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研究人员如何概念化一种疾病决定了他们如何治疗这种疾病。癌症通常被描述为由基因损伤引发的无法控制的细胞生长。但癌症也可以从强调数学、进化博弈论和物理学等的角度来看待。
分子生物学带来了重大的进步，使癌症作为一种慢性疾病而不是致命疾病而生活成为可能。然而，另一种框架可以为科学家提供关于如何防止肿瘤扩散到全身并对治疗产生抗药性的额外见解。
以下是研究人员从《对话》杂志的档案中摘取的一些非常规视角，以全新的视角审视癌症。
进化和自然选择癌症的预防
身体远不是细胞的仙境。每个单独的细胞都要与数以万亿计的其他细胞竞争有限的空间和营养。如果他们能够以一种足够有序的方式合作，共享资源和分工，这个集体就能有效地发挥作用。然而，癌细胞欺骗了这个系统:它们霸占资源，占据尽可能多的空间，并且拒绝死亡。
这样，癌症可以被认为是一种进化疾病——这些细胞已经发展出基因突变，以胜过它们的邻居，随后的细胞一代继承这种生存优势。癌细胞以牺牲集体利益为代价，直到整个生物体崩溃。
肿瘤学家莫妮卡·乔希、病理学家约书亚·沃瑞克和大卫·德格拉夫认为，了解进化是了解癌症的关键。例如，筛查项目是有效的，因为切除新生肿瘤比治疗已经进化出扩散能力的肿瘤更容易。同样，癌细胞也会对治疗产生抗药性，因为它们需要进一步进化才能生存。
一些研究人员正在应用进化博弈论的原理来减少治疗耐药性并优化儿童的治疗方法。
他们写道:“与癌症作斗争就是与进化作斗争，进化是自古以来驱动地球生命的基本过程。”“这不是一场轻松的战斗，但医学已经取得了巨大进步。”
癌症的流体力学
正如癌症是一种不分国界的疾病一样，肿瘤细胞仍然受到其环境的影响。然而，与健康细胞不同的是，当它们不需要存在时，肿瘤细胞不仅能存活，而且能在压力条件下茁壮成长。能够适应恶劣环境的分离癌细胞是那些建立转移菌落并对治疗产生抗药性的癌细胞。
虽然研究人员关注的是生化信号如何引导细胞从一个位置移动到另一个位置，但细胞的物理环境也会影响它的移动位置。机械工程师李益增发现，细胞的“固体”和“流体”环境会影响其运动。
癌细胞在体内移动时，会遇到不同程度的液体粘度或厚度。李和她的团队发现，通过改变结构，乳腺癌细胞在高粘度环境中移动得更快，这与直觉相反。这意味着液体粘度是癌细胞转移的机械生物学线索。
“癌症患者通常不会死于肿瘤的原始来源，而是死于肿瘤扩散到身体的其他部位，”李写道。“了解液体粘度如何影响肿瘤细胞的运动，可以帮助研究人员找到在癌症转移之前更好地治疗和检测癌症的方法。”
炎症l与心血管疾病有关
心血管疾病和癌症除了是世界上导致死亡的主要原因外，最初似乎并没有太多共同之处。然而，他们共有的许多风险因素——比如不良饮食、吸烟和慢性压力——与慢性炎症结合在一起:持续的、低水平的免疫系统激活会损害细胞，从而促进疾病的发展。
对于生物医学工程师布莱恩·史密斯来说，这些疾病在发展过程中的相似之处表明它们可以同时得到治疗。
药物可以改变用途，以针对它们最初没有设计的疾病。例如，某些药物可以引导被称为巨噬细胞的免疫细胞消耗癌细胞和导致心血管斑块的细胞碎片。
史密斯写道:“随着基础科学发现这些疾病之间的其他分子相似之处，患者将受益于更好的治疗方法，可以同时治疗这两种疾病。”
癌症的数学
在某些情况下，数学在描述自然世界方面具有独特的优势。例如，表观遗传学——基因在何时何地开启或关闭——在癌症进展中扮演的角色与基因密码的直接变化一样重要。表观遗传变化可以改变健康细胞，使其失去正常的形态和功能。但是这些变化的随机性使得很难从正常的基因活动中梳理出病理。
一个被称为随机性的数学概念——或者一个过程的步骤的随机性如何影响其结果的可预测性——为导致癌症的表观遗传变化提供了一个逻辑框架，阐明了健康细胞何时迅速发育成肿瘤细胞。
随机性通常用于研究股票市场行为和流行病传播，研究人员通过检查特定结果的不确定性程度或熵来量化它。确定基因组中的高熵区域可以为癌症检测和药物设计提供另一种方法。
癌症遗传学家Andrew Feinberg一直在用熵来定量描述癌症的表观遗传学。他和他的同事们发现，皮肤中基因组的高熵区域随着阳光的伤害变得更加熵，从而增加了患癌症的机会。这为癌症风险随着年龄的增长而显著增加提供了一个潜在的解释。
“表观遗传熵表明，如果没有数学，你就无法完全理解癌症，”范伯格写道。“在将数学方法与生物实验相结合方面，生物学正在赶上其他硬科学。”
公共卫生问题
癌症是一种在个体中发展的疾病，但其社会衍生的原因和社会范围的影响几乎不限于一个人。
以肺癌为例。它被污名化为一种由不良的生活方式所导致的疾病——这是个人决定使用烟草制品的结果。但正如胸部肿瘤学家Estelamari Rodriguez所指出的，肺癌的面貌已经发生了变化。
“在过去的15年里，越来越多的女性、从不吸烟的人和年轻人被诊断出患有肺癌，”她写道。虽然世界各地男性的肺癌发病率显著下降，但女性的发病率却大幅上升。尽管癌症是妇女死亡的主要原因，但与其他癌症相比，筛查率仍然很低。
更广泛地说，癌症症状往往未被识别或误诊，不仅对妇女如此，对许多边缘化人群也是如此，包括有色人种、变性患者和没有保险的人。
这些差异部分是由于医学教育和临床研究的偏见，没有让临床医生准备好照顾他们将遇到的各种各样的病人。在某些人群中，获得预防保健的机会很少，接触致癌物的比例过高，使这些不公平现象更加严重。
癌症的研究范围远远超出了单一学科。要实现所有人都能获得有效的癌症治疗，需要一个由研究人员、政策制定者和患者倡导者组成的村庄。
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