碳纳米管会导致小鼠癌症

英国一项新研究表明，碳纳米管对人体的危害可能和石棉一样大。

石棉矿物被广泛用于建筑和运输行业，在被证明会导致肺部疾病并导致一种罕见的胸壁癌——间皮瘤之后，石棉在发达国家已被禁止使用多年。

这些疾病的发生是因为石棉颗粒像又长又尖的针。它们会嵌入肺组织中，不容易被通常从气道中清除污垢和碎片的清洁机制排出。石棉颗粒在组织中的持续存在导致反复发作的炎症。长期以来，科学家们一直怀疑，这会对附近的细胞造成损害，增加患癌症的可能性。

现在，一项新的研究表明，某些形式的碳纳米管可能会造成至少与石棉一样大的威胁。碳纳米管是一种长而圆柱形的分子，其侧面可以只有一个碳原子厚，并用于一系列应用和工业中。

莱斯特大学的研究人员马里昂·麦克法兰和她的同事在《当代生物学》杂志上发表文章，让老鼠接触不同剂量的纳米管，这些纳米管可能是职业性的，并对长纳米管和短纳米管的制备进行了测试。为了进行比较，他们还把另一组老鼠暴露在石棉颗粒中，同样是人类在职业中可能遇到的水平。

这些动物被跟踪长达18个月，研究小组研究了动物的肺和胸壁组织对暴露的反应。在所有病例中，免疫系统都出现了急性炎症。随后，短纳米管被免疫细胞成功清除，组织恢复正常。但较长的纳米管和石棉颗粒持续存在，并导致持续或慢性炎症状态。

在18个月大的时候，接触较长的纳米管或石棉的动物中，约有三分之一患上了类似人类间皮瘤的肿瘤。

这一发现令人担忧，因为它们表明，长形碳纳米管可能像石棉一样，通过同样的机制致癌。碳纳米管被广泛应用于从医疗设备和运动器材到船只和建筑物的各种领域。麦克法兰说:“我们使用的剂量比工业安全指南规定的暴露限值低10倍以上。”

研究人员还使用DNA技术来追踪这种疾病是如何在老鼠身上形成的。他们发现，Cdkn2a基因通常在阻止癌症发展中起着重要作用，但在暴露在纳米管下的小鼠中，该基因在被纳米管破坏的组织中活性低下。至关重要的是，同样的基因在石棉引发的人类间皮瘤病例中也受到影响。

麦克法兰解释说:“我们认为慢性炎症会导致活性氧的产生，从而破坏胸壁细胞中的DNA。”“最初，这通过表观遗传机制降低了Cdkn2a基因的活性。之后，基因会发生突变，完全停止工作。”

结果是细胞失去了通常用来阻止癌症形成的保护性刹车。这增加了肿瘤发展的可能性。

“这项研究在两个层面上很重要，”麦克法兰指出。“这是纳米管造成危害的第一个直接证据。这些都是制造出来的，所以现在我们知道了这一点，我们可以让它们“设计安全”。其次，它填补了我们对石棉等物质如何导致间皮瘤的知识空白，这意味着它也可以突出可能的治疗途径。”