根據一項針對29種不同型別組織的全面調查，人體是一個複雜的嵌合體，由具有不同基因組的細胞簇組成——其中許多細胞簇帶有可能導致癌症的突變。
這是迄今為止規模最大的此類研究，彙集了來自約500人的數千個樣本的資料。這項研究結果於6月發表在《科學》(Science)雜誌上，可能有助於科學家們更好地瞭解癌症是如何發生的，以及如何更早地檢測到它。
英國欣克斯頓韋爾科姆桑格研究所的遺傳學家伊尼戈·馬丁科雷納說：“我們現在意識到我們是嵌合體，而且我們體內的大量細胞已經攜帶癌症突變。這些是癌症的種子。”
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組織嵌合體是由於細胞積累突變而產生的——突變來自細胞分裂過程中悄然出現的DNA錯誤，或者由於暴露於紫外線或香菸煙霧等環境因素。當一個具有特定突變的皮膚細胞分裂時，它可以建立一個在基因上與其鄰居不同的皮膚區域。
之前的研究發現皮膚、食道和血液中存在高水平的嵌合現象。這些結果通常是從微觀組織樣本中特定基因的測序中獲得的。
複雜模式
這些研究引起了波士頓馬薩諸塞州總醫院的計算生物學家加德·蓋茨的注意。蓋茨和他的團隊決定採取不同的方法：他們不從微小樣本中對DNA進行測序，而是挖掘來自基因型-組織表達 (GTEx) 專案的RNA序列資料資料庫。由於身體使用DNA作為製造RNA序列的模板，因此DNA中的突變有時會反映在RNA中。
研究RNA的決定使蓋茨和他的同事能夠快速訪問來自約500人29種組織中的6700個樣本的資料。但他們的方法也有其缺點。並非所有DNA都編碼RNA，因此並非每個DNA突變都會在RNA序列中顯而易見。而且由於GTEx專案使用的樣本相對較大，來自具有獨特基因組的小細胞簇的DNA特徵可能會被數量更多的其他細胞所淹沒。
總的來說，該研究發現，與之前研究的預期相比，某些型別的組織中嵌合現象的例子較少。但馬丁科雷納說，關鍵是最新分析表明，嵌合現象存在於多種組織中。
細胞分裂速率高的組織，如構成皮膚和食道的組織，往往比細胞分裂速率低的組織具有更多的嵌合現象。嵌合現象也隨著年齡的增長而增加，並且在肺和皮膚中尤為普遍——這些組織暴露於可能損害DNA的環境因素中。
微妙的訊號
一種名為TP53的基因——它有助於修復DNA損傷，被稱為基因組的守護者——是最常見的突變位點之一。TP53的某些變化與癌症有關，但細胞可能需要其他基因的額外突變才能產生腫瘤。
在加拿大溫哥華的英屬哥倫比亞癌症機構研究癌症基因組學的艾琳·普萊森斯說：“我們現在看到的是一些最早的癌前變化，然後這些變化會積累更多的突變。最終，其中一小部分可能會變成癌症。”
馬里蘭州巴爾的摩市約翰·霍普金斯醫學院的應用數學家克里斯蒂安·托馬塞蒂說，研究人員現在需要找到方法來區分哪些細胞會變成腫瘤，哪些是“正常”的。這對於改進早期癌症檢測工作可能至關重要。
托馬塞蒂開發了檢測血液中迴圈腫瘤DNA的方法，研究人員希望有一天這種方法可以用於尋找癌症的早期跡象。但他表示，他的團隊最初驚訝地發現，他們結果中的一些突變——這些突變與癌症有關，因此可能表明存在腫瘤——來自一組正常的血細胞。
托馬塞蒂說：“這種混亂的情況是新的常態。現在的挑戰是弄清楚在什麼程度上我們將某些東西稱為正常。”
本文經許可轉載，並於2019年6月6日首次發表。