Ученые называют эту мутационную мозаику «неоднородностью опухоли», и она многое способна сказать о том, как на базовом генетическом уровне зарождался и менялся с течением времени тот или иной рак. В мировом масштабе эволюция привела к великолепному многообразию видов на Земле. Однако генетическое разнообразие, фиксируемое внутри опухолей, – это серьезная проблема, ибо именно из-за него лечение запущенных случаев рака чаще всего терпит неудачу. Ведь в природе генетическая изменчивость организмов в рамках вида означает, что в нем всегда найдутся несколько выносливых особей, которые смогут адаптироваться и выживать даже в предельно суровых условиях.
При раке натиск лучевой терапии, химиотерапии или молекулярных таргетных препаратов действует как селективное давление, которое отсеивает чувствительные клетки и уничтожает их. Тем не менее после всех процедур, скорее всего, останется несколько очагов резистентных клеток, которые вновь начнут расти. И это нельзя назвать провалом лечения: это, скорее, эволюция в действии. Та же особенность, которая обеспечила цветущее биоразнообразие на Земле, одновременно является своего рода «багом» в системе жизни. Злодей из комиксов выходит из ядовитого болота, став в десять раз могущественнее и в два раза свирепее; с онкологическими заболеваниями то же самое – что не убивает рак, то делает его сильнее.
Восприятие рака в качестве эволюционного процесса станет гораздо легче, если мы расширим диапазон своего обзора с клаустрофобных ограничений тканевой микросреды до более широкой картины мира. Представьте себе эколога, пытающегося оценить биоразнообразие на обширной территории африканской саванны: прочные ботинки, грязные шорты и, возможно, борода. Понятно, что исследовать каждый сантиметр изучаемой поверхности непрактично, и потому взамен наш специалист выберет несколько небольших участков (квадрантов) и посчитает животных и растения в каждом из них, надеясь, что это даст репрезентативную выборку по всему району. Однако при таком подходе он рискует упустить экологически важные виды, которые окажутся за пределами исследуемых участков. Аналогичным образом и генетический анализ опухоли обычно проводят на одном ее срезе, рассчитывая, что он даст полное представление о заболевании, однако при этом зачастую упускаются редкие клеточные «виды», которые способны нести в себе семена резистентности к лечению.
С тех давних дней многие исследователи по всему миру начали изучать генетическую гетерогенность всех видов опухолей, составляя каталог эволюционных изменений, происходящих в связанных между собой скоплениях клеток. Кроме того, они пытались сопоставлять обнаруженное с тем, насколько быстро рак развивался и приобретал устойчивость к терапии. Фамильные древа некоторых опухолей похожи на финиковые пальмы: на протяжении длительного времени генетических изменений почти нет, но потом наблюдается короткий и бурный всплеск эволюционной активности. Сюда относятся те виды онкологических болезней, которые можно вылечить, если только удастся найти лекарство, способное воздействовать на мутацию, скрывающуюся в «стволе» и усвоенную всеми клетками. Другие виды рака больше похожи на крепкие дубы, раскидывающие обособленные друг от друга ветви по мере того, как все новые драйверные мутации подталкивают клоны клеток к экспансии. Используя комбинацию нескольких препаратов, можно подрезать ветви дуба, но это отнюдь не столь же просто, как срубить всю финиковую пальму. Наконец, некоторые виды рака похожи на дикий кустарник с бесчисленными веточками, торчащими прямо из земли, переплетающимися где только можно – и блокирующими любые попытки успешного применения химиотерапии