近年来,结直肠癌越来越多地出现在年轻人中,并且在种族和族裔少数群体中尤为明显。一项最新发表在《临床表观遗传学》杂志上的研究表明,早发性结直肠癌(EOCRC)具有与晚发性结直肠癌不同的分子特征,这些特征可能解释了不同种族患者之间癌症发病率和死亡率的差异。
贝勒医学院、加州大学欧文分校和休斯顿本·陶布医院的研究人员首次报告了早发性结直肠癌的独特分子特征。这些特征表明,这种形式的癌症在发病机制上与晚发性结直肠癌存在显著差异。贝勒医学院医学助理教授Karen Riggins博士表示:“在临床上,我们不仅看到更多年轻人被诊断出患有老年人的疾病,而且大多数是少数族裔患者,他们通常病情较重,预后较差。我们想知道这是怎么回事。”
共同通讯作者、贝勒医学院儿科营养学教授Lanlan Shen博士指出:“有证据表明,早发性和晚发性结直肠癌是两种不同的疾病。”早发性结直肠癌主要发生在结肠左侧,更具侵袭性。大约80%的早发性病例是散发性的,即未发现基础遗传突变。在美国,与白人相比,西班牙裔和非裔美国人的早发性结直肠癌发病率增长更快,五年生存率显著较低。
这些差异的原因尚不清楚,但鉴于大多数病例似乎没有遗传原因,研究人员推测环境风险因素如饮食、压力和肠道微生物群可能是导致不同种族间发病率和死亡率差异的主要因素。
研究团队探讨了环境因素如何通过不改变DNA序列的方式影响基因表达,从而导致癌症的发生——即基因的表观遗传修饰。表观遗传修饰指的是DNA分子标记的变化,例如甲基化或去甲基化,这些变化会告诉细胞哪些基因应该开启或关闭。关闭保护性基因或激活促癌基因可能会使机体更容易患癌。
Shen博士说:“DNA甲基化的失调在结直肠癌中起着重要作用。”该研究首次对早发性结直肠癌样本进行了全基因组DNA甲基化分析。研究人员比较了早发性和晚发性结直肠癌患者的癌组织和非癌组织样本,发现早发性癌症细胞中发生了广泛的DNA甲基化变化,激活了促癌程序并抑制了抗癌程序。
研究团队还发现了代谢基因的表观遗传改变,这些改变仅见于少数族裔患者的早发性结直肠癌,而在来自癌症基因组图谱(TCGA)的白人患者中未观察到。差异甲基化最显著的基因包括肥胖保护基因MFAP2以及癌症风险易感基因APOL3和RNASEL。
Riggins博士表示:“尽管这项研究仍处于初步阶段,但它非常重要,因为它生成了高质量的全基因组数据,涵盖了在研究中严重代表性不足的少数族裔患者。例如,在TCGA中,超过80%的患者为欧洲血统,而非裔美国人仅占约9%。”她补充道:“缺乏代表性不足人群的肿瘤生物样本是我们理解种族和族裔群体之间存在差异的疾病(如早发性结直肠癌)的主要障碍。”
Riggins博士还提到:“我们不仅发现了早发性和晚发性结直肠癌之间的明显差异,还在少数族裔和白人患者之间发现了差异。作为一名临床医生,这项研究帮助我理解了我在临床上所见到的现象。我们对这些发现感到非常兴奋。”
Shen博士总结道:“我们在这一队列中的探索性发现揭示了早发性结直肠癌出现背后的表观遗传机制。这令人鼓舞,因为它暗示了针对恢复与疾病相关的甲基化标记的治疗方法可能具有治疗价值。”此外,研究结果还为在代表性不足的人群中提名新的生物标志物提供了依据,这些标志物可以帮助确定患者是否面临更高的癌症风险或更严重的疾病形式,从而指导预防干预措施的实施。
这些发现为更好地理解这一新兴疾病带来了希望,并支持继续开展相关研究。
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