根据RIKEN研究人员的一项研究,胃癌的风险被一种特殊的胃微生物——幽门螺杆菌和九种基因的罕见变异显著放大。这项研究表明,有针对性的抗生素治疗可能会降低遗传易感个体的风险。
在九种基因中发现的一种胃微生物和罕见的变异协同作用,大大增加了一生中患胃癌的风险。
日本理化研究所的研究人员发现,基因对胃癌(全球第四大癌症致死原因)的影响比之前认为的要大。
2013年,女演员安吉丽娜·朱莉宣布为了预防乳腺癌和卵巢癌,她做了双乳切除术,引起了轰动。她的母亲、祖母和姨妈都因乳腺癌和卵巢癌去世。
她之所以做出这个决定,是因为她发现自己携带了一种罕见的BRCA1基因变体,这种基因变体大大增加了她患乳腺癌的风险。这一声明引发了很多关于基因在癌症中所起作用的争论,人们是否应该接受筛查,以及根据他们的基因组应该采取什么行动。
幽门螺杆菌的假彩色电子显微照片(蓝色)。这种细菌可以感染胃粘膜,是发生胃癌的危险因素。日本理化研究所的研究人员发现,当幽门螺旋杆菌存在时,某些基因变异会大大增加患胃癌的风险。图片来源:Steve Gschmeissner / Science Photo Library
这场争论被认为与胃癌没有直接关系,因为遗传学在胃癌的发展中并不起重要作用。相反,它的主要原因是一种叫做幽门螺杆菌的细菌。
致癌感染
世界上大约一半的人的胃里都有幽门螺杆菌,大多数情况下是通过与他人的唾液、牙菌斑、呕吐物或粪便接触而感染的,但有时也会通过受污染的食物或水感染。
大多数人都没有意识到他们的胃里有这种细菌,因为它通常不会引起任何症状。然而,在20世纪80年代,两位澳大利亚人巴里·马歇尔和罗宾·沃伦发现,绝大多数胃溃疡都是由这种细菌引起的。许多科学家最初对这种说法不屑一顾,因为它与公认的观点背道而驰,即溃疡主要是由压力和其他生活方式因素引起的。然而,进一步的研究证明了马歇尔和沃伦的观点是正确的,他们也因此在2005年共同获得了诺贝尔奖。
胃癌被认为主要是由幽门螺杆菌引起的,但RIKEN的研究人员发现,幽门螺杆菌与几种基因变异的结合大大增加了一生中患胃癌的可能性。
随后,人们发现幽门螺旋杆菌与胃癌有关,并将其列为最高级致癌物,与吸烟、饮酒和过度晒太阳并列。遗传学的作用被认为是最小的,仅占病例的1%至3%。
一个更微妙的视角
现在,日本理研综合医学科学中心的臼井义明(Yoshiaki Usui)和Momozawa Yukihide及其同事表明,现实情况更为微妙。他们发现有两个风险因素——h。幽门螺杆菌感染加上携带某些基因变异,使终生患胃癌的概率大大增加。
具体来说,他们发现,如果没有幽门螺旋杆菌,无论基因如何,一个人一生中患胃癌的概率都低于5%。对于感染幽门螺杆菌但没有携带一种罕见的高风险基因变体的人来说,这种风险增加到14%。但真正令人惊讶的是,对于同时携带幽门螺杆菌和四种基因变体中的一种的人(其中包括安吉丽娜·朱莉携带的变体),患病风险跃升至45%以上。这些结果发表在2023年3月的《新英格兰医学杂志》上。
臼井说:“我怀疑基因变异和幽门螺杆菌之间可能存在相互作用,影响胃癌的风险。”“但实际影响比我想象的要大得多。”
臼井义明是日本理研综合医学科学中心基因分型发展实验室的特聘博士后研究员。他于2013年毕业于冈山大学。在担任血液学肿瘤学家之后,他于2018年在爱知癌症中心开始了癌症流行病学研究。2020年,他加入了现在的实验室,进行大规模的基因分析。2021年获冈山大学博士学位。他目前从事将流行病学观点与大规模遗传分析相结合的癌症研究。来源:日本
