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前沿 | MIT:肝癌发病几年前,我们就能找到它

导语:

黄曲霉毒素是一种强效致癌物质。研究估计,大约有80%的肝癌与黄曲霉毒素的暴露有关。由于黄曲霉毒素通常会在霉变的玉米、花生和葵花籽中存在,一不留神,人体就会将这种致癌物质摄入体内。





▲MIT的科学家们找到了提前发现致癌突变的方法


最近,麻省理工学院(MIT)的研究人员开发了一种方法,用于检测细胞是否曾暴露在黄曲霉毒素中。这种筛查可以用来预测罹患肝癌的潜在风险。甚至在肝癌形成的多年前,它能预言疾病的发生。

为了检测细胞是否曾受黄曲霉毒素的影响,研究人员首先需要了解,黄曲霉毒素为何会导致肝癌。先前,这家来自MIT的实验室曾发现,黄曲霉毒素会诱发基因突变——在这种毒素的作用下,DNA中的鸟嘌呤(G)往往会转变为胸腺嘧啶(T),这会对一些关键基因造成严重的影响。一旦这些基因失去作用,肝癌也就更容易发生。

研究人员敏锐地发现,这些黄曲霉毒素对DNA序列有着特殊的偏好。理论上说,它应当随机造成突变,但实际上,研究人员意识到,高达25%的突变发生在CGC序列上。尽管目前尚不清楚原因,但这无疑可以被作为检测黄曲霉毒素暴露的一个标准——如果动物体内的CGC序列出现了异常高的突变,那么它就要小心了。


▲黄曲霉毒素能通过一系列复杂的途径,诱使肝癌发生

(图片来源:《PNAS》)


在小鼠实验中,研究人员的假设得到了验证。首先,他们让出生4天的小鼠暴露在黄曲霉毒素中。随后,他们分别在小鼠10周大(尚未出现肿瘤),以及小鼠出现肿瘤的两个时间节点,对小鼠的肝脏细胞进行了DNA测序。

“即使才刚到第10周,一种非常明显的突变特征就已经出现了,”一名研究人员说:“这是一种非常早期的发作。”

研究表明,这种技术能在小鼠尚未出现肿瘤前,就清楚地找到CGC序列发生的突变,并以此预测小鼠的肿瘤风险。更关键的是,尽管这种突变发生的概率极低(1000万到1亿个DNA碱基对中只有一个),研究人员依旧可以准确地将它挑出来。


▲一种特殊的基因测序法使科学家能“亿里挑一”,找到突变

(图片来源:PNAS)

 
“这就好像是找到了一个指纹,” 研究人员说:“它可以真正的衡量动物此前是否曾暴露于致癌物质中。”

在动物实验后,研究人员又进一步分析,这种技术能否在人体中也能预测黄曲霉毒素对身体的影响。他们从世界范围内找到了300多名肝癌患者,并分析了他们肿瘤细胞的遗传特征。比对发现,其中13名患者的特征与小鼠细胞内的特征非常相像。进一步的数据追踪表明,这13名患者主要来自亚洲和撒哈拉以南的非洲地区。由于饮食因素,这些地区的人经常接触含有黄曲霉毒素的食物。因此,这也从侧面支持,这项技术能够检测出哪些人曾暴露于黄曲霉毒素之中。


▲由于饮食,亚洲和非洲部分地区的人很容易摄入黄曲霉毒素

(图片来源:HarvestChoice)


有了这种检测手段,MIT的科学家们希望进一步将它开发成一种简单的测试。比如,只要验一下血,医生就能检测到这些特殊的突变情况。那些血检呈阳性的患者需要进行定期的肝脏扫描,以便确认肿瘤是否开始形成。这样一来,他们就可以在肿瘤形成的第一时间通过手术将肿瘤去除。
 
“你可以设想,在这个世界上有一个拥有一百万人口的区域是具有高风险的地区。通过检测这种特征突变,你可以从这一百万人口中筛选出大概5000名携带这种突变的人,这些就是需要紧密跟踪做早期检测的人。” 一名公共卫生专家评论说。
 
利用这一思路,科学家们可以对很多致癌物质引发的癌症早期突变进行追踪,并对高风险人群进行预先的筛查,减少晚期肝癌的发病率。这样一来,肝癌患者们的生命也将得到更好的保障。
 
参考资料:
[1] Detecting mutations could lead toearlier liver cancer diagnosis
[2] MIT官方网站


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