大肠杆菌产生的毒素可能推动年轻人患肠癌率上升

科学家们发现，一种由大肠杆菌产生的毒素可能在推动年轻人中肠癌发病率的上升。

专家们认为，这一发现可能有助于解释为什么全球年轻人中的肠癌发病率正在上升。

这种细菌毒素——称为colibactin——能够改变DNA，并且是由一种大肠杆菌菌株产生的，但不是与某些人感染如腹泻相关的大肠杆菌菌株。

包括来自英国并得到癌症研究英国支持的研究人员发现，儿童早期接触colibactin会在微生物群落细胞的DNA上留下遗传标记，这可能会增加50岁之前患肠癌的风险。

此前一项于12月发表的研究发现，英格兰年轻人中肠癌发病率的上升速度比世界上许多其他国家都要快。

对于25至49岁的人群，英格兰是上升最快的国家之一，在截至2017年的十年间，每年平均增长3.6%。

癌症研究英国提供的数据截至2019年进一步表明，自上世纪90年代初以来，25至49岁的成年人中肠癌发病率增加了52%。

英国每年有大约2,600例25至49岁人群的新发肠癌病例，而在所有年龄段中则有大约44,100例新发病例。

关于为什么更多年轻人患上肠癌的工作一直在进行，专家们认为不良饮食、更多的超加工食品、肥胖和缺乏运动都在发挥作用。

现在，在最新的一项由加利福尼亚大学圣地亚哥分校（UCSD）领导并发表在《自然》杂志上的研究中，研究人员发现了另一个可能的原因。

专家们检查了来自11个不同国家的981个结直肠癌基因组，这些基因组来自早发性和晚发性疾病的患者。

他们发现，colibactin可以在DNA上留下特定的突变模式，这些模式在早发性肠癌病例（在本研究中指40岁以下的成年人）中比70岁以上诊断的病例中常见3.3倍。

这些突变模式在早发性肠癌发病率较高的国家中也特别常见。

资深作者、UCSD教授Ludmil Alexandrov说：“这些突变模式是一种基因组中的历史记录，它们指向早期生活中的colibactin暴露是早发性疾病的一个驱动因素。”

该研究的第一作者、前博士后研究员Marcos Diaz-Gay说：“当我们开始这个项目时，并没有计划专注于早发性结直肠癌。我们的最初目标是检查全球结直肠癌的模式，以了解为什么一些国家的发病率远高于其他国家。但随着我们深入研究数据，最有趣和最引人注目的发现之一是colibactin相关突变在早发性病例中出现的频率。”

该研究还发现，colibactin相关的突变占已知的APC驱动突变的约15%，这些突变是促进癌症发展的最早期的遗传改变之一。

Alexandrov教授说：“如果有人在10岁时获得其中一个驱动突变，他们可能比正常情况下提前几十年患上结直肠癌，比如在40岁而不是60岁时。”

这项工作是癌症研究英国资助的癌症重大挑战团队Mutographs的一部分。

研究人员目前正在开发通过分析粪便样本检测colibactin相关突变的早期检测测试。

癌症重大挑战的主任David Scott博士说：“在全球和英国，我们看到50岁以下人群中某些类型的癌症发病率令人担忧地增加。不太可能有一个明确的驱动因素，但癌症重大挑战科学家们正在努力解决这个难题，我们的Mutographs团队已经发现了一个令人惊讶的线索。许多早发性结直肠癌患者似乎在早期生活中接触到了一种由某些大肠杆菌菌株产生的毒素——colibactin。尚不清楚这种暴露是如何发生的，但我们怀疑饮食等因素可能在微生物群落微生物群发育的关键阶段相互作用。这项研究为早发性癌症的谜团增添了重要的一块拼图，但并不是结论性的，还需要更多的研究来确定colibactin与早发性结直肠癌风险增加之间的明确联系。其他癌症重大挑战团队，如Optimisticc和Prospect，正在更深入地研究微生物群和其他环境因素，以揭示全球发病率上升的原因。”

Mutographs团队负责人、Wellcome Sanger研究所高级组长Mike Stratton教授说：“我们的研究使我们能够提出一个假设，即colibactin的存在会导致结肠细胞中突变数量的增加，从而导致在较年轻时患结直肠癌的风险更大。如果这是正确的，我们可以探索预防措施，例如测试是否存在这种毒素或产生它的细菌，并找到在年轻时将其从体内消除的方法。我们知道饮食和生活方式选择会驱动结直肠癌的风险，但这项研究为我们研究如何降低早发性结直肠癌的发病率开辟了一条新的令人兴奋的途径。”

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