问医生 找医院 查疾病 症状自查 药品通 健康笔记

两篇Science论文探究切尔诺贝利核电站事故中电离辐射暴露的遗传影响

2021-04-25 09:53:40生物谷
栏目关注:
核心提示:第一项研究发现没有证据表明父母暴露于电离辐射导致的新型遗传变化从父母传给孩子。第二项研究记录了那些在儿童或胎儿时期暴露于该事故泄露的电离辐射后患上甲状腺癌的人的肿瘤中的基因变化。

在两项具有里程碑意义的新研究中,来自美国、乌克兰、英国和日本的研究人员使用了前沿的基因组学工具来调查1986年乌克兰北部切尔诺贝利核电站事故中电离辐射暴露(一种已知的致癌因子)的潜在健康影响。第一项研究发现没有证据表明父母暴露于电离辐射导致的新型遗传变化从父母传给孩子。第二项研究记录了那些在儿童或胎儿时期暴露于该事故泄露的电离辐射后患上甲状腺癌的人的肿瘤中的基因变化。

这些发现是在这场灾难性事故发生35周年后发表的。这两项研究的结果均于2021年4月22日在线发表在Science期刊上,论文标题分别为“Lack of transgenerational effects of ionizing radiation exposure from the Chernobyl accident”和“Radiation-related genomic profile of papillary thyroid cancer after the Chernobyl accident”。

关于辐射对人类健康影响的科学问题自广岛和长崎的原子弹爆炸以来就一直在调查,切尔诺贝利和日本福岛海啸后的核事故再次引发了这一问题。近年来,DNA测序技术的进展使得科学家们能够开始解决一些重要的问题,部分上是通过在精心设计的流行病学研究中进行的全面基因组分析。

切尔诺贝利事故使周围地区的数百万人暴露于放射性污染物。已有研究提供了今天关于核电站事故的辐射暴露所导致的癌症的大部分知识。在此基础上,这两项新的研究利用下一代DNA测序和其他基因组表征工具,分析了受灾难影响的乌克兰人的生物样本。

第一项研究调查了一个长期存在的问题,即辐射暴露是否会导致能从父母传给后代的基因变化,正如一些动物研究表明的那样。为了回答这个问题,美国国家癌症研究所癌症流行病学与遗传学部门主任Stephen J. Chanock博士和他的同事分析了1987年至2002年期间出生的130人及其105对母亲-父亲的完整基因组。

这些父母中的一人或两人曾是帮助清理切尔诺贝利核电站事故的工人,或因居住在事故现场附近而被疏散。这些作者对每位父母长期暴露于电离辐射进行了评估,这可能是通过饮用受污染的牛奶(即在受放射性沉降物污染的牧场放牧的奶牛所产的牛奶)而发生的。这些母亲和父亲经历了一系列的辐射剂量。

这些作者分析了成年子女的基因组,以确定一种称为“新生突变(de novo mutation)”的特殊遗传基因变化是否增加。新生突变是在一个人的配子(精子和卵子)中随机出现的遗传变化,可以传给他们的后代,但在父母身上观察不到。

对于研究中这些父母所经历的辐射范围,全基因组测序数据没有证据表明他们在事故发生后46周至15年之间出生的孩子的新发突变的数量或类型有所增加。在这些孩子身上观察到的新发突变的数量与具有可比特征的普通人群高度相似。因此,这些研究结果表明,事故中的电离辐射对后续一代的健康影响很小(如果有的话)。

在第二项研究中,这些作者使用下一代测序技术对359名在儿童时期或在子宫内暴露于切尔诺贝利核事故泄露的放射性碘(I131)电离辐射的人以及在事故发生后9个月以上出生的81名未暴露的人中发生的甲状腺癌的基因变化进行了分析。甲状腺癌的风险增加是事故后观察到的最重要的不良健康影响之一。

电离辐射的能量打破了DNA中的化学键,导致了许多不同类型的损害。第二项研究强调了一种特殊的DNA损伤的重要性,这种损伤涉及甲状腺肿瘤中两条DNA链的断裂。DNA双链断裂和辐射暴露之间的联系对于年龄较小的儿童来说更为强烈。

接下来,这些作者确定了每个肿瘤中的候选癌症“驱动基因”,即发生改变后使癌症生长和存活的关键基因。他们在超过95%的肿瘤中确定了驱动基因。几乎所有的改变都涉及MAPK信号通路中的基因,包括BRAF、RAS和RET基因。

这组受影响的基因与以前对甲状腺癌的研究中所报告的基因相似。然而,这些作者观察到这些基因中的突变类型的分布发生了变化。具体来说,在第二项研究中,儿童时期暴露于较高辐射剂量的人发生的甲状腺癌更有可能是由基因融合(当DNA的两条链被破坏,然后错误的DNA片段被重新连接在一起)导致的,而未暴露于辐射的人或暴露于低水平辐射的人更有可能是由点突变(基因的一个关键部分发生的单碱基对变化)导致。

