什么是致癌物?

大卫·菲利普斯教授和他的团队正在研究我们的DNA是如何受损的,以及是哪种化学物质造成的
2014年3月8日

采访

大卫·菲利普斯,伦敦国王学院

Kat -“致癌物”是一个你可能在媒体上听到的词,但它的基本意思是“导致癌症的东西”,通常指的是我们环境或食物中的化学物质,甚至是来自太阳和日光浴床的紫外线辐射或x射线等电离辐射。为了进一步了解这些有害物质,以及研究人员是如何弄清楚它们究竟是如何致癌的,我采访了英国著名专家之一、伦敦国王学院环境致癌学教授大卫·菲利普斯(David Phillips)。

大卫:我们知道大多数癌症都与环境因素有关。环境中的某些东西是致病的或者是疾病的致病因素。这方面的证据可以追溯到18世纪,当时一位伦敦医生注意到扫烟囱的人经常得阴囊癌,他把这归因于他们暴露在煤烟中。

在这中间的几百年里,我们已经了解了其中的原因,因为煤烟中含有致癌的化学物质,这些物质已经被发现。与此同时,我们还发现了很多其他的环境致癌物,也就是我们接触到的至少有可能致癌的化学物质。

凯特:你桌上有一本大书,看起来像个庞然大物,上面列出了各种各样的化学物质。是否可以给它们一个数字,或者我们可以将致癌物大致分为不同的类型?

大卫-我们可以两者兼顾。已知的致癌化学物质可能有几百种,大致可以分为几种。例如,烟草烟雾是一种非常复杂的化学物质混合物,但其中至少有60种是致癌物质。空气污染含有一些相同的致癌物,电离辐射、非电离辐射、紫外线……

凯特-所以,基本上是阳光。

大卫:是的,阳光。这是导致皮肤癌的原因之一。有些产品自然存在于植物中,有些是由真菌产生的,还有许多其他的。

凯特:如果你要看一下烟草烟雾和太阳紫外线辐射造成的伤害,它们看起来是一样的吗?你能区分出来吗?

大卫:嗯,有特征是因为当DNA被破坏时,会导致复制错误,当细胞分裂并复制DNA时。这将导致DNA序列的变化我们称之为突变。如果一个关键基因发生突变,就会启动致癌过程。细胞有防御DNA损伤的机制。DNA修复机制,但有时这些会被绕过或淹没,从而导致突变。

例如,我们现在有能力对肿瘤的DNA进行排序,在过去的15到20年里,人们发现肿瘤充满了突变。现在的挑战是试图确定这些突变是由什么引起的。现在,随着全基因组测序技术进入实用阶段,我们可以对一个生物体的整个基因组进行测序,无论是肿瘤还是实验室里的测试细胞,然后观察整个基因组中发生的突变。这可能会给我们一个更完整的图片和一个更有诊断性的图片突变模式由特定的药剂引起。

在过去一年左右的时间里,剑桥大学桑格研究所(Sanger Institute)对大约7000种不同的人类肿瘤进行了测序。他们提出了一个广泛的分类,他们已经确定了21种特定的突变模式。在许多情况下,我们不知道是什么引起的但我们现在希望,如果我们能通过实验重现这些模式通过一些我们知道或怀疑致癌的化学致癌物,在测试系统中观察它们在整个基因组中产生的模式,我们可能能够识别出更多人类癌症病例的真正致病因子。

凯特-所以,你要拿人类细胞,你拿化学物质,你把它扔在上面,然后你看DNA,说,“哦!这是第13号签名。这一定与这种暴露有关。”

大卫:从本质上讲,它可以归结为一个简单的实验,但很明显,我相信它会变得复杂得多。但原则上,是的,这就是我们希望做的。

这似乎是一种非常有效的方法,因为你经常会听到人们说,“嗯,这种癌症,我们只是不知道是什么引起的”或者“可能是这个。”也许是因为我的工作。也许是因为我吃了什么东西。”你觉得我们能把范围缩小到一个人的癌症病因上吗?

大卫:是的,希望如此。这里已经有了一个原理证明,因为现在已知世界上许多尿路上皮癌病例都可以归因于摄入了一种叫做马兜铃酸的植物致癌物质。它存在于意外摄入的植物中,例如在巴尔干半岛,但它也是一种广泛用于中药的化合物。因此,很多人都接触过这种病毒。这在尿路上皮癌中产生一种特殊的诱变突变特征。因为我们对实验系统中马兜铃酸本身的实际生化特性有了一定的了解,我们可以肯定地说,在某些情况下,这种模式就是在人类癌症中看到的。

在某些情况下,可能会发现模式与代理的模式不匹配。在这种情况下,我们可以说这种特定的癌症,即使我们怀疑它可能是由于暴露造成的,我们实际上可以排除这种暴露。所以,这是双向的。我们也许能够确定是什么导致了某人的癌症,但是,在其他情况下,我们怀疑是什么导致了癌症,实际上,我们说,“不,它没有。”

Kat -这也会让你产生一些问题。你可以想象,如果有人发现他们的癌症有这种化学物质的特征,也许他们可以起诉让他们接触到它的人,或者制造它的人,或者把它放在环境中。你认为这对公共健康问题有影响吗?

大卫:是的,我肯定是有原因的,因为你在确定一个人的癌症原因时遇到的一个问题是,如果它是由环境或职业因素引起的,那么它距离潜在的疾病暴露有几十年的时间。实际上,追溯并确定这是否是癌症的真正原因是非常困难的。所以,这实际上可能对确定职业或环境暴露是否是原因很有帮助。

在这样的领域工作,你一直在谈论致癌物质和令人讨厌的化学物质,这会让你变得偏执吗?

大卫:我不会说偏执,但我和其他人一样,尽可能地生活在一个干净的环境中。所以,从这个角度来看,我想我尽量避免,这是个人选择的问题,接触致癌物。当然,在很多情况下,事实并非如此。我在伦敦生活和工作。伦敦是个特大城市。大城市有空气污染,所以我当然关心城市的空气污染水平,我会全心全意地支持减少城市空气污染水平的努力。这只能来自政府和地方议会实施减少空气污染水平的政策,比如在城市环境中。但这些事情至少是可能的。如果不是,那就简单。

凯特-刚才是伦敦国王学院的大卫·菲利普斯教授。

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