科学家发现,一种名为colibactin的细菌毒素或许与年轻人结肠癌发病率上升有关,儿童时期的肠道感染可能成为癌症的“定时炸弹”。

近年来,一个令人不安的趋势在医学界引起了广泛关注:结直肠癌(俗称肠癌)正在日益年轻化。 如今,每五例确诊的结直肠癌病例中,就有一例发生在54岁以下的人群,意味着在过去二十年里,这一年龄组的患病率上升了11%。究竟是什么因素推动了年轻患者病例的激增?这个问题一直困扰着科学家和医务人员。

多年以来,专家们怀疑一种名为 colibactin 的毒素可能与此有关。这种毒素由大肠杆菌(E. coli)以及其他一些细菌产生,它具有损害DNA的能力。现在,一项发表在权威期刊《自然》上的新研究,为这一猜测提供了强有力的支持,它确定了儿童时期暴露于 colibactin 与40岁以下患者的结直肠癌之间存在密切联系。

研究者在癌症“考古记录”中发现了什么?

Ludmil Alexandrov 是加州大学圣迭戈分校细胞与分子医学教授,他领导的研究团队最初是为了探究不同国家患结直肠癌比例的差异,意外发现了 colibactin 的线索。

他和团队分析了来自11个国家近1000名结直肠癌患者肿瘤的血液和组织样本。他们使用DNA测序技术,鉴定了细胞突变,即可能导致癌症形成、生长和扩散的基因变化。

Alexandrov 解释说:“不同的致癌物会留下这种特征性的突变模式,我们称之为突变特征。”就像吸烟会在肺细胞中留下特定的突变模式一样。

研究结果显示,被诊断出患有结直肠癌的50岁以下人群,其肿瘤中与 colibactin 相关的突变出现了“惊人的富集”。患者年龄越小,这些突变特征的流行率就越高。被诊断为结直肠癌时年龄在40岁以下的人,携带 colibactin 驱动突变的可能性比70岁以后被诊断的人高出约三倍。

Alexandrov 表示,癌症测序提供了一个人一生中发生的一切的**“考古记录”。研究结果推断,参与者接触 colibactin 的时间可能发生在10岁之前**。这种对肠道微生物组的早期“打击”,似乎让人们患结直肠癌的时间提前了二三十年,使其在三四十岁就面临这种疾病。

Cynthia Sears 是约翰霍普金斯大学医学院的传染病专家兼肿瘤学教授。她认为这项研究完成得**“仔细而彻底”**,但她也指出,目前科学界仍不了解这些细菌在什么情况下会变得具有致突变性。

Alexandrov 也表示,这项新研究显示了强关联,但要证明 colibactin 真正导致癌症,将是“非常复杂的”。

colibactin:肠道中的“基因武器”

colibactin 是一种基因毒素,被视为某些细菌用来保护自己免受其他微生物侵害的**“武器”。专家们推测,在某些人体内,这些细菌变得占主导地位**,并在结肠中定植,附着在健康的组织上,攻击细胞,并引发DNA突变。

约有20%到30%的人体内携带着这些菌株,但并非所有人都患癌。Alexandrov 认为,是环境因素给予了这些细菌优势。

他提到,西方化国家(特别是城市地区)的人们,肠道中产生 colibactin 细菌的流行率往往高于农村地区的人们。Sears 认为,这是一个锁定环境影响的机会。

例如,西方饮食(高红肉和加工肉类、高糖分,低蔬果)与更高的结直肠癌风险相关。至于这种饮食环境如何使 colibactin 更具突变性,Sears 表示,目前尚无确切信息。

Alexandrov 的团队怀疑,在人生最早几年就能实质性改变免疫系统和微生物组的因素可能起作用,例如分娩方式、抗生素使用、喂养方式,或是否食用了大量加工食品。

早期预防与筛查的新希望

Alexandrov 和 Sears 都认为,未来的研究需要纵向数据。如果能够研发出一种合适的益生菌,将这些“坏蛋”细菌赶走,那将是一种简单且无害的预防策略。

Alexandrov 正在探索设计一种粪便检测方法,以精确找出与 colibactin 相关的突变。如果检测到DNA损伤,将鼓励个体更早地开始结直肠癌筛查,例如从二十多岁开始,而不是四十多岁。

不过,Sears 提醒,仅凭 colibactin 可能不是解决早发病例增加的“灵丹妙药”。她强调,在有更多数据之前,专注于可以控制的生活方式改变是关键,包括:采用地中海式饮食、保持运动、戒烟、减少饮酒。

同时,提高意识也至关重要。年轻人和许多医疗专业人员往往会忽略结直肠癌的症状,如持续腹痛、不明原因的体重减轻和直肠出血。正如 Alexandrov 所强调的,“他们应该意识到这可能是相当严重的事情”,因为肿瘤越早被发现,就越容易治疗。

本文译自 National Geographic,由 BALI 编辑发布。


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