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研究人员已经发现17种癌症肿瘤中可能由烟草烟雾

时间:2019-01-14

“使用基因组测序比较吸烟者和非吸烟者中出现的癌症突变从未在这种程度上进行过比较,” 密歇根州Van Andel研究所的Gerd Pfeifer没有参与这项工作,但撰写了一篇随附的社论。科学家。

“这项研究强调了初级预防对烟草相关癌症的重要性,以及我们对烟草如何导致癌症的细节仍然不了解,” 新加坡杜克大学新生国家计算生物学中心的史蒂夫·罗森说。没有参与这项研究。

洛斯阿拉莫斯国家实验室的Ludmil Alexandrov以及Wellcome Trust的Michael Stratton 及其同事使用了610个肿瘤的全基因组序列和4,633个额外肿瘤的外显子组,共同涵盖了17种与吸烟相关的癌症形式。研究人员将每个肿瘤检查为先前研究中发现的多种基因组突变特征的混合物,该研究涵盖了更广泛的肿瘤类型。研究人员在本研究中检查的5,243种肿瘤中,2,490种来自烟草吸烟者,1,063种来自不吸烟者。

“假设是烟草中的化学物质直接损害直接暴露于烟草烟雾的肺部组织中的DNA。但是,对于烟草烟雾如何增加其他组织中不会直接暴露于像膀胱和肾脏一样的烟雾的风险,“亚历山德罗夫告诉科学家们 ”并不了解。“我们想了解烟草增加癌症风险的机制。”

研究人员表示,在直接暴露于烟草烟雾的组织中发生癌症的患者患癌症的比值比最高的肿瘤类型(小细胞肺癌,鳞状肺癌和肺腺癌)。根据在肺组织样本中观察到的突变数量,研究人员估计,在每天吸一包香烟一年的个体中,大约150个突变在特定肺细胞中累积。

研究小组还发现了吸烟者肺部和喉部肿瘤的突变特征。这种鸟嘌呤 - 胸腺嘧啶碱基对的变化被认为是由于鸟嘌呤上的DNA加合物而发生的,并且之前已被证明是在暴露于已知的烟草衍生的致癌物的细胞中发生的突变特征。

对于间接暴露于烟草烟雾的组织,情况更为复杂。

研究人员发现了一种复杂的突变模式,涵盖了所有检查的癌症类型。这种细胞老化相关的突变模式在吸烟者和非吸烟者的肿瘤中发现,但在吸烟者中得到了丰富。“我们认为在这种情况下发生的事情是烟草烟雾正在放松对分子钟的控制,这正在增加这些突变积累的速度,”亚历山德罗夫解释说。这些突变如何发生尚不清楚。

“直接吸烟的组织看起来与间接暴露的组织不同,”Rozen说。“间接受影响的人更神秘,指出我们真的不知道吸烟导致这些组织肿瘤的机制。”

虽然已经观察到吸烟者血细胞中的不同DNA甲基化模式与非吸烟者相比,但在本研究中,研究人员观察到两组中相似的甲基化模式。

与烟草烟雾相关的癌症发展的几种组织是涉及代谢和废物过滤的组织,例如胃,肝,膀胱和肾。“这些组织不直接看到烟草烟雾,因此烟草可能通过代理服务,”亚历山德罗夫告诉科学家。

“我们认为这项研究将证实有关吸烟和致癌DNA突变的先前结果,”他继续说道。“但我们发现了一些新的机制,表明我们还有很多东西不知道。”

Pfeifer建议该方法现在应该用于研究致癌物质未知的其他癌症的起源。他说:“我们可以看一下突变特征,为我们提供可能引起突变的诱变剂类型的良好线索。”

亚历山德罗夫,斯特拉顿及其同事现在计划采用相同的方法来揭示其他因素背后的突变模式和潜在机制,例如肥胖和荷尔蒙变化,已知会增加某些癌症的风险。“我们知道烟草会导致癌症,并且已经揭示了一系列潜在的机制。但是还有许多导致癌症的其他因素,但我们对这些机制一无所知,“亚历山德罗夫说。


