1. <tt id="utb7a"></tt>
    1. 問醫生 找醫院 查疾病 癥狀自查 藥品通 快應用

      兩篇Science論文探究切爾諾貝利核電站事故中電離輻射暴露的遺傳影響

      2021-04-25 09:53:40生物谷
      核心提示:第一項研究發現沒有證據表明父母暴露于電離輻射導致的新型遺傳變化從父母傳給孩子。第二項研究記錄了那些在兒童或胎兒時期暴露于該事故泄露的電離輻射后患上甲狀腺癌的人的腫瘤中的基因變化。

      在兩項具有里程碑意義的新研究中,來自美國、烏克蘭、英國和日本的研究人員使用了前沿的基因組學工具來調查1986年烏克蘭北部切爾諾貝利核電站事故中電離輻射暴露(一種已知的致癌因子)的潛在健康影響。第一項研究發現沒有證據表明父母暴露于電離輻射導致的新型遺傳變化從父母傳給孩子。第二項研究記錄了那些在兒童或胎兒時期暴露于該事故泄露的電離輻射后患上甲狀腺癌的人的腫瘤中的基因變化。

      這些發現是在這場災難性事故發生35周年后發表的。這兩項研究的結果均于2021年4月22日在線發表在Science期刊上,論文標題分別為“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”。

      關于輻射對人類健康影響的科學問題自廣島和長崎的原子彈爆炸以來就一直在調查,切爾諾貝利和日本福島海嘯后的核事故再次引發了這一問題。近年來,DNA測序技術的進展使得科學家們能夠開始解決一些重要的問題,部分上是通過在精心設計的流行病學研究中進行的全面基因組分析。

      切爾諾貝利事故使周圍地區的數百萬人暴露于放射性污染物。已有研究提供了今天關于核電站事故的輻射暴露所導致的癌癥的大部分知識。在此基礎上,這兩項新的研究利用下一代DNA測序和其他基因組表征工具,分析了受災難影響的烏克蘭人的生物樣本。

      第一項研究調查了一個長期存在的問題,即輻射暴露是否會導致能從父母傳給后代的基因變化,正如一些動物研究表明的那樣。為了回答這個問題,美國國家癌癥研究所癌癥流行病學與遺傳學部門主任Stephen J. Chanock博士和他的同事分析了1987年至2002年期間出生的130人及其105對母親-父親的完整基因組。

      這些父母中的一人或兩人曾是幫助清理切爾諾貝利核電站事故的工人,或因居住在事故現場附近而被疏散。這些作者對每位父母長期暴露于電離輻射進行了評估,這可能是通過飲用受污染的牛奶(即在受放射性沉降物污染的牧場放牧的奶牛所產的牛奶)而發生的。這些母親和父親經歷了一系列的輻射劑量。

      這些作者分析了成年子女的基因組,以確定一種稱為“新生突變(de novo mutation)”的特殊遺傳基因變化是否增加。新生突變是在一個人的配子(精子和卵子)中隨機出現的遺傳變化,可以傳給他們的后代,但在父母身上觀察不到。

      對于研究中這些父母所經歷的輻射范圍,全基因組測序數據沒有證據表明他們在事故發生后46周至15年之間出生的孩子的新發突變的數量或類型有所增加。在這些孩子身上觀察到的新發突變的數量與具有可比特征的普通人群高度相似。因此,這些研究結果表明,事故中的電離輻射對后續一代的健康影響很。ㄈ绻械脑挘。

      在第二項研究中,這些作者使用下一代測序技術對359名在兒童時期或在子宮內暴露于切爾諾貝利核事故泄露的放射性碘(I131)電離輻射的人以及在事故發生后9個月以上出生的81名未暴露的人中發生的甲狀腺癌的基因變化進行了分析。甲狀腺癌的風險增加是事故后觀察到的最重要的不良健康影響之一。

      電離輻射的能量打破了DNA中的化學鍵,導致了許多不同類型的損害。第二項研究強調了一種特殊的DNA損傷的重要性,這種損傷涉及甲狀腺腫瘤中兩條DNA鏈的斷裂。DNA雙鏈斷裂和輻射暴露之間的聯系對于年齡較小的兒童來說更為強烈。

      接下來,這些作者確定了每個腫瘤中的候選癌癥“驅動基因”,即發生改變后使癌癥生長和存活的關鍵基因。他們在超過95%的腫瘤中確定了驅動基因。幾乎所有的改變都涉及MAPK信號通路中的基因,包括BRAF、RAS和RET基因。

      這組受影響的基因與以前對甲狀腺癌的研究中所報告的基因相似。然而,這些作者觀察到這些基因中的突變類型的分布發生了變化。具體來說,在第二項研究中,兒童時期暴露于較高輻射劑量的人發生的甲狀腺癌更有可能是由基因融合(當DNA的兩條鏈被破壞,然后錯誤的DNA片段被重新連接在一起)導致的,而未暴露于輻射的人或暴露于低水平輻射的人更有可能是由點突變(基因的一個關鍵部分發生的單堿基對變化)導致。

      這些結果表明DNA雙鏈斷裂可能是暴露于環境中電離輻射后的一種早期遺傳變化,這種變化隨后讓甲狀腺癌生長。這些作者補充說,他們的發現為進一步研究輻射誘發的癌癥提供了基礎,特別是那些涉及與劑量和年齡相關的風險差異的研究。

      這些作者表示,第二項研究的一個令人興奮的方面是有機會將腫瘤的基因組特征與輻射劑量---可能導致癌癥的風險因素---的信息聯系起來。癌癥基因組圖譜(Cancer Genome Atlas)為如何全面描述腫瘤特征設定了標準。他們擴增了這一方法,完成了第一個針對已被很好描述的潛在致癌因子暴露的大型基因組景觀研究,從而使得人們能夠調查特定腫瘤特征和輻射劑量之間的關系。

      他們指出這兩項研究之所以成為可能,是因為大約20年前切爾諾貝利組織庫(Chernobyl Tissue Bank)的建立,這使得他們可以開展如今很常見的基因組和分子研究,而這在當時是不可能進行的。這兩項研究代表了這些作者首次使用他們在烏克蘭之前收集的生物樣本進行分子研究。切爾諾貝利組織庫是由有遠見的科學家建立的,旨在收集來自高度污染地區的患上甲狀腺癌的居民的腫瘤樣本。這些科學家意識到未來的技術會有實質性的進步,而研究界如今正受益于他們的遠見卓識。(生物谷 Bioon.com)

      參考資料:

      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.

      特別策劃
      39熱文一周熱點
      japanesefree高清日本