近日,科学家们研究了吸烟对身体不同器官所造成的灾难性的基因损伤,鉴定出了吸烟导致突变背后多种不同的机制。来自英国Wellcome Trust Sanger研究所、美国Los Alamos国家实验室等机构的科学家们发现,每天吸一包烟的“吸烟者”每年每个肺细胞(lung cell)中会累积平均150个额外突变。

11月4日,发表在Science杂志山的这一项研究(论文题目:Mutational signatures associated with tobacco smoking in human cancer)提供了吸烟数量与肿瘤DNA中突变数量之间的直接关联。其中,肺癌中观察到的突变率最高,但身体其它部分的肿瘤中也包含了这些吸烟相关的突变。这一结果解释了为什么吸烟会导致多种人类癌症。

超5000个肿瘤、17种癌症类型

吸烟每年会带走至少六百万人的生命。如果目前的趋势持续下去,WHO预计,本世纪会有超过10亿烟草相关的死亡。从流行病学角度,吸烟与至少17种人类癌症相关,但直到现在,还没有人找到吸烟导致其中许多癌症背后的机制。

在这一研究中,研究者们首次对与吸烟相关的癌症DNA进行了综合分析,研究了超过5000个肿瘤(来自17种不同的癌症类型)的体细胞突变和DNA甲基化,对吸烟者和从不吸烟的患者的肿瘤进行了比较。他们在吸烟者的DNA中发现了DNA损伤特定的分子指纹——称为突变标签(mutational signature),并且统计了在不同的肿瘤中会出现多少这些特定的突变。

An infographic describing the yearly number of mutations produced in a given type of cell by smoking a pack of cigarettes a day.

各器官突变数不同,肺细胞1年累积150个

科学家小组发现,平均来说,每天吸一包烟会导致每个肺细胞(each lung cell)每年出现150个突变。这也解释了为什么吸烟者患肺癌的风险会更高。

其它器官也受到了影响。具体来说,每天吸一包烟会导致喉部(larynx)每年每个细胞平均产生97个突变,咽部(pharynx)每年每个细胞平均产生39个突变,口中(mouth)每年每个细胞平均产生23个突变,膀胱中每年每个细胞平均产生18个突变,肝脏中每年每个细胞平均产生6个突变。

直到现在,科学家们还没有完全弄清楚,吸烟如何增加了身体中不与烟直接接触部位的患癌风险。参与该研究的David Phillips教授解释道:“直接DNA损伤导致的突变主要发生在与吸入的烟雾直接接触的器官中。相比之下,机体中的其它细胞遭受的只是间接损伤,因为吸烟似乎影响的是这些细胞的关键机制,再反过来改变DNA。”

该研究的第一作者Ludmil Alexandrov博士说:“之前,有大量的流行病学证据表明吸烟与癌症的关联,但现在,我们能够真正的观察和量化吸烟导致的DNA中的分子变化。”

通讯作者Michael R. Stratton教授表示:“我们的研究表明,吸烟导致癌症的途径比我们想象的要复杂。这一研究告诉我们,研究癌症中的DNA可以为弄清癌症的发展提供新思路,从而有望找到预防癌症的方法。”
 

吸烟的深刻“烙印”

当然,Science上的这一研究并不是吸烟影响DNA的唯一证据。今年9月,发表在Circulation: Cardiovascular Genetics上的一项研究中(题目:Epigenetic Signatures of Cigarette Smoking),科学家们对来自16000人的血液样本进行了研究,比较了吸烟者(包括戒烟者)的DNA甲基化修饰。

结果显示,与不吸烟者相比,超7000个基因存在与吸烟相关的DNA甲基化修饰,数量约占人类基因组的1/3。重要的是,即便戒烟,这些修饰依然会存在。虽然大多数被“修改”的基因会在戒烟5年内“恢复”,但是仍然有一些被修饰的基因在戒烟30年后,依然留有香烟的“烙印”。

让人无奈的二手烟

除了主动吸烟者,世界上还有很多受二手烟危害的人。研究指出,中国有近7.4亿人每天暴露于二手烟雾危害之下,其中1.82亿为儿童。近日,科学家们也找到了二手烟致癌背后的新机制。

7月8日,发表在PLOS ONE上的一项研究(论文题目:Exposure of Human Lung Cells to Tobacco Smoke Condensate Inhibits the Nucleotide Excision Repair Pathway)指出,烟草烟雾对DNA完整性具有双重影响:它不仅破坏DNA,还抑制了DNA损伤修复的一个关键过程。具体来说,肯塔基大学的研究人员鉴定出了烟草烟雾促进肺癌发展的一个新途径:抑制一种名为核苷酸切除修复的DNA修复过程。

结语

每次有以上这些研究出来,很多烟民都会调侃道:“吸烟危害这么大,让我抽根烟压压惊。”可玩笑归玩笑,小编还是想再次提醒一句:珍爱生命,吸烟有害健康。


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