在医师科学家获得最先进的技术之前，敏锐的观察就形成了合理的假设。英国外科医生兼病理学家斯蒂芬·佩吉特（Stephen Paget）是第一个证明转移并非随机发生的人。转移是原发性肿瘤细胞向次级器官的扩散，约占癌症死亡人数的90％。

佩吉特在对735例死于乳腺癌的妇女的尸检报告进行审查后，发现乳腺癌可靠地转移到了内脏器官和骨骼。他的研究发表在最受人尊敬的医学期刊之一《柳叶刀》上，表明他的转移仅在种子和土壤相容时才发生。

Paget的理论处于休眠状态，直到1928年被美国病理学家James Ewing提出质疑。尤因（Ewing）假设癌症是由循环系统的纯机械因素传播的。尤因的理论在50多年来一直是主要的解释，直到1984年才被证实。

生物学永远不会是随机的

佩吉特提出假设后近一个世纪，它终于与DVM博士以赛亚·菲德勒（Isaiah Fidler）融为一体。受过兽医外科肿瘤学家培训的费德勒后来专攻病理学，并对转移过程产生了兴趣。当他的导师试图劝阻他不要研究后来被无政府主义驱动的随机过程时，菲德勒并没有因此而受阻。

取而代之的是，他将自己的职业生涯致力于揭示转移的复杂性。今年早些时候，他被美国癌症协会授予基础科学研究荣誉勋章，这是癌症研究界最负盛名的荣誉之一。

Fidler的开创性研究表明，肿瘤由异质细胞群体组成，转移是非随机的生物事件，其结果取决于独特的肿瘤细胞与独特的器官微环境之间的相互作用。通过揭露这些生物过程的复杂工作原理，他表明它们不是随机的，但我们只是无法充分理解它们。

种子

为了确保生存，植物发出了数千颗种子，希望其中一粒适合的种子落在肥沃的土壤上并发芽。但是，并非所有种子都是平等的。这称为异质性。

与植物相似，肿瘤产生的种子过多，每天每克肿瘤大约脱落四百万个细胞。尽管如此，很少有肿瘤细胞成功地在人体的新区域定居。

菲德勒着手确定癌细胞如何在体内扩散以及有多少存活。当他将放射标记的黑色素瘤细胞注射到小鼠体内时，他发现只有0.01％的细胞能够存活并继续形成转移灶。此外，虽然放射性标记的细胞到达每个器官，但它们仅在肺中形成转移灶。

为了了解让细胞分化和存活的原因，菲德勒从肺部取出了转移性肿瘤并分离出细胞，然后将其重新引入小鼠体内。这次有1％至2％的细胞得以存活，这表明可以选择转移性细胞，但是它们只具有在特定组织中生长的倾向。

土壤

显然，有些器官可以接受转移，有些则不可以。考虑Paget的理论，如果最合适的种子落在不肥沃的土壤上，则不会发芽。但是这种类比对人类的肿瘤细胞也适用吗？

为了确定现在被称为宿主微环境的土壤的作用，菲德勒和他当时的博士后研究员，目前在伦敦大学巴特癌症研究所的伊恩·哈特博士着手进行确定的实验。

他们将肺和肾组织植入小鼠的肌肉中，并通过静脉注射黑素瘤细胞。他们的假设：如果血流是转移的唯一驱动力，那么植入的组织转移的可能性就相等。相反，如果宿主环境影响了转移，那么实际的肺和植入的肺组织将具有相同的转移可能性。

他们再次对黑素瘤细胞进行了放射性标记。这表明相同数量的细胞到达了植入的肺和肾组织。但是，转移仅在肺和植入的肺组织中生长。这一发现最终证明，在转移过程中，宿主微环境的土壤与肿瘤细胞的种子一样重要。

种子和土壤今天有很多名字

快进近35年了，肿瘤微环境是一个深入研究的领域。

因为成功的转移需要很多步骤，这需要宿主和肿瘤的因素，所以癌症生物学传统领域之外的许多学科都有助于人们对该过程的共同理解。随后，许多术语被用来描述佩吉特时代的种子和土壤。

种子被称为干细胞，祖细胞，转移性细胞或转移性克隆。

土壤被称为微环境，生态位或基质。

以下四个部分重点介绍了几种不同的方法，以了解MD Anderson目前所追求的肿瘤微环境。

相关故事： 深入研究土壤