图片说明：在这个胰腺细胞组织样本中，亮点代表已经经过特别基因修复的细胞。 图片来源：Orsolya Kiraly
麻省理工学院(MIT)的一项新研究了罹患慢性炎症性疾病(如结肠炎)的人为何会更容易发生基因突变从而诱发癌症。研究人员同时发现，患者发生炎症后如果于DNA损伤类的化学物质，基因突变情况会增加，进而增加了患者罹患癌症的风险。
麻省理工学院生物工程学高龄教授Bevin Engelward是论文的作者，该论文于2015年1月15日发表在PLoS Genetics上，他描叙了该研究的。他说：“这项研究了‘炎症与癌症相关’这种由来已久的说法，可为预防和治疗癌症提供新方案。
Engelward还是麻省理工学院健康科学中心(MIT Center for Environmental Health Sciences)副主任，他说：“慢性炎症可以引起多种癌症，包括胰腺癌、食道癌、肝癌和结肠癌。慢性炎症患者所能做的就是尽力避免接触有害物质，比如避免接触某些会导致DNA损伤的食物。”
炎症性疾病如结肠炎、胰腺炎和肝炎极易引发结肠癌、胰腺癌和肝癌等病症。在患有这些慢性炎症性疾病的情况下，免疫细胞会生成大量含氮和氧的活性，这些会损伤DNA。炎症还会刺激细胞。
生物学家推论，在炎症时期同时发生的DNA损伤和细胞会导致癌症，由于DNA损伤，正在的细胞更容易发生基因突变。但是，受限于生理相关条件，长期以来，很难进行动物实验来验证这个。
Engelward也是新加坡-麻省理工学院研究与技术联盟(Singapore-MIT Alliance for Research and Technology)的，他说：“你必须有整套完备的实验工具，而在此之前是没有这种设备的。想要控制炎症发作，你需要标记细胞组织中DNA损伤情况，并对所能看到的突变基因进行读数和记录。
在该研究开始之前，Engelward和她的学生们培育了一只小鼠，使得他们能够小鼠DNA的突变情况。只要胰腺出现某一类型的突变基因，发生基因突变的细胞便会发出荧光，并且该细胞在标准的显微镜下就能看到。使用这种方式来探测基因突变情况过程中，研究人员诱发了胰腺炎症，结果发现突变基因的数量与炎症发作时间息息相关。
炎症发作时间短，发作间隔一周以上的话，研究人员没有看到任何基因突变增加的迹象;然而，当炎症每隔几天(少于一周)就发作一次时，能够明显看到，突变基因数量增加了。
对胰腺的进一步研究表明，炎症发作后几天后才引起细胞，而DNA损伤是和炎症发作同步进行的。这种DNA损伤很容易修复，不会引起致癌细胞突变。然而，如果炎症再次发作引起DNA损伤，与此同时，因前一次炎症诱发，细胞又正在;如果是这种情况，会发生多种基因突变情况。
DNA损伤和细胞间的间歇期可起到防御作用，能够防止由急性炎症发作引起的基因突变发生。但是，在初次炎症发作后不久再次发生炎症或者炎症持续时间较长的情况下，这种防御便失效了。
Engelward说，“这意味着长时间以来存在的是准确的，因为细胞和炎症引起的DNA损伤呈正相关性。但是在这些研究中，如果是慢性或者反复性炎症症状，只有一种基因突变的风险存在。对于罹患多年慢性炎症的患者而言，尤为如此。”
在第二组试验中，研究人员对接触到烷化剂的患者会产生何种影响进行了研究。这种烷化剂与食物、化妆品、污染物和某些癌症化疗药物所含的化学成分相似。
烷化剂能够引起DNA损伤，而细胞通常能够修复这种损伤。但是，如果大量的损伤出现的话，烷基化DNA碱基突变会导致细胞发生癌变。Engelward和Kiraly推测，与健康细胞组织相比，在发炎的细胞组织中细胞更快，烷化剂引起的突变基因积聚速度也更快。后来证明的确如此。
Peter McKinnon是St. Jude儿童研究医院(St. Jude Childrens Research Hospital)的遗传学与肿瘤细胞生物学教授，他并未参与此项研究。他说，“这些研究表明，慢性炎症可能导致DNA损伤增加并加快增殖，这两种情况又一起作用提高发生癌症基因突变的几率。”
Engelward说，研究表明那些患常见慢性炎症性疾病的人群可能对空气、食物和水中的致癌物更。同时，正在发育的胎儿和非常幼小的儿童可能也对这些物质更，因为他们的细胞更快。Engelward实验室的另一项新研究发表在Carcinogenesis上。研究表明，注射过生长激素的动物更容易发生DNA损伤性基因突变。
Engelward说：“我们对安全性所做的大量评估都是基于进行的，而不是基于发育中的个体。其实，不同人群的健康标准大相径庭。我们的研究结果与麻省理工学院John Essigmann和Gerald Wogan的实验室所得到的研究结果一致，都表明在发育过程中DNA损伤导致基因突变的过程中有一个至关重要的‘性窗口期’(window of susceptibility)。我希望像这样的研究将能够有助于引起有关人员对分析成长过程中的突变基因的性予以重视。”
Engelward说，该研究也对癌症治疗有所，因为许多化疗药物都是通过损伤DNA发挥药效的。癌症细胞频繁，更易发生基因突变，基因突变后，癌细胞抗药性会增强，化学疗法就不起作用了。有人认为通过创新的综合用药会增加DNA损伤的化疗毒性从而肿瘤恶化，使得癌症化疗效果更好，而该研究为这种观点提供了依据。
这项研究以胰腺为主，而现在Engelward的实验室新培育了一种工程小鼠可以研究了结肠和肺中的基因突变，相关发表在PLoS Genetics上。使用最新培育的小鼠，现在几乎可以对任何细胞组织的突变进行研究，探索感染性疾病是如何影响基因突变的。Engelward说，“我们正在对流行冒和肺炎链球菌等传染病引起的肺炎进行研究，而在炎症和基因突变理解上取得的突破性进展为我们的研究奠定了基础。”
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