这些结果表明DNA双链断裂可能是暴露于环境中电离辐射后的一种早期遗传变化,这种变化随后让甲状腺癌生长。这些作者补充说,他们的发现为进一步研究辐射诱发的癌症提供了基础,特别是那些涉及与剂量和年龄相关的风险差异的研究。

这些作者表示,第二项研究的一个令人兴奋的方面是有机会将肿瘤的基因组特征与辐射剂量---可能导致癌症的风险因素---的信息联系起来。癌症基因组图谱(Cancer Genome Atlas)为如何全面描述肿瘤特征设定了标准。他们扩增了这一方法,完成了第一个针对已被很好描述的潜在致癌因子暴露的大型基因组景观研究,从而使得人们能够调查特定肿瘤特征和辐射剂量之间的关系。

他们指出这两项研究之所以成为可能,是因为大约20年前切尔诺贝利组织库(Chernobyl Tissue Bank)的建立,这使得他们可以开展如今很常见的基因组和分子研究,而这在当时是不可能进行的。这两项研究代表了这些作者首次使用他们在乌克兰之前收集的生物样本进行分子研究。切尔诺贝利组织库是由有远见的科学家建立的,旨在收集来自高度污染地区的患上甲状腺癌的居民的肿瘤样本。这些科学家意识到未来的技术会有实质性的进步,而研究界如今正受益于他们的远见卓识。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Meredith Yeager et al. Lack of transgenerational effects of ionizing radiation exposure from the Chernobyl accident. Science, 2021, doi:10.1126/science.abg2365.

Lindsay M. Morton et al. Radiation-related genomic profile of papillary thyroid cancer after the Chernobyl accident. Science, 2021, doi:10.1126/science.abg2538.

39健康网(www.39.net)专稿,未经书面授权请勿转载。

39健康网专业医疗保健信息平台 优质健康资讯门户网站  

中国领先的健康门户网站,中国互联网百强,于2000年3月9日开通,中国历史悠久、规模最大、拥有丰富内容与庞大用户的健康平台。多年来,在健康资讯、名医问答、就医用药信息查询等方面持续领先,引领在线健康信息,月度覆盖超4亿用户。

相关专题
癌症的真相与误区第13期:加碘盐导致甲状腺癌高发?

甲状腺癌发病率每年都在不断上升,成为严重危害健康的肿瘤之一。近日有媒体爆出,之所以甲状腺癌高发是由于我们每日摄入的加碘盐超标所致,究竟加碘盐会不会导致甲状腺癌,每日摄入的加碘盐真的就是甲状腺癌的幕后真凶吗?39健康网癌症肿瘤频道:真相与误区为你揭开谜团?

特别策划
热门问答更多
甲状腺癌
  • 博尔宁胶囊

    扶正祛邪、益气活血、软坚散结、消肿止痛。本品为癌症辅助治疗药物,可配合化疗使用,有一定减毒、增效作用。[详细]

    去看看 ¥153.67
  • 平消片

    活血化瘀,散结消肿,解毒止痛。对毒瘀内结所致的肿瘤患者具有缓解症状、缩小瘤体、提高机体免疫力、延长患者生存时间的作用。[详细]

    去看看 ¥17.85
  • 安替可胶囊

    软坚散结、解毒定痛、养血活血。用于食管癌瘀毒证,与放疗合用可增强对食管癌的疗效;用于晚期原发性肝癌瘀毒证,对不宜手术、放化疗者有一定抑制肿瘤增长作用,可改善生存质量;用于中晚期胃癌(瘀毒证)的化疗辅助治疗配合5-FU-DDP方案(5-FU、MMC、DDP),可改善临床症状、生存质量。[详细]

    去看看 ¥76.9
擅长甲状腺癌专家更多
  • 席亚鸣主任医师暨南大学附属第一医院

    擅长领域:擅长普外肿瘤(胃肿瘤、结直肠肿瘤、乳腺肿瘤、甲状腺肿瘤、腹腔及后腹膜肿瘤、肝胆胰肿瘤、全身体表肿瘤);肛肠疾病(严重环庤、脱肛、直肠脱垂、直肠息肉、便秘、肛周脓肿、肛瘘、肛裂、肛门狭窄及肛门成形);各种急腹症(急性消化道穿孔、出血,肠梗阻,急性胰腺炎,胆管炎,破伤风等)的临床诊治和科研、教学。尤其在低位直肠癌全系膜前切除超低位机械性保肛术(300多例)、机械性吻合技术在消化道重建术中的临床运用研究(3000多例)、环痔PPH术已达到国内先进水平,并先后两次获暨南大学医学院级和卫生厅科技成果奖。

  • 苏琪主任医师中国医科大学附属盛京医院

    擅长领域:腹腔镜、结直肠癌保肛、甲状腺、乳腺美容手术

  • 邵堂雷副主任医师上海交通大学医学院附属瑞金医院

    擅长领域:甲状腺结节(包括巨大甲状腺结节)、甲状腺腺瘤、甲亢、甲状腺术后复发、甲状腺癌和复发甲状腺癌的诊断及手术治疗。

推荐医院更多
举报/反馈
链接地址:*
举报内容问题:*请选择举报类型
原创文章链接:
其他理由:
更多问题及建议:
联系方式: