駁斥先前觀點!Nature里程碑:除基因突變,「太乾淨」也會導致兒童癌症
圖片來源:Nature Reviews Cancer(doi:10.1038/s41568-018-0015-6)
導致ALL的兩步關鍵過程
倫敦癌症研究所的Mel Greaves教授是這篇題為「A causal mechanism for childhood acute lymphoblastic leukaemia」的綜述的唯一作者,他分析了收集到的關於急性淋巴細胞白血病(acute lymphoblastic leukaemia,ALL,最常見的兒童癌症)有史以來最全面的證據,並得出了重要的結論:ALL是由基因突變和接觸感染(exposure to infection)兩步過程導致的。
具體來說,第一步涉及在胎兒出生之前發生的、能夠誘發兒童患白血病的基因突變。不過,只有1%天生攜帶這種基因突變的兒童會繼續發展成白血病。
第二步與感染相關:通過接觸一種或多種常見感染,ALL也可能在兒童時期的晚些時候被觸發。不過,這主要發生在生命的第一年經歷了「乾淨童年」("clean" childhoods,與其他嬰兒或年齡較大的兒童沒有太多互動)的兒童中。
Mel Greaves教授(圖片來源:ICR)
Greaves教授認為,兒童ALL是現代社會進步的一個「悖論」——在生命早期缺乏微生物暴露(microbial exposure)反而會導致免疫系統發生故障。而他的發現意味著,在嬰兒期用一些方法刺激或「啟動」免疫系統可能能夠預防ALL。
質疑先前觀點,提出「延遲感染」理論
具體來說,在這篇具有里程碑意義的論文中,Greaves教授彙集了超過30年的關於兒童白血病遺傳學、細胞生物學、免疫學、流行病學和動物模型的研究。
經過分析,他質疑了先前判定環境因素(如電離輻射、電纜、電磁波或人造化學物質)可能是導致白血病的主要原因的報告,認為沒有強有力的證據能夠證明這些因素是致病的主要原因。相反,他提出了ALL病因的「延遲感染」(delayed infection)理論,即早期感染有利於啟動免疫系統,但在沒有早期啟動的情況下,之後的感染會觸發白血病。
Greaves教授認為,與I型糖尿病、其他自身免疫性疾病和過敏症相同,如果兒童的免疫系統在生命的第一年得到恰當的「啟動」,那麼,兒童白血病可能是可以預防的。
圖片來源:Nature Reviews Cancer
兒童ALL或可預防
一些調查患ALL的雙胞胎的研究表明,ALL的發生需要2個突變或「兩次打擊」(two "hits")。第一個突變在子宮中發生,起源於雙胞胎中的其中一人,產生了一群前惡性細胞(pre-malignant cells),這些細胞會通過雙胞胎之間的血液供給傳遞給雙胞胎中的另一人。第二個突變發生在出生後,且在雙胞胎中是不同的。
人類研究和動物實驗都表明,感染(可能是由一系列常見的病毒和細菌引起的)能夠觸發第二個基因突變(打擊,hit)。在Greaves教授調查的一組獨特案例中,所有病例都感染了流感病毒。小鼠研究也證實,當將經改造後攜帶一種白血病激活基因的小鼠從一個超乾淨的、無菌的環境中移至有常見微生物的環境中時,小鼠會發展成ALL。
最重要的是,人口研究發現,在嬰兒時期早點接觸感染能夠預防ALL,而這最可能是通過啟動免疫系統實現的。這表明,兒童ALL可能是可以預防的。
現在,Greaves教授正在調查是否早期暴露於無害的「細菌」能夠預防小鼠患白血病。這將帶來一種可能性,即通過使兒童暴露於常見但無害的微生物來防止其患白血病。不過,他也強調了以下2點:1)雖然暴露於普通感染的模式(patterns of exposure to common infections)似乎是至關重要的,但兒童白血病的風險,就像大多數常見癌症一樣,也受到遺傳易感性和機會(genetic susceptibility and chance)的影響;2)感染是特定適用於ALL的原因,其他更罕見的癌症類型(包括嬰兒白血病、急性髓系白血病)可能有不同的因果機制。
圖片來源:SCIENCE PHOTO LIBRARY
幾十年工作的「頂點」
Greaves教授說:「我花了40多年的時間研究兒童白血病,在這段時間裡,我們對其生物學及治療的理解取得了巨大的進步——因此,今天約90%的病例都被治癒了。但我總覺得,我們的知識有一個缺口——為什麼健康的孩子會患上白血病,以及是否這種癌症是可以預防的。」
「這一新成果是幾十年工作的『頂點』,為主要類型的兒童白血病是如何發展的提供了可信的解釋。研究明確指出,ALL有一個清晰的生物學原因。在免疫系統未被恰當啟動的兒童中,ALL可由各種各樣的感染觸發。該研究還打破了關於白血病病因的一些長久存在的誤解,如這種疾病通常是由於接觸電磁波或污染引起的。」
「我希望這項研究能對孩子們的生活產生真正的影響。其中,最重要的影響是,大多數兒童白血病病例很可能是可以預防的。」
責編:風鈴
參考資料:
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