在过去的二十多年里,美国年轻人群体中结直肠癌(CRC)的发病率呈现出令人担忧的上升趋势。尽管数据清晰地显示了这一变化,但背后的具体原因一直是医学界亟待解答的难题。
近期发表在《自然》(Nature)杂志上的一项研究报告,或许为揭开早发性结直肠癌的谜团提供了一个重要线索。
研究发现了什么?
这项新的分析发现,儿童时期暴露于一种已知会引起DNA损伤的致癌毒素,与早发性结直肠癌的发生存在密切关联。
这种细菌毒素被称为colibactin,由特定菌株的大肠杆菌(Escherichia coli)及其他细菌产生,特别是那些携带聚酮合酶(PKS)基因的菌株。先前的研究表明,与colibactin相关的突变可能出现在高达15%的结直肠癌病例中,但其与早发性疾病的关联此前尚不明确。
在这项最新的基因分析中,由Marcos Díaz-Gay博士领导的研究团队,分析了来自11个国家、4个大洲的981名结直肠癌患者的活检样本。研究人员通过识别由该毒素留下的独特突变特征——称为SBS88和ID18——来追踪colibactin造成的DNA损伤。
Díaz-Gay及其同事发现,这些突变特征在40岁之前被诊断出癌症的患者中,比70岁以上的患者常见3.3倍。
此外,colibactin暴露还与大约四分之一的导致结直肠肿瘤抑制基因APC失活的突变有关。
然而,研究人员也指出,这项研究的一个主要局限性在于,并未考虑与结直肠癌相关的流行病学因素,如体重指数、饮食和生活方式等。
“我们的研究结果首次表明,存在colibactin诱导的突变特征与早发性结直肠癌之间存在关联,”西班牙国家癌症研究中心基因组研究员Díaz-Gay及其同事写道。
研究人员解释说:“先前的研究表明,colibactin暴露引起的突变可能发生在生命的前十年内,然后停止。但这种‘先发优势’可能合理地导致早发性癌症风险的增加。”
这项研究意味着什么?
伦敦癌症研究所基因组学与进化教授Trevor Graham博士对这项研究发现进行了阐释。
Graham在英国非营利组织科学媒体中心的一份声明中评论道,其他人曾提出colibactin“可能在导致早发性疾病中发挥作用”,而这项工作提供了迄今为止“最有力的证据”支持这一假说。
Graham补充说:“这是一项高质量的研究。作者收集了来自世界各地的肠癌样本,并对其进行了全基因组测序。”
他认为“最重要的是”,colibactin突变在50岁之前患肠癌的人群中更为常见,这“表明这些肠道细菌引起的突变可能是早发性肠癌的一个原因,尽管还需要进一步的研究来证实这一点。”
尽管这项研究并未证明因果关系,但加州大学旧金山分校胃肠道肿瘤内科医生、结直肠癌专家Alan Venook医学博士告诉Medscape Medical News:“这是一个非常重要的发现。它为我们理解正在发生的事情提供了一个切入点。”
不过,Venook也澄清说:“这种单一因素不太可能完全导致早发性结直肠癌。”
但如果儿童时期暴露于colibactin至少部分导致了早发性结直肠癌发病率的上升,这将表明在过去几十年里,PKS阳性细菌在年轻人的肠道微生物组中变得更加普遍。总体而言,PKS阳性大肠杆菌很常见,在健康人群中发现率高达20%,在结直肠癌患者中约为67%。
如果这些细菌在年轻人中变得越来越普遍,其原因尚不清楚。Venook表示:“目前的工作假设是儿童时期抗生素的过度使用。”他正在与同事合作,启动一项额外的多机构调查来研究这个问题。
Venook说,如果这些发现得到证实,也将具有临床意义。
这项工作可能导向一种诊断测试——也许是通过检测血液中循环的突变DNA——“帮助我们提前识别哪些人有早发性结直肠癌的风险,”Venook说,“这才是它真正能发挥作用的地方。”
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这项工作由美国国立卫生研究院、英国癌症研究中心等机构资助。多位研究人员披露了与io9、Inocras、Hologic、Quotient Therapeutics和Microbiotica的合作关系。Venook没有披露任何信息;Graham的披露信息暂不可得。
M. Alexander Otto是一名拥有医学科学硕士学位和纽豪斯新闻学学位的医师助理。他是一名屡获殊荣的医学记者,在加入Medscape Medical News之前曾在多家主要新闻机构工作。Alex也是麻省理工学院奈特科学新闻研究员。