天生基因修復力強?為什麼有些人終生抽菸卻沒罹患肺癌?

雖然有毒的香煙煙霧似乎會引起肺部中額外的細胞突變,但是這些突變是否會演變為腫瘤,這取決於身體修復 DNA 或減少 DNA 損壞的能力有多好。

活躍的修復基因

抽菸是罹患肺癌風險因子的第一名。在美國,多達 90% 死於肺癌的人是由香煙產品所造成的。

無庸置疑,保護自己免於肺癌,最安全的方法就是避免抽菸。但同時,也不是所有終生都在抽菸的人,就注定會罹患癌症。事實上,很大部分的人都不會。科學家們長久以來都在納悶為什麼,而新研究進一步證明,遺傳學在這上頭扮演了角色。

在那些抽菸但從來沒罹患肺癌的人當中,研究人員找到了內在的優勢。排列在他們肺部的細胞似乎較不可能隨著時間而突變。這發現認為,在某些個體中,DNA 修復基因更加活躍,這能夠保護避免癌症發生,即使當這些人規律地在抽菸。

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研究結果顯示,重度抽菸者不一定有更高的細胞突變負擔

這項研究使用了來自 14 位從不抽菸者、以及 19 位輕度、中度、重度抽菸者的支氣管遺傳圖譜。研究人員對從這些受試者的肺部所收集到的表面細胞個別進行定序,來測量他們基因組中的突變。

美國阿爾伯特·愛因斯坦醫學院(Albert Einstein College of Medicine)的流行病學家及胸腔科醫師賽門·史匹伯克教授(Simon Spivack)解釋:「這些肺部細胞存活多年,甚至數十年,所以可能隨年紀與抽菸而累積突變。在所有肺的細胞類型當中,這些是最有可能變成癌症細胞的。」

根據研究作者們,這些發現「明確展示」,人類肺部中的突變會隨著自然年紀而增加,而在抽菸者當中,DNA 損壞更加顯著。

長久以來,香煙的煙與造成肺部中 DNA 損壞有關,但是新研究發現,並非所有抽菸者都處境相同。雖然某人抽菸的量與細胞突變速率的增加有關,但是在大約 2、3 年,每天抽一包的量之後,這個風險就維持穩定了。

史匹伯克教授說:「最重度的抽菸者並沒有最高的突變負擔。我們的數據顯示,儘管這些人重度抽菸,但是因為他們試著抑制突變進一步累積,因此他們能夠存活如此久。讓突變趨於穩定的能力,可能是源自這些人具有很熟練的系統來修復 DNA 損傷或解毒香煙煙霧。」

這發現可以幫忙解釋說,為何 80-90% 的終生抽菸者從來沒有罹患肺癌。它也可以幫忙解釋說,為何有些從不抽菸的人卻長出腫瘤。

雖然有毒的香煙煙霧似乎會引起肺部中額外的細胞突變,但是這些突變是否會演變為腫瘤,這取決於身體修復 DNA 或減少 DNA 損壞的能力有多好。

與 DNA 修復有關的基因可能是固有或獲得的,而在過去的研究中,修復基因的靜默(註)與腫瘤的發展有關。基因也不是影響一個人罹癌風險的唯一因素。像是飲食之類的環境因子,也可能影響身體中造成癌症發展的養分。

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什麼東西能讓一個人的身體在修復 DNA 上更棒,這還有待爭論且很有可能很複雜;但是,這個新發現認為,這個過程與肺癌發展緊密相連。

遺傳學家揚·維格教授(Jan Vijg)說:「我們現在希望研發新的檢測方法,能夠測量某人修復 DNA 或是解毒的能力,這可以提供新方法來評估一個人罹患肺癌的風險。」

​​註釋:基因靜默(Gene silencing)泛指生物細胞藉由不同方式(如DNA甲基化、RNA干擾),讓該段基因的表現受到抑制。

參考資料

  • Cassella, C., (2022, May 26). The Mystery of Why So Many Lifelong Smokers Never Get Lung Cancer May Be Solved. ScienceAlert
  • Huang, Z. et al., (2022, April 11). Single-cell analysis of somatic mutations in human bronchial epithelial cells in relation to aging and smoking. Nature Genetics. doi.org/10.1038/s41588-022-01035-w

本文經明日科學授權刊登,原文刊載於此

實習編輯:陳念渝
核稿編輯:Xenia

陳 念渝
陳 念渝
桃園人,目前在新竹讀書。喜歡文字、喜歡旅行。
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