生活在極端寒冷或高海拔環境中的人群中具有可提高生存率的基因,但是也會使個體在生命後期更易患癌症,特別是肺癌、乳腺癌和結直腸癌。
對全球癌症發病GLOBOCAN-2012研究的調查數據分析顯示,對極端或長期寒冷環境的進化適應會產生幹擾腫瘤抑製的基因變異,增加幾乎所有癌症的易感性。
塞浦路斯尼科西亞大學醫學院的Konstantinos Voskarides博士及其同事表示,這是第一個提供證據表明癌症高風險可能是某些環境條件下的進化適應結果的研究。
這項研究於2017年12月5日在線發表在Molecular Biology and Evolution上。
在這種以基因為中心的進化理論中,易患疾病的遺傳變異體可以在提供生存優勢時進行自然選擇。這個理論是1957年由美國進化生物學家喬治·C·威廉姆斯(George C.Williams)博士提出的,作為對衰老的解釋。
研究人員表示,細胞電阻在低溫和高海拔環境下可能會增加惡性腫瘤的發生概率。這種影響很難通過自然選擇過濾出來,因為大多數癌症出現在多數人有自己的孩子後,並且年齡稍大的時候。
研究分析揭示了抑癌基因的特殊選擇。研究人員表示,這一發現支持了既往功能研究的結果,這些研究結果表明減少細胞凋亡或程序性細胞死亡在極寒和高海拔的環境中是有益的,但是這些是由負責腫瘤抑製的腫瘤蛋白p53的變異體引起的。
研究人員表示,這些發現可能會改變大多數臨床醫生和科學家對癌症起源的看法。大多數臨床醫生和生物學家認為體細胞突變是癌症遺傳學的一切,但這不完全是正確的。遺傳易感性是癌症的一個重要因素,我們必須更加重視這一點。進化論可以解釋人類疾病的分子機製,揭示未知的流行病學現象。
關注極度寒冷的環境
除了GLOBOCAN-2012調查的數據之外,Voskarides博士及其同事研究了來自254個癌症全基因組關聯研究(GWAS)和來自186個人群的數據。通過關注北極/斯堪的納維亞氣候或高海拔地區的低溫影響,研究人員發現,生活在極寒環境中被鑒定的七種GWAS包括格陵蘭的因紐特人、西伯利亞愛斯基摩人和印第安人。
在美國本土人中,癌症發病率與極度寒冷環境之間的關係最為密切,這個人群與結腸直腸癌具有最顯著的相關性。西伯利亞愛斯基摩人與結直腸癌、食道癌、肺癌、頭頸癌、乳腺癌、膀胱癌、肝細胞癌和淋巴瘤的基因具有最顯著相關性。
居住在格陵蘭島的因紐特人發現世界上最頻出的BRCA1突變。
在西藏人、安第斯人和埃塞俄比亞人中確定了在高海拔生活的選擇基因。生活在安第斯山脈和喜馬拉雅山脈的人口中觀察到最高發的的癌症相關性。
在安第斯人和西藏人中被發現有適應性遺傳變異,這些變異與一係列癌症高度相關,包括肺癌。研究人員指出,2016年的一項研究表明,在高海拔環境下選擇基因EGLN1與藏族人肺癌相關。
在安第斯-西藏組預與選擇基因有關的癌症包括食管癌、頭頸部癌、鱗狀細胞癌、胃癌、乳腺癌、黑色素瘤、何傑金氏病、口腔腫瘤、咽部腫瘤、鼻咽腫瘤、前體細胞成淋巴細胞性白血病、腺瘤、結腸直腸癌、子宮頸腫瘤、間皮瘤、胸膜腫瘤、喉腫瘤和前列腺癌。
這項研究也可以揭示癌症的地理分布情況,並有助於解釋為什麼特定地理區域的某些人群的癌症發病率和死亡率高於其他地方居民。
研究人員表示,目前對於決定這種空間分布的因素信息有限。這項研究的下一步包括研究選擇的抑癌基因特異性遺傳變異,以及並抑製癌症發展的靶向基因。
參考文獻:Combination of 247 Genome-Wide Association Studies Reveals High Cancer Risk as a Result of Evolutionary AdaptationMol Biol Evol. Published online on December 5, 2017.