长期以来,人们一直认为吸烟会增加肺部细胞的突变数量,从而加剧肺癌的患病风险。烟草烟雾中至少含有69种致癌物质,这些致癌物会导致多种恶性肿瘤的发生,比如肺癌、口腔和口咽部恶性肿瘤、喉癌、膀胱癌、宫颈癌、卵巢癌、胰腺癌、肝癌、食管癌、胃癌、肾癌、急性白血病、鼻咽癌、结直肠癌以及乳腺癌等。爱因斯坦医学院(Albert Einstein College of Medicine)的一个研究团队通过对吸烟者和不吸烟者的肺部细胞进行测序,发现吸烟者肺部细胞的突变频率的确更高。周一发表于《Nature Genetics》上,题为“Single-cell analysis of somatic mutations in human bronchial epithelial cells in relation to aging and smoking”的一篇研究论文表明,突变率的增长在23个吸烟指数后逐步趋于稳定(一个吸烟指数是指每天吸烟20根,持续一年)。这意味着可能存在一种机制,能抑制额外的突变累积,从而遏制癌症的发展。
爱因斯坦医学院医学和遗传学教授,纽约蒙蒂菲奥里医疗中心(Montefiore Health System)肺病专家,也是该研究的共同资深作者Simon Spivack在一份声明中说道:“吸烟量最大的吸烟者并没有表现出最高的突变量。我们的试验数据表明,这些个体在大量吸烟的情况下能够存活这么久,可能是因为他们成功地抑制了进一步的突变累积。”
研究人员使用单细胞多重置换扩增技术,对19名吸烟者(包括正在吸烟的和曾经吸过烟的),以及14名从不吸烟的人(包括两名青少年)进行了近端支气管基底层正常细胞的分析。他们分析了每名参与者的3到8个细胞核,并观察这些样本中SNVs(单核苷酸变异)和Indels(正常DNA序列长度发生改变)的数量。
总的来说,对从不吸烟的人来说,每个细胞核中SNVs的中位数量从11岁的464个到86岁的2739个不等,也就是说每个细胞每年有28个突变。同样,Indels的数量也随年龄的增长而增长,中位数从59到304,也就是每个细胞每年发生2次Indels。
而对于吸烟者来说,每个细胞每年的SNVs数量为91个,比不吸烟的人高出63个。不过Indels的突变数量与不吸烟者是非常相近的。
Spivack说:“这一实验证明了之前的假设是正确的,吸烟会增加突变频率,从而增加肺癌的患病风险。这可能就是不吸烟的人很少患肺癌的原因,而吸烟者患肺癌的概率有10%到20%。”
然而,研究人员发现,不断增加的突变率最终会趋于平稳。通过计算基因突变频率与累积吸烟量(吸烟指数)之间的关系,研究人员发现吸烟者的突变频率一直呈直线上升,直到23个吸烟指数之后开始保持不变。
SNV与吸烟指数关系图
研究人员指出,这就能解释为什么重度吸烟者与轻度吸烟者有相似的突变量。他们进一步表明,一些个体对新突变的累积具有更强的适应力,其中两名研究参与者是AKR1C2多态型的携带者,这种多态型有助于解除香烟烟雾中多环芳烃的毒性,并促进突变的形成。
这一结果也为研究开辟了一条新的道路。爱因斯坦医学院教授,这项研究的共同资深作者Jan Vijg在一份声明中指出,他们准备开展检测DNA修复或解毒能力的试验。更多癌症知识科普,术后改善贫血,营养指导方案,免费用药申请,各大医院约床服务等,需要的请留意【爱递肿瘤通】官方号+医助微信:szadkf05 报名
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