不抽菸得肺癌重大發現登上《自然》封面!破解空污致癌機制、提出全新預防和治療方式
髒空氣跟肺癌有直接關聯,這一點幾乎已經是全球共識,但是究竟環境裡的毒性物質為什麼會造成癌細胞壯大呢?70 多年來,這個問題一直爭辯不斷。現在一個跨國研究團隊提出新解釋,不但推翻過去認知、登上國際頂尖期刊《自然(Nature)》封面,還可能為「不吸菸的肺癌」開闢出一套全新又有效的預防和治療方式。
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髒空氣致癌的原因似乎很直接了當:不就是毒性物質造成 DNA 的突變,所以使得肺部誕生了壞細胞嗎?
但是「環境裡的污染物導致細胞 DNA 突變而催生出腫瘤」的直觀推論,早在 1947 年就有人質疑過,當時以色列生化學家貝倫布魯姆( Isaac Berenblum )和美國癌症學家舒畢克( Philippe Shubik )認為在大多數情況下,除了 DNA 突變以外,癌細胞還需要其他條件才能坐大。他們提出一個假說:正常細胞先發生了突變,接著再加上其他條件「扣下扳機」,突變的細胞才會長成腫瘤。
換句話說,罹癌是一個經過兩階段的過程,只要能有效攔阻其中任一階段,就有機會不得癌症。
現在,英國倫敦佛朗西斯.克利克研究所( Francis Crick Institute )主導一項跨國研究的新發現,和 70 多年前提出的理論相吻合;由於新成果有可能翻新醫療和公衛領域對於肺癌的預防和治療對策,因此登上國際頂尖期刊《自然》的 4 月號封面故事。而且在這份研究報告裡,台灣也是一個要角。
不吸菸的肺癌引爆醫學謎團
每年全球估計有數百萬人死於空氣污染引發的疾病,其中超過 25 萬人因肺腺癌而過世。肺腺癌是典型的「不吸菸的人也會得的肺癌」,根據衛生福利部統計,每年台灣約 1 萬 5 千名新發生肺癌患者中,每 4 個人就有 3 個是肺腺癌,其中的女性患者有 90% 左右不抽菸。【推薦閱讀:空污增肺癌、心血管疾病風險!台大名醫超實用 3 招,清淨每一口呼吸】
英國劍橋大學醫學遺傳學家妮克萊諾( Serena Nik-Zainal )指出,研究空污如何引發癌症一直很困難,部分原因是它的影響不像吸菸或紫外線等經過深入研究的致癌物質那麼明顯。
為了抽絲剝繭探明空氣污染和肺癌的關係,研究團隊聚焦在肺腺癌患者常發生的表皮生長因子受體( epidermal growth factor receptor,簡稱EGFR)基因突變,著手收集英國、加拿大、韓國和台灣 4 個國家的病例監測資料,涵蓋約 3 萬 3 千名帶有 EGFR 突變的患者。
他們發現,空污毒性物質 PM2.5 和肺腺癌發生率有顯著關聯。PM2.5 是直徑在 2.5 微米( 1 微米=百萬分之一公尺)以下極微小顆粒的總稱,大約 28~30 顆排列起來才有一根頭髮粗,吸進肺以後會逐漸囤積在肺部組織,汽機車引擎和燒煤、柴油、木柴都會產生這類顆粒。
研究團隊進一步用小鼠做試驗,把小鼠分成吸入和未吸入 PM2.5 兩組,結果發現吸入組的肺部更容易長出惡性腫瘤。
熟睡的癌細胞竟是被發炎反應叫醒
然而意外的是,團隊取出肺部細胞、分析 DNA 以後發現,DNA 的突變量並沒有增加。反倒是堆積在肺部的 PM2.5 顆粒會吸引免疫細胞從身體其他地方聚集過來,並分泌一種叫做 IL-1β 的發炎因子,導致肺組織發炎。
美國加州大學舊金山分校癌症專家波曼(Allan Balmain)總結說,空污致癌的主要機制不是因為誘發新的突變,而是持續的發炎會「喚醒」原本已經有帶有突變的細胞,刺激它們生長。
波曼在 2020 年曾在《自然》旗下的《自然遺傳學(Nature Genetics)》發表針對 20 種致癌物質的研究報告,包括鈷、1,2,3-三氯丙烷(一種飲用水裡的污染物)和異丙苯等,該研究指出這些致癌物大部分並未增加實驗鼠的 DNA 變異量,和這次的最新成果遙相呼應。
他進一步指出,學界愈來愈察覺到致癌物不一定需要先誘發 DNA 突變才能造成癌症。《自然》的新聞評論說,如此一來,問題就從「防止 DNA 突變」變成了「如何抑制發炎」。
照亮對抗肺癌新途徑:不發炎就少罹癌
這是一個非常大的思維轉彎,因為從大自然的角度看,DNA 突變是一種會自發性發生的現象,要依賴醫療手段來介入非常困難。
人體的細胞每天不斷分裂,用新細胞替換老舊的細胞,但是這個過程就像工廠生產線,組裝數十萬、數百萬件產品時總難免會做出兩三件瑕疵品,這些瑕疵品就是帶有基因突變的細胞。
克利克研究所團隊指出,根據他們的檢驗結果,估計每 60 萬個肺部細胞有 1 個帶有 EGFR 突變,這些細胞在發炎環境裡生長速度變快。相反的,當他們給小鼠注射能抑制 IL-1β 的抗體,肺癌發病率便隨之下降。
對於公衛領域看重的預防政策來說,波曼認為,要給幾百萬人施打抗 IL-1β 的藥物是不切實際的做法,因為非常花錢,而且這些藥劑也可能對其他器官組織健康的人造成不必要的副作用。
他建議,透過簡易可行的飲食方式來降低體內發炎,或許有機會降低一部分癌症的風險。「值得重新審視這些(飲食)問題,從中找出能預防惡性疾病的最佳飲食要素。」他指出後續研究的方向。【推薦閱讀:護腸固本、遠離大腸癌 劉博仁:全方位保護腸胃,就靠5R訣竅】
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責任編輯: 張尹寧
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