《细胞》重磅:环境、遗传还是运气?是哪样让人患了癌?

时间:2019-07-12 来源: 旅游
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《细胞》重:环境,遗传还是运气?是什么让人生病?

文字|菠萝

(1)

“为什么我得癌症?”

每个病人都会问这个问题。

如果一个人得了癌症,它是一个遗传因素,环境因素仍然纯粹是运气不好吗?家庭成员是否有任何需要特别规避的风险因素?

这些问题非常重要,但一直难以科学地回答。

我们知道癌症是一个非常复杂的过程。它至少需要两个关键因素:基因突变和免疫逃逸。

突变是癌症的必要步骤。通过积累基因突变,健康细胞慢慢变成坏肿瘤细胞。为什么细胞会发生变异?

有些是完全随机的,有些是由遗传因素引起的,更多是由外部环境和内部代谢的复杂影响的积累引起的。

在环境中有许多致癌因素,如烟草和酒精,如紫外线,如雾霾。它们具有致癌性,主要是因为它们诱导基因突变。

但之前,当一位患者问:“为什么我有基因突变?为什么我会得癌症?”科学家们有罪,因为我们很难区分由不同因素引起的基因突变。我们可以识别基因突变,但我们不知道是什么导致了突变。

肝癌患者,是因为饮酒,还是因为他吃了太多发霉的食物?

白血病患者,是因为甲醛的装饰,还是因为遗传不良基因?

膀胱癌患者,是因为吸烟,还是因为喝含有马兜铃酸的草药?

如果我们能够解决这些问题,它不仅有助于解决患者心中的困惑,更重要的是,它可以帮助他/她周围的人更好地规避风险并降低生病的可能性。

但在过去,这些问题无法回答,基本上只能通过猜测来解决。现在,随着基因测序技术的普及和科学研究的进步,我们终于看到了一些曙光。

通过大规模的基因测序研究,科学家们发现不同环境因素引起的基因突变是不同的!就像一个指纹!

这种研究在过去10年中已经进行了很多研究,但就在本月,顶级杂志《细胞》发表了一篇重磅报纸,其中披露了由79种环境因素引起的“突变指纹”。它包括辐射,马兜铃酸,活性氧,化疗药物等。这极大地扩展了我们的数据库。

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现在,如果你做一个病人的肿瘤细胞的遗传分析,找到它的“突变指纹”,然后去数据库进行比较,有可能知道,基因突变主要是由什么风险因素引起的。

(b)中

到底什么是变异指纹?

您可能知道,有四种DNA:A,T,G,C。人类每个细胞中有30亿对ATGC,它们的排列和组合构成了生命之书。

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与正常细胞的“生命之书”和癌细胞的“生命之书”相比,获得的是该癌细胞的“突变指纹”。

让我们一起看一个例子:

以下是正常细胞和癌细胞之间DNA的比较。您可能会发现它们中的大多数是相同的,但正常细胞中有4个Cs,癌细胞中有4个。

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这种癌细胞的原因是什么?

它可能是紫外线等辐射。

紫外线的“突变指纹”之一是将C变成T,特别是将两个CC连接成TT。

欧洲和美国的白皮肤特别常见,因为它们有一种传统的习惯:日光浴。你知道世界上最常见的皮肤癌吗?加州和澳大利亚的黄金海岸。

第二个例子,是什么导致了这个癌细胞?

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可以看出,这种癌细胞的突变特征是将正常细胞中的一些A变为T并将一些T转化为A.

这是马兜铃酸的突变体指纹图谱。

最近的研究发现,中国大陆,香港,台湾,日本和韩国的许多肝癌患者携带马兜铃酸的“突变指纹”。在整个东亚地区,有饮用中草药来保护肝脏的习俗,特别是那些携带肝炎病毒的人,或喜欢喝酒的人。但不幸的是,其中一些植物含有“马兜铃酸”。在过去,我们不知道马兜铃酸,我们不知道它的危害。直到最近才发现它是一种超致癌物质。

事实上,它是迄今已知的最强致癌物质之一。为了“保护肝脏”,它加速了癌症的发生,这确实是一个悲剧。纯天然并不意味着安全,小心!

让我们再来看一次:

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该特征是正常细胞的C在癌细胞中变为A.

什么是“变异指纹”?

抽烟!

吸烟引起的大多数肺癌都含有C-A“突变指纹”。非吸烟肺癌患者几乎没有这种突变。如果它们被携带,很可能是由二手烟引起的。

烟草含有数十种不同的致癌物质,可引起基因突变。最重要的一种叫苯并芘。有趣的是,该研究发现苯并芘引起的“突变指纹”几乎与吸烟的“突变指纹”相同,后者是C到A突变。这是一种完整的苯并芘,是烟草燃烧中最重要的致癌物质之一。

吸烟可导致至少17种不同的癌症,而肺癌只是其中之一。由于过去30年的烟草控制结果,美国死于肺癌的男性人数下降了40%以上!世界上超过三分之一的吸烟者在中国,远远领先。

近年来,中国的大城市取得了很大进展。禁烟令在公共场所的影响是显而易见的,但二,三,四线城市的问题仍然非常严重,整体吸烟率没有下降。我最近去了昆明,在该地区最好的五星级酒店见面。到处都有吸烟的人,到处都是烟灰缸!

(3)

除环境外,一些遗传因素也具有致癌性,并且还具有突变指纹。

例如,着名的遗传性BRCA1/2基因突变,代表人物是美国电影明星安吉丽娜朱莉。如果像她这样的人患有癌症,那么细胞中容易丢失三个以上的DNA片段。如果正常人序列是“ATTTACGATACG”,则癌细胞中可能仅剩下“ACG”。

突变指纹的研究也可以解决一些以前未解决的病例。

例如,如果患者通过化疗临床治愈,如果多年后出现“继发性癌症”,是否由化疗的副作用引起?

化疗是一把双刃剑。许多化学治疗药物效果很好,因为它们会导致癌细胞中大量的DNA突变,导致混乱的癌细胞混淆和死亡。然而,在此过程中,一些正常细胞也可能受到影响,导致新的突变,这些突变可能在很长一段时间后变成癌细胞。

统计上,少数癌症患者通过化学疗法临床治愈,多年后会患上“继发性癌症”。您肯定会问:“您如何确定新肿瘤是由N年前化疗引起的,还是由于随机生成的物理或环境因素,与之前的治疗无关?”

之前很难得出科学结论,只能根据医生的经验来判断。但现在有希望得到答案,因为化疗药物也有突变指纹,不同化疗药物的突变指纹可能不同。

含有铂的化学治疗药物,如顺铂,主要指纹之一,将连接的AG转变为TT。

烷化剂化学治疗药物,如替莫唑胺,有不同的指纹,将T转为C.

通过分析肿瘤中的突变指纹,科学家可以知道新肿瘤多年前是否与化学疗法无关。

“为什么是我?”

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想看到答案,后台回复“指纹”。

参考文献:

1:环境因素突变特征简编。细胞。 2019年4月10日.pii: S0092-8674(19)30263-6。

2:与人类癌症吸烟相关的突变特征。科学。 2016年11月4日; 354(6312): 618-622。

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