新功能、新界面、新体验,扫描即可下载生物谷APP!
首页 » Science报道 » Science:三分之二的致癌突变归因于随机DNA复制错误

Science:三分之二的致癌突变归因于随机DNA复制错误

来源:生物谷 2017-03-25 12:17


图片来自Cristian Tomasetti et al, Science, doi:10.1126/science.aaf9011。

2017年3月25日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国约翰霍普金斯大学基梅尔癌症中心的研究人员提供证据证实随机的不可预测的DNA复制“错误”导致将近三分之二的致癌突变。他们的研究建立在依据来自全世界的DNA测序数据和流行病学数据开发出的一种新的数学模型的基础上。相关研究结果发表在2017年3月24日的Science期刊上,论文标题为“Stem cell divisions, somatic mutations, cancer etiology, and cancer prevention”。

论文共同通信作者、约翰霍普金斯大学基梅尔癌症中心生物统计学助理教授Cristian Tomasetti博士说,“众所周知,我们必须避免吸烟等环境因素,以便降到我们的患癌风险。但是,并不为很多人所知的是,每次分裂时,一个正常的细胞会复制它的DNA,产生两个新的子细胞。这个过程会发生很多错误。这些复制错误是致癌突变的一种重要的来源。在过去,这些致癌突变在科学上被低估的。这项新的研究首次估计了这些复制错误导致的突变比例。”

论文共同通信作者、约翰霍普金斯大学基梅尔癌症中心路德维希中心联合主任Bert Vogelstein博士说,“我们需要继续鼓励人们避免增加他们发生致癌突变风险的环境因素和生活方式。然而,很多人仍然会因这些随机的DNA复制错误患上癌症,而且在所有癌症仍然能够可治愈的期间,开发更好的方法来更早地检测这些癌症仍然是迫切需要的。”

这些研究人员说,他们的结论与证实大约40%的癌症能够通过避免不健康的环境因素和生活方式加以阻止的流行病学研究相符合。他们说,促使开展这项新研究的缘由在于保持健康生活方式(不抽烟,健康饮食,健康体重,很少或没有接触已知的致癌物)而且没有癌症家族史的人经常患癌。

Tomasetti和Vogelstein认为导致这种现象的原因在于随机的DNA复制错误。他们说,降低已知环境风险因素的当前和未来努力将对全世界的癌症发生率产生重大影响。但是,他们说,这项新研究表明人们很少关注早期癌症检测策略。毕竟,这些早期检测策略将会解决随机DNA复制错误导致的大量癌症。

Vogelstein说,“不论外界环境变得多美好,这些癌症仍然会发生。”

在2015年1月2日发表在Science期刊上的一项早前的研究中,Tomasetti和Vogelstein报道DNA复制错误能够解释为何在美国,某些癌症(如结肠癌)要比其他的癌症(如脑癌)更加常见。

在这项新的研究中,这些研究人员提出了一个不同的问题:癌症中多大比例的突变是由这些DNA复制错误导致的?

为了解答这个问题,他们密切地研究了32种癌症中促进异常细胞生长的突变。他们利用来自癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas)的DNA测序数据和来自英国癌症研究数据库(Cancer Research UK database)的流行病学数据,开发出一种新的数学模型。

根据这些研究人员的说法,癌症的产生通常需要发生两种或以上的关键性基因突变。在人体内,这些突变能够是由随机DNA复制错误(源自环境因素或基因遗传)导致的。了解到这一点,Tomasetti和Vogelstein利用他们的数学模型证实当胰腺癌中的关键性突变加在一起时,77%的突变是由随机DNA复制错误导致的,18%的突变是由环境因素(如吸烟)导致的,剩下的5%是由遗传导致的。

在前列腺癌、脑癌和骨癌等其他的癌症中,95%以上的癌症是由随机DNA复制错误导致的。

他们注意到肺癌呈现出一种不同的情形:65%的突变是由环境因素(主要是吸烟)导致的,35%的突变是由于DNA复制错误。已知遗传因素并未在肺癌中发挥着作用。

通过研究这32种癌症,这些研究人员估计66%的致癌突变起源自DNA复制错误,29%的致癌突变能够归因于生活方式或环境因素,剩下的5%来自遗传。

尽管不论外界环境如何,致癌突变仍然发生,但是人们能够采取行动,避免接触危险物质和非健康的生活方式,从而让这些突变发生率最小化。

Tomasetti和Vogelstein在2015年开展的那项研究在科学家之间引发激烈的争论:他们之前发布的分析结果并不包括乳腺癌或前列腺癌,而且它仅反映美国的癌症发生率。

不过,Tomasetti 和Vogelstein如今报道全世界存在一种类似的模式,从而支持了他们的结论。他们推断更多的细胞发生分裂,器官中的细胞发生DNA复制错误的潜力就更高。他们比较了干细胞分裂总数和国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer)在来自美国之外的68个国家的423个癌症病人登记处收集的癌症发生率数据,而且所收集的数据代表了世界上一半以上的人口。他们发现不论这些国家的环境或经济发展阶段如何,在17种癌症中,癌症发生率和正常的细胞分裂次数存在较强的关联性。

Tomasetti说,这些随机DNA复制错误将会发挥着更加重要的作用,这是因为社会面临人口老龄化,我们的细胞制造越来越多的DNA复制错误的几率增加了。Vogelstein说,鉴于这些错误导致大部分癌症,已避免已知风险因素的癌症患者也应当因他们的发现而感到一丝安慰。Vogelstein说,“这不是你的错。你所患的疾病与你做什么或不做什么无关。”(生物谷 Bioon.com)

本文系生物谷原创编译整理,欢迎转载!点击 获取授权 。更多资讯请下载生物谷APP

原始出处:

Cristian Tomasetti, Lu Li, Bert Vogelstein. Stem cell divisions, somatic mutations, cancer etiology, and cancer prevention. Science, 24 Mar 2017, 355(6331):1330-1334, doi:10.1126/science.aaf9011

Martin A. Nowak, Bartlomiej Waclaw. Genes, environment, and “bad luck”. Science, 24 Mar 2017, 355(6331):1266-1267,doi:10.1126/science.aam9746

温馨提示:87%用户都在生物谷APP上阅读,扫描立刻下载! 天天精彩!


相关标签

最新会议 培训班 期刊库