การวิจัยการกลายพันธุ์ของ DNA เผยว่าทำไมผู้สูบบุหรี่ส่วนใหญ่ไม่เคยเป็นมะเร็งปอด

ภาพประกอบมะเร็งปอดที่สูบบุหรี่

การสูบบุหรี่เป็นสาเหตุหลักของมะเร็งปอดอย่างท่วมท้น แต่ผู้สูบบุหรี่ส่วนน้อยเท่านั้นที่เป็นโรคนี้ การศึกษาที่นำโดยนักวิทยาศาสตร์ที่วิทยาลัยแพทยศาสตร์ Albert Einstein และเผยแพร่ออนไลน์เมื่อวันที่ 11 เมษายน 2022 ใน พันธุศาสตร์ธรรมชาติ ชี้ให้เห็นว่าผู้สูบบุหรี่บางคนอาจมีกลไกที่แข็งแกร่งในการปกป้องพวกเขาจากมะเร็งปอดโดยการจำกัดการกลายพันธุ์ การค้นพบนี้สามารถช่วยในการระบุผู้สูบบุหรี่ที่ต้องเผชิญกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นสำหรับโรคและดังนั้นจึงควรติดตามอย่างใกล้ชิดโดยเฉพาะอย่างยิ่ง

“นี่อาจเป็นขั้นตอนสำคัญในการป้องกันและตรวจหาความเสี่ยงมะเร็งปอดในระยะเริ่มต้นและห่างไกลจากความพยายามอย่างมากในปัจจุบันที่จำเป็นในการต่อสู้กับโรคระยะสุดท้ายซึ่งค่าใช้จ่ายด้านสุขภาพและความทุกข์ยากส่วนใหญ่เกิดขึ้น” Simon Spivack, MD กล่าว MPH ผู้เขียนร่วมอาวุโสของการศึกษา ศาสตราจารย์ด้านการแพทย์ ระบาดวิทยาและสุขภาพของประชากร และพันธุศาสตร์ที่ Einstein และแพทย์ระบบทางเดินหายใจที่ Montefiore Health System

ไซม่อน สปิแว็ก

Simon Spivack, MD, MPH ผู้เขียนร่วมอาวุโสของการศึกษา เครดิต: วิทยาลัยแพทยศาสตร์ Albert Einstein

การเอาชนะอุปสรรคในการศึกษาการกลายพันธุ์ของเซลล์

เชื่อกันมานานแล้วว่าการสูบบุหรี่ทำให้เกิดมะเร็งปอดโดยการกระตุ้น ดีเอ็นเอ การกลายพันธุ์ในเซลล์ปอดปกติ Jan Vijg, Ph.D. ผู้เขียนร่วมด้านการศึกษาและศาสตราจารย์และประธานด้านพันธุศาสตร์ศาสตราจารย์ด้านจักษุวิทยากล่าวว่า “แต่นั่นไม่สามารถพิสูจน์ได้จนกว่าการศึกษาของเราเนื่องจากไม่มีวิธีใดที่จะหาปริมาณการกลายพันธุ์ในเซลล์ปกติได้อย่างแม่นยำ และวิทยาศาสตร์การมองเห็น และเก้าอี้ Lola และ Saul Kramer สาขาพันธุศาสตร์โมเลกุลที่ Einstein (เช่นที่ Center for Single-Cell Omics, Jiaotong University School of Medicine ในเซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน) ดร. Vijg เอาชนะอุปสรรคนั้นเมื่อไม่กี่ปีก่อนด้วยการพัฒนาวิธีการที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อจัดลำดับจีโนมทั้งหมดของเซลล์แต่ละเซลล์

วิธีการหาลำดับจีโนมทั้งเซลล์เดียวสามารถทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการจัดลำดับที่แยกแยะได้ยากจากการกลายพันธุ์ที่แท้จริง ซึ่งเป็นข้อบกพร่องร้ายแรงเมื่อวิเคราะห์เซลล์ที่มีการกลายพันธุ์ที่หายากและสุ่ม Dr. Vijg แก้ปัญหานี้ด้วยการพัฒนาเทคนิคการหาลำดับใหม่ที่เรียกว่า single-cell multiple displacement amplification (SCMDA) ตามที่รายงานใน วิธีธรรมชาติ ในปี 2560 วิธีการนี้จะพิจารณาและลดข้อผิดพลาดในการจัดลำดับ

นักวิจัยของไอน์สไตน์ใช้ SCMDA เพื่อเปรียบเทียบภูมิทัศน์การกลายพันธุ์ของเซลล์เยื่อบุผิวปอดปกติ (เช่น เซลล์ที่อยู่ในปอด) จากคนสองประเภท: ผู้ไม่สูบบุหรี่ 14 คน อายุ 11 ถึง 86 ปี; และผู้สูบบุหรี่ 19 คน อายุระหว่าง 44 ถึง 81 ปี ซึ่งสูบบุหรี่มากสุด 116 ปีซอง (บุหรี่ 1 ซองต่อปี เท่ากับบุหรี่ 1 ซองที่สูบต่อวันเป็นเวลา 1 ปี) เก็บเซลล์จากผู้ป่วยที่เข้ารับการตรวจหลอดลมเพื่อตรวจวินิจฉัยที่ไม่เกี่ยวกับมะเร็ง “เซลล์ปอดเหล่านี้สามารถอยู่รอดได้นานหลายปี แม้กระทั่งหลายสิบปี จึงสามารถสะสมการกลายพันธุ์ตามอายุและการสูบบุหรี่ได้” Dr. Spivack กล่าว “ในบรรดาเซลล์ของปอดทั้งหมด เซลล์เหล่านี้มีแนวโน้มที่จะกลายเป็นมะเร็งได้มากที่สุด”

