Cell:在DNA留下的“指纹”中寻找癌症线索

十几年前,我们还在谈“癌”色变,而如今已成为司空见惯的事情,亲戚朋友或同事间,总能听到有人得癌症的消息。癌症到底是怎么是患上的,我们似乎都能说出个诱因:从饮食、吸烟到酒精,从空气污染到太阳辐射,我们环境中的许多因素都可能导致癌症。但现在,科学家们表示或许能找出导致单一肿瘤的罪魁祸首。因为他们已经成功地将特定的环境诱因与引发癌症的特定基因突变联系起来。该研究近日已发表在《Cell》上。这为癌症研究人员在肿瘤中寻找线索,从而推断引发癌症形成的原因提供了可能性。该研究通讯作者、英国剑桥大学临床医学院医学遗传学系Serena Nik-Zainal博士说:“突变签名是致癌物留在我们DNA上的‘指纹’,就像每个人的指纹一样都是独一无二的。它们使我们能将肿瘤当作犯罪现场对待,然后像法医一样,从线索中查明对肿瘤负责的罪魁祸首及其同谋。”


癌症是细胞内DNA变化的结果。这些变化或突变会影响细胞分裂和组织的生长,从而产生肿瘤。根据Cancer Research UK的最新数据,每两个人中就有一人会在一生中患上癌症。《Cell》上的这项研究包括了77种化学致癌物、治疗剂或DNA损伤反应(DDR)抑制剂、2种辐射源和一系列对照。这些不同的因子以不同的方式破坏DNA,并可能通过不同的途径进行修复。研究人员评估了细胞毒性和功能性DDR读数,随后产生了一系列经过处理和控制的亲代细胞培养物,共128个。在此基础上获得了324个单细胞亚克隆,然后用全基因组测序方法对其突变模式进行了研究。


总体而言,该研究团队发现了其中41种,即52%的因子产生了不同的遗传变化,这些变化可以在细胞中发现,有些还产生了不止一个特征。然后,研究团队将这些特征与人类癌症中的突变进行了比较。该研究共同通讯作者、伦敦国王学院的David Phillips教授说:“我们利用这项技术,创建了迄今为止最全面的人类基因组DNA损伤模式目录。这将使我们能够对患者的肿瘤进行检查,并确定他们接触到的哪些致癌物质可能是致病根源。”


研究团队发现,日光浴产生的一系列突变与紫外线相关的癌症相似;而烟草烟雾中发现的一系列物质也具有遗传特征,这些物质与吸烟引起的肺癌相似。他们还发现,化疗药物顺铂和卡铂所产生的遗传变化与化疗患者骨髓肿瘤中出现的遗传变化是一致的。Nik-Zainal说:“我们的研究成果将允许临床医生在未来识别导致癌症的罪魁祸首。这些信息在帮助制定减少人们接触潜在危险致癌物质措施方面将是非常宝贵的。”研究团队表示,这种方法还可能标记出此前未知的癌症病因,但他们也敦促人们应保持谨慎,并指出这也可能导致人们接触到一种实际上从未接触过的物质。他们写道:“强调这一点很重要,因为它可能对某些行业产生重要的法律影响。”


原始出处:


Jill E. Kucab,et al.A Compendium of Mutational Signatures of Environmental Agents.Cell. April 11, 2019