“使用基因组测序比较吸烟者和非吸烟者中出现的癌症突变从未在这种程度上进行过比较,” 密歇根州Van Andel研究所的Gerd Pfeifer没有参与这项工作,但撰写了一篇随附的社论。科学家。

“这项研究强调了初级预防对烟草相关癌症的重要性,以及我们对烟草如何导致癌症的细节仍然不了解,” 新加坡杜克大学新生国家计算生物学中心的史蒂夫·罗森说。没有参与这项研究。

洛斯阿拉莫斯国家实验室的Ludmil Alexandrov以及Wellcome Trust的Michael Stratton 及其同事使用了610个肿瘤的全基因组序列和4,633个额外肿瘤的外显子组,共同涵盖了17种与吸烟相关的癌症形式。研究人员将每个肿瘤检查为先前研究中发现的多种基因组突变特征的混合物,该研究涵盖了更广泛的肿瘤类型。研究人员在本研究中检查的5,243种肿瘤中,2,490种来自烟草吸烟者,1,063种来自不吸烟者。

“假设是烟草中的化学物质直接损害直接暴露于烟草烟雾的肺部组织中的DNA。但是,对于烟草烟雾如何增加其他组织中不会直接暴露于像膀胱和肾脏一样的烟雾的风险,“亚历山德罗夫告诉科学家们 ”并不了解。“我们想了解烟草增加癌症风险的机制。”

研究人员表示,在直接暴露于烟草烟雾的组织中发生癌症的患者患癌症的比值比最高的肿瘤类型(小细胞肺癌,鳞状肺癌和肺腺癌)。根据在肺组织样本中观察到的突变数量,研究人员估计,在每天吸一包香烟一年的个体中,大约150个突变在特定肺细胞中累积。

研究小组还发现了吸烟者肺部和喉部肿瘤的突变特征。这种鸟嘌呤 - 胸腺嘧啶碱基对的变化被认为是由于鸟嘌呤上的DNA加合物而发生的,并且之前已被证明是在暴露于已知的烟草衍生的致癌物的细胞中发生的突变特征。

对于间接暴露于烟草烟雾的组织,情况更为复杂。

研究人员发现了一种复杂的突变模式,涵盖了所有检查的癌症类型。这种细胞老化相关的突变模式在吸烟者和非吸烟者的肿瘤中发现,但在吸烟者中得到了丰富。“我们认为在这种情况下发生的事情是烟草烟雾正在放松对分子钟的控制,这正在增加这些突变积累的速度,”亚历山德罗夫解释说。这些突变如何发生尚不清楚。

“直接吸烟的组织看起来与间接暴露的组织不同,”Rozen说。“间接受影响的人更神秘,指出我们真的不知道吸烟导致这些组织肿瘤的机制。”

虽然已经观察到吸烟者血细胞中的不同DNA甲基化模式与非吸烟者相比,但在本研究中,研究人员观察到两组中相似的甲基化模式。

与烟草烟雾相关的癌症发展的几种组织是涉及代谢和废物过滤的组织,例如胃,肝,膀胱和肾。“这些组织不直接看到烟草烟雾,因此烟草可能通过代理服务,”亚历山德罗夫告诉科学家。

“我们认为这项研究将证实有关吸烟和致癌DNA突变的先前结果,”他继续说道。“但我们发现了一些新的机制,表明我们还有很多东西不知道。”

Pfeifer建议该方法现在应该用于研究致癌物质未知的其他癌症的起源。他说:“我们可以看一下突变特征,为我们提供可能引起突变的诱变剂类型的良好线索。”

亚历山德罗夫,斯特拉顿及其同事现在计划采用相同的方法来揭示其他因素背后的突变模式和潜在机制,例如肥胖和荷尔蒙变化,已知会增加某些癌症的风险。“我们知道烟草会导致癌症,并且已经揭示了一系列潜在的机制。但是还有许多导致癌症的其他因素,但我们对这些机制一无所知,“亚历山德罗夫说。