MIT的新技术可应用于癌症的早诊断、早预防

　　

生物通报道：在世界的许多地区，如南非、东南亚，并非如美国、欧洲等地区有严格的食物供应监管，因此这些地区有高达80%的肝癌是由黄曲酶毒素导致。黄曲霉这种真菌经常长在玉米、花生和其他农作物中，这些地区的主要食物较容易滋生黄曲霉。

MIT的研究人员开发的一种方法，可以通过肝细胞DNA测序来确定这些细胞是否暴露于黄曲霉毒素中，以此来预测罹患肝癌的风险。这是一种灵敏的检测方式，也许能够将肝癌诊断提前若干年。

MIT 生物工程和化学学院教授John Essigmann说，这是一个预防手段，通过减少致癌物质的接触，减少癌症发生的可能性。这种方法也适用于其他致癌物质。

该文章（3月27日PNAS）的第一作者是MIT的博士后Supawadee Chawanthayatham。其他作者包括技术助理Charles Valentine，科学家Bogdan Fedeles 和 Robert Croy，生物中心主任Stuart Levine，博士后Stephen Slocum，生物工程学院荣誉退休教授Gerald Wogan。以及华盛顿大学的研究人员Edward Fox and和Lawrence Loeb。

寻找罕见突变

Essigmann实验室此前报道过，经常暴露于黄曲霉毒素会导致DNA鸟嘌呤改变为胸腺嘧啶（G→C），从而导致肝癌。因此，这项最新研究的焦点是：是否能够在癌症发展之前识别出黄曲霉毒素产生的突变。

首先，研究人员将出生后4天的小鼠暴露于单一剂量的黄曲霉毒素中。所有小鼠最终发展为肝癌。

随后，研究人员在肿瘤发生前10周，从这些肿瘤肝细胞中分离DNA。为了监测DNA在10周内的突变，研究人员使用了一种强大的基因组测序技术，能够识别1000万到1亿个DNA碱基对中的突变。

与大多数DNA测序技术的DNA链分别测序不同，这篇文章中报道的技术（由华盛顿大学的研究人员开发）将DNA两条互补链的数据结合了起来。如此一来，可以降低因DNA单链反复扩增提高丰度带来的错配 (PCR错误率为500bp左右)。新技术的彼此互补的两条DNA链都被打上了标记，如此一来在进行数据处理的时候它们的序列信息就会被组合比较，研究人员就能区分真正的突变与复制错误。这项技术比常规DNA测序精确了1000到10000倍。从而，研究人员能够更加确信样本中的是罕见突变而非简单的测序误差。

最终，数据显示了一种可以曝光黄曲霉毒素的“指纹”突变模式——约25%的突变发生在CGC序列，也就是说黄曲霉毒素更喜欢将左右都是C的碱基G突变为C（G→C）。

对小鼠来说，提前10周发现这个明显的突变，已经是我们所知道的较为早发的信号之一。

研究人员将小鼠的突变谱与世界各地的300多名患者的肝癌基因序列进行了比较。他们发现，老鼠突变基因指纹图谱与其中主要来自撒哈拉以南和亚洲的13名患者的基因指纹非常吻合。据资料显示，它们的饮食中曾接触过黄曲霉毒素。

黄曲霉毒素检测的应用

MIT的研究团队现在希望设计一个更简单的测试手段——比如血液测试。得知检测结果为阳性的患者可能会受益于定期检查肝脏，以确定是否肿瘤已经开始形成，然后就可以通过手术将肿瘤切除。

这个测试也可以用于抗癌药物研究，如奥替普拉（oltipraz），或者用于预防黄曲霉毒素诱发的DNA突变。

在中国，科学家们正在测试喝茶（花椰菜芽茶）是否能够防止这种类型的肝癌。花椰菜中含有一种化合物，能够阻止导致黄曲霉毒素诱发的突变。

MIT的这个研究小组，还在研究炎症反应对黄曲霉毒素癌的影响，除此之外，它们还致力于其他肝脏致癌物质，如著名的饮用水污染物二甲基硝胺的基因突变谱。Croy说，努力的目标是，找到每一个癌基因的环境改变剂所导致的独特突变特征，相信这些研究数据将会为肿瘤的预防和治疗做出贡献。