空气污染相关肺癌的基因组突变特征被揭示

空气污染相关肺癌的基因组突变。最外面一圈是人的23条染色体首尾相接组成的环；往里的第二圈代表样本中发现的突变基因；第三圈是拷贝数发生变化的DNA片段；最里面的一圈则是结构变异，如融合基因等。

资料显示，全球80%的居民生活在超过世界卫生组织空气质量标准的空气之中，空气污染既影响发达国家，也威胁发展中国家民众的健康。根据已有的致癌证据，世界卫生组织下属的国际癌症研究机构(IARC)已将室外、室内空气污染列为一类致癌原。但是，空气污染引起癌症的机理并不清楚。云南省宣威市是我国肺癌发病率较高的地区，该地烟煤储量丰富，居民在日常生活和工业生产中使用烟煤，烟煤燃烧产生含有多环芳烃等物质的PM2.5、PM10，被认为是肺癌高发的主要原因。深入研究该地区肺癌的发病机理，对阐明空气污染的致癌作用、开发肺癌的防治策略具有重要意义。 

近来，我国科研人员剖析了烟煤空气污染区肺癌的发病机理。他们对来自烟煤空气污染区、不使用烟煤的对照地区的肺癌病人进行了全基因组测序或基因编码区域（外显子）测序，以揭示空气污染对基因组的损伤作用。他们发现，空气污染区肺癌病人癌组织的基因组发生了大量的基因突变、拷贝数变异和基因重排（附图）。平均每例病人发生289个改变蛋白质氨基酸序列的基因突变，钙离子信号和离子通道相关基因突变较多。参与多环芳烃解毒的基因以及DNA损伤修复相关的基因大多发生拷贝数缺失和突变，而与多环芳烃活化相关的基因出现拷贝数增加。比较空气污染区和对照地区病人在2010个基因中的突变情况，发现空气污染区肺癌的突变数为68个基因/病人，而对照地区人均发生的突变基因为22个。167个基因（包括TP53, RYR2, KRAS, CACNA1E等）在烟煤使用区肺癌的突变率显著高于对照地区的肺癌病人，而且多数基因在烟煤使用区和对照地区病人发生的突变方式不同，但在某些基因也有相同的突变特点。70个基因的突变频率与多环芳烃的暴露量成正相关。这些结果显示了空气污染对基因组的损害和促进肺癌发生的重要作用，以及减轻空气污染的迫切性。该项研究成果日前发表在由细胞出版集团（Cell Press）和柳叶刀（Lancet）共同推出的杂志《EBioMedcine》上（论文链接）。 

这一研究工作由中国科学院动物研究所、国家人类基因组南方研究中心、中国科学院昆明动物所、医学基因组学国家重点实验室/瑞金医院上海血液学研究所、云南省肿瘤医院、中山大学肿瘤医院、云南省第一人民医院、曲靖市第一人民医院、昆明医科大学第一医院、香港大学公共卫生学院等的科研人员通力合作，历时5年得以完成。周光飚研究员、王升跃研究员、曹毅研究员、陈赛娟院士是项目的共同通讯作者。项目得到国家自然科学基金杰出青年基金、科技部973项目、上海市科委基金等的资助。