一項對人類健康數據和小鼠實驗的全面研究顯示，空氣汙染可能不是透過DNA突變，而是透過創造一個炎癥環境，「鼓勵」攜帶致癌突變的細胞增殖，從而導致癌癥。
這項4月5日發表於【自然】的研究，揭示了環境暴露引發癌癥的機制，並期望找到預防癌癥的方法。
「我們的想法是，暴露於致癌物可能會導致癌癥，但實際上不會對DNA產生任何影響。」英國劍橋大學醫學遺傳學家Serena Nik-Zainal說，「並非每一種致癌物都是‘誘變劑’。」
空氣汙染每年造成全球數百萬人死亡，其中25多萬人死於一種叫作腺癌的肺部癌癥。不過，Nik-Zainal說，研究空氣汙染如何引發癌癥一直很困難，部份原因是空氣汙染的影響不如其他致癌物（如煙草煙霧或紫外線）那麽明顯。
為了揭示這一機制，英國法蘭西斯·克歷克研究所的Charles Swanton和同事從英國、加拿大、南韓、中國台灣等搜集了環境和流行病學數據。
首先，為了減少煙草煙霧對數據的影響，研究小組重點研究了攜帶EGFR基因突變的肺癌。這些突變在從不吸煙的人群中比在吸煙者中更普遍。
結果發現，攜帶EGFR突變的肺癌與暴露於PM2.5或更小可吸入顆粒物形式的空氣汙染有關。這種汙染物是由內燃機、燃煤發電站和燃燒木材排放的。
之後，為了解更多資訊，研究人員設計了攜帶與人類癌癥相關的EGFR突變的實驗小鼠。與未暴露於顆粒物的對照小鼠相比，接觸與空氣汙染中發現的顆粒物類似物質的小鼠更容易患上肺癌。
不過，盡管肺癌發病率較高，但小鼠肺細胞中的突變數量並沒有增加。相反，在暴露於顆粒物後，它們出現了持續數周的炎癥反應跡象。一些湧向肺部的免疫細胞表達了一種名為IL-1β的促炎蛋白。用一種阻斷IL-1β的抗體治療小鼠，可以降低其肺癌發病率。
綜上所述，研究結果表明，空氣汙染促進了肺部已經存在的突變細胞增殖，這可能是衰老過程中DNA錯誤積累的結果。
「空氣汙染導致癌癥的主要機制不是誘導新的突變，而是這種持續性炎癥變得難以治愈。這對這些突變細胞生長成腫瘤至關重要。」美國加州大學研究人員Allan Balmain表示。
此前研究發現，攜帶與癌癥相關突變的細胞有時會在健康組織中被發現。Swanton和合作者研究了非癌性肺組織中EGFR突變的頻率，發現大約每60萬個細胞中就有一個存在EGFR突變。
「很罕見，但確實存在。」論文作者之一、法蘭西斯·克歷克研究所的Emilia Lim說。
這一發現與Balmain和合作者之前的研究結果吻合。他們測試了20種已知或疑似人類致癌物，發現其中大多數不會增加小鼠的DNA突變數量。Balmain說：「人們越來越意識到，致癌物不必透過直接改變DNA序列發揮作用。」
如何防止攜帶突變的細胞被空氣汙染等環境因素啟用？Balmain表示，由於數百萬人暴露於高水平空氣汙染中，用IL-1β阻斷藥物進行治療不可行且成本昂貴，並可能對原本健康的人造成不必要的副作用。
在他看來，對抗炎癥的簡單飲食幹預措施可能會降低某些癌癥的風險。「有必要重新審視這些問題並進行研究和測試。」
相關論文資訊：https:// doi.org/10.1038/s41586- 023-05874-3
