，再到癌細胞的動態過程。通過單細胞和空間技術，科學家可以精確識別腫瘤中具有不同基因表達或遺傳特征的細胞簇，而不再依賴測序數據的間接推斷。迄今為止，HTAN已分析了約2000例患者的數據，涵蓋21個器官的腫瘤。該項目最早由Broad研究所與現任基因泰克研究及早期開發主管Aviv Regev博士發起的試點項目推動。

傳統理論認為癌癥通常起源于一個突變的祖細胞（ancestral cell），隨著細胞分裂后代細胞積累更多突變，其中一些突變有助于癌細胞存活，這被稱為“癌癥克隆演變”。然而，HTAN的研究提供了不同的視角：多篇論文探討了結直腸癌前期可能由多個異常細胞起始的現象，這一現象被稱為“多克隆起始”。一項研究表明，這些來源于多個正常細胞的癌前病變在惡化過程中趨于同質化。目前的癌前病變風險評估主要依據病變大小，較大病變具有更高風險。范德堡大學細胞與發育生物學教授Ken Lau表示，HTAN的研究提示我們可以考慮多克隆向單克隆演變的動態作為評估癌變風險的生物標志。

“我們正在深入研究癌癥最早期的階段，這是一片未被充分探索的領域。”斯坦福大學遺傳學教授Michael Snyder說道，他是兩篇論文的資深作者。華盛頓大學醫學院腫瘤學計算生物學主任李丁教授也表示，研究人員早已知腫瘤具有異質性，這有助于理解癌癥復發，但此前多為基因測序的推測，現在則能直接觀測到這一過程。

值得一提的是，Michael Snyder教授此前曾接受藥明康德團隊采訪，他的團隊在《自然-衰老》期刊上發表了一項重要研究，指出衰老并非線性進程，這一發現為理解晚年生活中的復雜生物學變化提供了新的視角，引發了科學界的廣泛關注。