結(jié)直腸癌是死亡率很高的惡性腫瘤,過(guò)去被看作“老年病”。然而自20世紀(jì)90年代以來(lái),研究者在全球的臨床數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的趨勢(shì):患上結(jié)直腸癌的中青年(18~49歲)越來(lái)越多了!
按照發(fā)病年齡劃分,不到50歲就發(fā)生的結(jié)直腸癌屬于早發(fā)性結(jié)直腸癌。多項(xiàng)研究數(shù)據(jù)顯示,在過(guò)去二十年里,數(shù)十個(gè)國(guó)家地區(qū)的早發(fā)性結(jié)直腸癌發(fā)病率已經(jīng)翻了一番。這一趨勢(shì)繼續(xù)下去的話,預(yù)計(jì)到2030年,結(jié)直腸癌將成為中青年癌癥相關(guān)死亡的主要原因。
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年輕人的結(jié)直腸癌發(fā)病率為何會(huì)不斷上升?不少研究探討過(guò)可能的原因。從年輕患者的家族史來(lái)看,遺傳因素并不占主導(dǎo)。有人猜測(cè)這與過(guò)去幾十年里人們飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化有關(guān),尤其是高糖高脂肪、超加工食品的攝入增加,膳食纖維攝入過(guò)低,使腸道炎癥反應(yīng)增加,驅(qū)動(dòng)腫瘤發(fā)展。還有研究指向了環(huán)境化學(xué)品的暴露,尤其是在胎兒或幼兒發(fā)育期間接觸殺蟲(chóng)劑、特定類型的合成激素或抗生素,可能增加成年后患結(jié)直腸癌的風(fēng)險(xiǎn)。
然而在分析了大量的流行病學(xué)文獻(xiàn)、大規(guī)模隊(duì)列研究的數(shù)據(jù)后,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)已明確的風(fēng)險(xiǎn)因素還不能完全解釋結(jié)直腸癌發(fā)病率在中青年人群中的明顯上升。換句話說(shuō),還有其他未知風(fēng)險(xiǎn)因素導(dǎo)致了早發(fā)性結(jié)直腸癌的激增。
本周,頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》以“加速預(yù)覽”(accelerated article preview)的方式上線了一篇論文。一個(gè)國(guó)際研究小組在綜合分析了全球近千名結(jié)直腸癌患者的基因突變特征后,指出了早發(fā)性結(jié)直腸癌的潛在微生物“元兇”:大腸桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌毒素——大腸桿菌素(colibactin)。
我們知道,腸道是人體中眾多微生物駐扎的“大本營(yíng)”,大腸桿菌就是其中的常見(jiàn)細(xì)菌。大多數(shù)大腸桿菌菌株對(duì)人體無(wú)害,但也有一部分菌株會(huì)產(chǎn)生毒素,有些毒素可導(dǎo)致腹部絞痛和腹瀉的癥狀,或是引起尿路感染、新生兒腦膜炎等。
2006年,從新生兒細(xì)菌性腦炎膜中分離出來(lái)的大腸桿菌菌株中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新的毒素,將其命名為大腸桿菌素。研究發(fā)現(xiàn),大腸桿菌素屬于基因毒素,在人類細(xì)胞中會(huì)引起DNA雙鏈斷裂和染色體畸變,誘導(dǎo)特征性的基因突變,比如被稱為SBS88(富含A/T區(qū)域的單堿基替換)和ID18(短插入缺失)的體細(xì)胞變異特征。
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大腸桿菌素?fù)p傷DNA的特性引起了研究人員的注意:它會(huì)不會(huì)是促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞癌變的罪魁禍?zhǔn)祝吭诖舜窝芯堪l(fā)表之前,有些工作已經(jīng)找到了一些線索。比如,分泌大腸桿菌素的大腸桿菌在其基因序列中都有所謂的“pks”基因島(即
pks+大腸桿菌),在結(jié)直腸癌患者中,攜帶
pks+大腸桿菌的比例要遠(yuǎn)高于健康人。體外實(shí)驗(yàn)還顯示,在接觸
pks+大腸桿菌后,發(fā)生的基因突變特征與患者腫瘤樣本中直接檢測(cè)出的突變特征一致。這些結(jié)果都指向,大腸桿菌素可能是致癌突變的來(lái)源。
相比先前的發(fā)現(xiàn),此次發(fā)表的研究結(jié)果引人注目地指出了大腸桿菌素與早發(fā)性結(jié)直腸癌之間的關(guān)系。來(lái)自美國(guó)、巴西、俄羅斯、日本、泰國(guó)等不同國(guó)家的研究小組匯集了11個(gè)國(guó)家地區(qū)的981名結(jié)直腸癌患者(包括早發(fā)性和晚發(fā)性)的樣本,對(duì)結(jié)腸細(xì)胞的全部基因序列進(jìn)行測(cè)序,并系統(tǒng)分析了其中的突變特征。
根據(jù)分析結(jié)果,研究人員發(fā)現(xiàn)SBS88、ID18等大腸桿菌素特征性的突變模式在40歲以下發(fā)病的成年患者中明顯富集,比70歲以上診斷病例高出了3倍多。而且,在早發(fā)病例高發(fā)的地區(qū),這些突變模式也普遍更為常見(jiàn)。
研究者評(píng)估了不同突變特征的發(fā)生時(shí)間,證實(shí)大腸桿菌素相關(guān)突變特征出現(xiàn)在腫瘤發(fā)展的早期,并在
APC驅(qū)動(dòng)突變(直接促進(jìn)結(jié)直腸癌發(fā)展的最早的基因改變之一)中約占15%。這意味著,可能是童年早期接觸到的大腸桿菌素啟動(dòng)了DNA的分子變化,為中青年時(shí)期的結(jié)直腸癌發(fā)生埋下了“種子”。
作者指出,新研究為大腸桿菌素促進(jìn)結(jié)直腸癌發(fā)生提供了強(qiáng)有力的支持,但仍需要進(jìn)一步研究來(lái)確定因果關(guān)系。
而研究結(jié)果指出的新問(wèn)題或許更值得關(guān)注:如何減輕大腸桿菌素的有害影響,遏制早發(fā)性結(jié)直腸癌的高發(fā)趨勢(shì)?如果早發(fā)性結(jié)直腸癌是童年時(shí)期接觸了產(chǎn)生大腸桿菌素的細(xì)菌所致,那么可以做些什么來(lái)預(yù)防或減少這種接觸?有沒(méi)有哪些特定的環(huán)境、飲食或生活方式促成了大腸桿菌素的產(chǎn)生?我們是否能通過(guò)某些益生菌來(lái)遏制或清除體內(nèi)產(chǎn)生大腸桿菌素的有毒細(xì)菌?這些重要的問(wèn)題有待后續(xù)研究的回答。
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參考資料:
[1] Díaz-Gay, M. et al., Geographic and age variations in mutational processes in colorectal cancer. Nature (2025) https://doi.org/ 10.1038/s41586-025-09025-8
[2] Childhood exposure to bacterial toxin may be triggering colorectal cancer epidemic among the young Retrieved Apr. 25, 2025 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1081222
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