Jan Vijg

แจน วิจจ์, Ph.D. ผู้เขียนร่วมอาวุโสของการศึกษา เครดิต: วิทยาลัยแพทยศาสตร์ Albert Einstein

การกลายพันธุ์ที่เกิดจากการสูบบุหรี่

นักวิจัยพบว่าการกลายพันธุ์ (ตัวแปรนิวคลีโอไทด์เดี่ยวและการแทรกและการลบขนาดเล็ก) สะสมในเซลล์ปอดของผู้ไม่สูบบุหรี่เมื่ออายุมากขึ้น และพบว่ามีการกลายพันธุ์มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในเซลล์ปอดของผู้สูบบุหรี่ “การทดลองนี้เป็นการยืนยันว่าการสูบบุหรี่เพิ่มความเสี่ยงต่อมะเร็งปอดโดยการเพิ่มความถี่ของการกลายพันธุ์ตามที่คาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้” ดร. สปิแวคกล่าว “นี่น่าจะเป็นเหตุผลหนึ่งที่ว่าทำไมผู้ไม่สูบบุหรี่เพียงไม่กี่คนจึงเป็นมะเร็งปอด ในขณะที่ 10% ถึง 20% ของผู้สูบบุหรี่ตลอดชีวิตเป็น”

ข้อค้นพบอื่นจากการศึกษา: จำนวนการกลายพันธุ์ของเซลล์ที่ตรวจพบในเซลล์ปอดเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงกับจำนวนปีของการสูบบุหรี่ และความเสี่ยงที่จะเป็นมะเร็งปอดก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน แต่ที่น่าสนใจคือ การเพิ่มขึ้นของการกลายพันธุ์ของเซลล์หยุดลงหลังจากได้รับสาร 23 ปี

“ผู้สูบบุหรี่ที่หนักที่สุดไม่มีภาระในการกลายพันธุ์สูงสุด” ดร.สปิแว็ก กล่าว “ข้อมูลของเราชี้ให้เห็นว่าบุคคลเหล่านี้อาจมีชีวิตอยู่ได้นานแม้จะสูบบุหรี่อย่างหนัก เพราะพวกเขาจัดการเพื่อยับยั้งการสะสมของการกลายพันธุ์ต่อไปได้ ระดับของการกลายพันธุ์ที่ลดลงนี้อาจเกิดจากคนเหล่านี้มีระบบที่เชี่ยวชาญมากในการซ่อมแซมความเสียหายของ DNA หรือล้างพิษควันบุหรี่”

การค้นพบนี้นำไปสู่ทิศทางการวิจัยใหม่ “ตอนนี้เราต้องการที่จะพัฒนาชุดทดสอบใหม่ที่สามารถวัดความสามารถของใครบางคนในการซ่อมแซม DNA หรือการล้างพิษ ซึ่งอาจนำเสนอวิธีใหม่ในการประเมินความเสี่ยงต่อโรคมะเร็งปอด” ดร. ไวจ์กกล่าว

ข้อมูลอ้างอิง: “การวิเคราะห์เซลล์เดียวของการกลายพันธุ์ของโซมาติกในเซลล์เยื่อบุผิวหลอดลมของมนุษย์ที่เกี่ยวข้องกับอายุและการสูบบุหรี่” โดย Zhenqiu Huang, Shixiang Sun, Moonsook Lee, Alexander Y. Maslov, Miao Shi, Spencer Waldman, Ava Marsh, Taha Siddiqui, Xiao Dong, Yakov Peter, Ali Sadoughi, Chirag Shah, Kenny Ye, Simon D. Spivack and Jan Vijg, 11 เมษายน 2022, พันธุศาสตร์ธรรมชาติ.
ดอย: 10.1038/s41588-022-01035-w

การศึกษานี้มีชื่อว่า “การวิเคราะห์เซลล์เดียวของการกลายพันธุ์ของโซมาติกในเซลล์เยื่อบุผิวหลอดลมของมนุษย์ที่เกี่ยวข้องกับอายุและการสูบบุหรี่” ผู้เขียน Einstein เพิ่มเติม ได้แก่ Zhenqiu Huang, Ph.D., Shixiang Sun, Ph.D., Moonsook Lee, MS, Yakov Peter, Ph.D., Ali Sadoughi, MD, Chirag Shah, MD และ Kenny Ye, Ph.D. D. , Miao Shi, Ph.D. , Spencer Waldman, BS, Ava Marsh, BA, Taha Siddiqui, MBBS, Alexander Y. Maslov, MD, Ph.D. (เช่นที่ Voronezh State University of Engineering Technology, Voronezh, Russia) และ Xiao Dong, Ph.D. (เช่นที่มหาวิทยาลัยมินนิโซตา มินนิอาโปลิส MN)

การศึกษานี้ได้รับการสนับสนุนโดยทุนจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติ (U01 ES029519-01, U01HL145560, AG017242 และ AG056278)

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*