布罗德分析29种健康组织基因首证实33的人携带癌症相关突变麻花钻

2022-07-13

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近日，布罗德研究所的Keren Yizhak和Gad Getz等发表在Science上的一项研究却让一向傲娇的Nature破天荒地配发了评论。他们对人体中皮肤、食道、肺、肝等29种不同健康组织的RNA分析发现，发现了95%的个体中都存在体细胞变异，33%存在肿瘤相关突变。这是首次科学家通过基因数据分析证实。

在Nature的评论中，此前曾在眼睑和食道中发现大量突变的I?igo Martincorena表示：“我们现在意识到我们是嵌合体，我们身体中的大量细胞已经携带了癌症突变，这些都是癌症的种子。”

DNA作为遗传信息的载体，着实不太靠谱，什么自发脱碱基、脱氨基，以及复制过程中的错误等等，都在威胁着遗传信息的信息安全，产生种种体细胞突变。其中有些突变还会让细胞获得生存和增殖的优势，长成克隆。

这些克隆其实一只脚就已经踩在了肿瘤的门槛上了，造血细胞的克隆中富含与血液肿瘤有关的突变，而皮肤和食道上的克隆里，皮肤癌和食道癌相关的突变也很多。此外，衰老、心血管系统疾病和一些神经系统疾病，也与突变形成的克隆有关。

为了进一步探究这些体细胞突变和克隆在人体中的流行程度，Keren Yizhak和Gad Getz等展开了研究。

Gad Getz（来自布罗德研究所）

研究人员从基因型组织表达项目（GTEx）[9]中，获得了来自数百名健康人的30余种正常组织的数据，使用自己开发的方法对其中RNA的突变情况进行了分析。在之前的测试中，这一方法可以发现等位基因频率超过0.07的基因突变。

在来自488人的29种不同组织，共计6707个RNA样本中，研究人员检测一共到了8870个体细胞突变。95%的人中至少有一个样本检测到了基因突变！几乎人人都有！

这些突变的中位等位基因频率为0.05，其中约59%是错义突变，有不少是相应组织癌症中常见的突变。在3%的样本中至少有一个与癌症相关的突变。而如果按个体计算的话，则33%的参与者都有癌症相关突变！这些携带癌症相关突变的克隆，可都是肿瘤的种子！在皮肤、食道、脂肪、肾上腺和子宫组织中，癌症相关突变的比例更高。

在这些癌症相关的基因突变中，最常见的还是TP53和Notch1。研究显示，这两种突变不愧是致癌突变，都给细胞带来了生存优势。尤其是具有损伤修复功能的TP53突变了的样本中，其它基因突变的频率明显高于未携带TP53突变的样品。不过，没有发现同时存在TP53和Notch1突变的样品。

（来自pixabay.com）

整体上，研究人员发现那些表达较高的基因相对不太容易出现突变。这可能是高表达基因转录较多，也就使得在转录中进行的转录耦合修复更为活跃。

在不同的组织间，突变水平的差异就更大了。其中突变最多的是暴露在阳光下的皮肤，平均每个样本有接近10个突变，其次是食道，平均有4个左右。而大脑、胰腺等等组织中，突变就要少很多，平均每个样本不到1个。

此外女性乳腺的突变水平明显要高于男性，毕竟女性的乳腺要有分泌功能，里面有不少相对容易产生突变的上皮组织，而男性的乳腺几乎全是脂肪。或许这也是男性乳腺癌远远少于女性的原因之一。而在其它组织器官中，两性的突变水平间没有什么差异。

不同组织样本中的基因突变数量

进一步的分析发现，突变频率与受试者年龄有密切关系，而在这一关系在增殖活跃的组织中更为明显。相反，在增殖最不活跃的10种组织中，年龄和突变负担之间没有显著关系。

而且在一些受试者的血液样本中，研究人员也发现了与他们的组织样品中一样的突变。这可能意味着血液中检测到的突变DNA不一定来自肿瘤，也有可能是携带突变的正常组织释放的。通过检测血液中肿瘤DNA来诊断癌症的液体活检，或许又有了新的麻烦。

论文通讯作者Getz表示：“体细胞克隆已被发现和一些年龄相关疾病有关。例如，血液中的这些克隆体与心脏病之间存在关联。我们需要研究所有随着年龄增长而增加的疾病类型，并测试哪些的病因体细胞克隆，或是其他生物或环境因素。这是一个令人兴奋的研究方向——了解身体如何开始衰老的。”

另一方面，人体内基因突变乃至与肿瘤有关的基因突变，存在的竟如此广泛，或许这才是我们身体的常态。而这些突变也不一定就是有害的，比如有研究显示，肝脏中的癌前突变，会给肝脏提供保护，增加对一些有毒有害物质的抵抗能力[11]。

桑格研究所的Martincorena也认为：“这种混乱的局面是新的常态。现在的挑战是弄清楚，在什么程度上我们称之为正常。”

关于基因突变

基因组DNA分子发生的突然的、可遗传的变异现象（gene mutation）。从分子水平上看，基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。

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