赋予变异载体力量
重要的是,这一发现给那些携带其中一种基因变体的人带来了希望——他们可以接受幽门螺杆菌检测,如果他们被感染了,他们可以服用抗生素来消除细菌,从而大大降低他们患胃癌的风险。这一点真的很吸引Momozawa。
“作为一名遗传学家,我的很多工作涉及识别遗传风险,有时我们只能对携带者提供风险评估,这并不是很令人满意,”他说。“但这一次我们可以提供遗传风险和有效的治疗。这是这项研究的一个关键点。”
这一发现也为胃癌的发展提供了重要的见解。众所周知,幽门螺旋杆菌会通过在某些地方折断DNA的双链来破坏DNA。与此同时,九个已确定的基因中有四个参与了修复受损DNA的过程。如果这四种基因的高危变体之一存在,DNA修复机制就不起作用,细胞就会恢复到另一个修复DNA的过程,而这个过程更容易引入错误。因此,幽门螺杆菌破坏DNA,基因变异导致在修复这种损伤时引入错误。这就解释了当这两种因素都存在时,患胃癌的风险很高。
这一发现也将为其他癌症的研究提供信息。在9种高危胃癌基因(APC、ATM、BRCA1、BRCA2、CDH1、MLH1、MSH2、MSH6和PALB2)中,BRCA1和BRCA2等基因与乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌和胰腺癌有关,而MLH1、MSH2和MSH6则增加了结直肠癌的风险。
Yukihide Momozawa是日本理研综合医学科学中心基因分型发展实验室的团队负责人。他毕业于东京大学兽医学系。他在比利时里昂热大学动物基因组学部门做了五年博士后,师从Michel Georges教授。他于2012年加入目前的实验室,担任研究员,并于2015年成为团队负责人。他对利用遗传信息来改善人类和动物健康很感兴趣,这可以通过与RIKEN的同事和其他不同的合作者进行大规模的遗传分析来揭示。来源:日本
区部分差异
为了进行这项研究,研究小组分析了来自近1.2万名胃癌患者和4.4万多名非癌症患者的DNA样本,并利用了两个日本队列。但由于幽门螺杆菌在东亚更为普遍,而且该地区的菌株毒性特别强,因此在其他地区的结果可能远没有那么严重。臼井推测,如果同样的研究在美国或欧洲进行,那么胃癌风险的差异可能太小而无法发现。这凸显了在不同地区进行基因研究的重要性。
西澳大利亚大学的诺贝尔奖获得者Barry Marshall在评论这项研究时说:“Momozawa等人的这项具有里程碑意义的研究使我确信,幽门螺杆菌是各种致癌物质的引爆器,无论是环境还是基因组。简而言之,幽门螺旋杆菌会让一切变得更糟。更糟。”
参考文献:《幽门螺杆菌、同源重组基因与胃癌》,作者:臼井义明,m.d., Ph.D.,谷山幸,Ph.D.,远藤美纪子,B.Sc.,小柳丽子,m.d., Ph.D.,香井由美子,M.M.Sc.。,尾泽勋,医学博士,医学博士,伊藤秀美,医学博士,医学博士,医学博士,伊本一生,医学博士,医学博士,田中刚,医学博士,塔克雅弘,医学博士,医学博士,岩崎佑介,医学博士,井友美,理学博士,白崎诺佐,高田贞明,理学博士,铃木国彦,寺尾千木,医学博士,博士,畑山正典,医学博士,博士,平田真彦,医学博士,博士,吉田真彦,医学博士,博士,镰谷洋一,医学博士,博士,中川秀明,医学博士,博士,松田光一,2023年3月30日,《新英格兰医学杂志》,医学博士,村上吉典,医学博士,阿曼达·b·斯普尔德,医学博士,松井凯塔罗,医学博士和百泽幸hide,医学博士。DOI: 10.1056 / NEJMoa2211807