科學家發現了第一個直接證據，證明遺傳基因對癌症風險有很大影響。並幫助確定腫瘤如何隨著時間的推移而發展。結果表明，人類與生俱來的基因可以與晚年發生的突變相互作用。決定了腫瘤後續的演化路徑。
這些發現可能有助於解釋為什麼生活在相似環境中的人們面臨著截然不同的癌症風險。它還表明，未來的癌症預防和篩檢方法可能需要考慮遺傳遺傳學和人類群體的多樣性。
發表於 自然對小鼠的研究也表明，患者的遺傳背景可能會影響他們對 DNA 損傷性癌症治療的反應。這強化了針對更個人化的診斷和治療策略的爭論。
為什麼 DNA 損傷對每個人的影響不同？
當 DNA 錯誤（稱為突變）在細胞內累積時，癌症就開始了。這些變化會導致細胞增生過快。並忽略通常告訴受損細胞在變得危險之前死亡的信號。
香菸煙霧和陽光等環境因素會增加 DNA 損傷。遺傳性差異也會影響突變的數量以及細胞對突變的反應。
但面臨相同風險的人並不總是得到相同的結果。大多數吸煙者從未患上肺癌。而有些從不吸菸的人也會罹患肺癌。科學家長期以來一直懷疑遺傳遺傳學有助於解釋這些差異。但從人體研究中獲得直接證據是很困難的。
人群內部和人群之間的生活方式、環境和接觸史各不相同。這些變異使得很難將遺傳背景的影響與其他因素分開。所有影響癌症風險的因素都很困難。
該研究源自劍橋大學多年的國際合作。愛丁堡大學以及歐洲和美國的各個機構這項工作由 Duncan Odom 教授、Sarah Aitken 博士和 Martin Taylor 教授領導。
受控條件下的癌症風險測試
大部分試驗工作在劍橋大學的英國癌症研究中心 (CRUK) 劍橋研究所進行。研究人員設計了一種方法，使他們能夠保持環境一致，並直接測試遺傳背景是否改變腫瘤的起始和演化方式。
他們培育了四種對肝癌有不同程度易感性的小鼠。當組合在一起時，這些菌株顯示出與人類群體中發現的遺傳多樣性水平相當的遺傳多樣性水平。
每隻大鼠接受一劑肝癌致癌物二乙基亞硝胺（DEN）。 DEN 存在於香菸煙霧和一些加工食品中。它會損害肝細胞中的 DNA，並產生導致腫瘤生長的突變。
所有小鼠在 15 天大時在嚴格控制的條件下接受相同的劑量。這使得該團隊能夠消除使人類癌症研究複雜化的環境變化。
隨後，科學家們對近 600 個腫瘤的基因組進行了定序。他們檢查了基因功能的變化，並對未經治療的小鼠進行了研究，以比較四種品系的自發性腫瘤形成率。
利用這些結果，研究小組重建了每種類型腫瘤的發展過程。它始於導致癌症的原始突變。
遺傳基因驅動腫瘤的演化。
所有四種小鼠品系中的腫瘤通常都會產生驅動突變，這些突變會活化相同的促癌訊號系統（稱為 MAPK 路徑）。
MAPK 路徑是控制細胞生長和細胞分化等關鍵過程的分子訊號序列。它涉及多種形式的癌症。
儘管腫瘤經常激活相同的廣泛途徑，但並非所有腫瘤都以相同的方式進化。出現的特定驅動突變取決於每隻小鼠的遺傳基因。
這些突變也會改變其他訊息傳遞路徑的活性。此外，某些遺傳背景顯示整個基因組重複的明顯趨勢。這是複製整組染色體的事件。
曾在 CRUK 劍橋大學、現在德國海德堡 DKFZ（德國癌症研究中心）領導研究的資深作者 Duncan Odom 教授表示，“癌症並非都是偶然發生的。雖然腫瘤常常達到相同的生物學終點，但到達該終點的路徑是由個體的遺傳背景決定的。”
“我們首次展示了遺傳背景如何影響突變過程和導致腫瘤發展的途徑。”
對癌症篩檢和治療的影響
研究人員表示，這些發現可能對精準治療和癌症篩檢產生重要影響。
第一作者、耶魯大學醫學院助理教授、曾在 CRUK 劍橋研究所進行研究的 Sarah Aitken 博士表示：“如果遺傳背景既影響癌症風險，也影響腫瘤的進化軌跡，那麼未來的癌症預防和篩檢策略必須考慮到遺傳遺傳學和人群多樣性。”
“同樣，人們對癌症藥物的反應往往會根據他們遺傳的基因而有所不同。因此，我們可能需要相應地調整我們的診斷和治療。”
英國癌症研究中心研究資訊主管 Sam Godfrey 博士表示：「這項研究給了我們有趣的提示，即我們的遺傳基因可能對 DNA 損傷後癌症的發展產生強烈影響。
“在我們了解這對人類意味著什麼之前，我們仍然需要進行更多的研究。但這一發現可能會改變我們對癌症如何開始的理解，並帶來更有效和更精確的癌症治療方法。”
因為這個實驗是在老鼠身上進行的。需要更多的研究來確定這些發現對人類的適用程度。儘管如此，結果證明癌症的發展不僅僅是由環境破壞和後天突變所驅動的。也包括這些突變發生的遺傳背景。
這項研究的大部分資金由英國癌症研究中心、醫學研究委員會、歐洲研究委員會和惠康基金會資助。
