A légszennyezés hozzájárulhat a tüdőrák kialakulásához
Egy új tanulmány kimutatta, hogy a légszennyezés, a hagyományos gyógynövénykészítmények és más környezeti hatások összefüggésbe hozhatók olyan genetikai mutációkkal, amelyek hozzájárulhatnak a tüdőrák kialakulásához olyan embereknél, akik soha vagy alig dohányoztak. A tüdőrákot régóta a dohányosok betegségének tartják. Azonban a dohányzás világszerte történő visszaszorulásával aggasztó tendencia jelent meg: arányosan növekszik a soha nem dohányzó emberek körében a tüdőrák előfordulása. Ráadásul ez a rákfajta aránytalanul sújtja a nőket, különösen az ázsiai származásúakat, és Kelet-Ázsiában gyakoribb, mint a nyugati országokban. A Nature folyóiratban megjelent tanulmány meggyőző genomikus bizonyítékokat tárt fel, amelyek arra utalnak, hogy a légszennyezés – és más környezeti hatások – lehetnek a potenciális fő tényezői e növekvő közegészségügyi problémának. A kutatást a Kaliforniai Egyetem San Diego-i campusának és a Nemzeti Egészségügyi Intézetek (NIH) részét képező Nemzeti Rákkutató Intézet (NCI) kutatói közösen vezették.
„Egyre több nemdohányzó embernél diagnosztizálnak tüdőrákot, de ennek okát még nem értjük” – mondta a tanulmány társszerzője, Ludmil Alexandrov, a Kaliforniai Egyetem San Diego-i campusának biomérnöki, sejt- és molekuláris orvosprofesszora, valamint a Kaliforniai Egyetem San Diego-i Moores Rákközpontjának tagja. „Mostani kutatásunk viszont azt mutatja, hogy a légszennyezés szoros összefüggésben áll azokkal a DNS-mutációkkal, amelyeket általában a dohányzással társítunk.”
„Ez egy sürgető és egyre növekvő globális probléma a soha nem dohányzók esetében, amelyet igyekszünk megérteni” – mondta Maria Teresa Landi, az NCI Rákepidemiológiai és Genetikai Osztályának epidemiológusa és a tanulmány társszerzője. „A legtöbb korábbi tüdőrákkutatás nem különböztette meg a dohányzók és a nem dohányzók adatait, ami korlátozta a potenciális okok megismerését ezeknél a betegeknél. Olyan tanulmányt terveztünk, amelyben világszerte gyűjtünk adatokat soha nem dohányzóktól, és genomikával próbáljuk visszanyomozni, hogy milyen expozíciók okozhatják ezeket a rákos megbetegedéseket.” Bár a szakirodalomban már korábbi tanulmányok is kimutatták a légszennyezés és a tüdőrák közötti epidemiológiai összefüggést soha nem dohányzók esetében, ez az új kutatás még tovább megy, és genomikai összefüggést is kimutat.
A légszennyezés mutációs hatásai
A csapat 871 soha nem dohányzó személy tüdőtumorát elemezte, akik Afrika, Ázsia, Európa és Észak-Amerika 28 különböző légszennyezettségű régiójában éltek. A teljes genom szekvenálásával a kutatók egyedi DNS-mutációs mintákat – úgynevezett mutációs szignatúrákat – azonosítottak, amelyek a korábbi expozíciók molekuláris ujjlenyomataként működnek. Ezeket a genomikus adatokat műholdas és talajszintű finomrészecske-mérések alapján becsült szennyezettségi adatokkal kombinálva a kutatók képesek voltak becsülni az egyes személyek hosszú távú légszennyezettségi expozícióját.
Megállapították, hogy a szennyezettebb környezetben élő soha nem dohányzó emberek tüdőtumorai szignifikánsan több mutációt tartalmaztak, különösen olyan mutációkat, amelyek közvetlenül elősegítik a rák kialakulását, valamint olyan mutációs szignatúrákat, amelyek a rákhoz kapcsolódnak, és amelyek az összes korábbi mutagén expozíciót rögzítik. Például ezeknél az egyéneknél 3,9-szeresére nőtt a dohányzással kapcsolatos mutációs szignatúra, és 76%-kal nőtt egy másik, az öregedéssel kapcsolatos szignatúra. Ez nem jelenti azt, hogy a szennyezés önmagában egyedi „légszennyezés-mutációs szignatúrát” okoz, jegyezte meg a tanulmány társszerzője, Marcos Díaz-Gay, Alexandrov laboratóriumának egykori posztdoktori kutatója, aki jelenleg a spanyolországi Madridban található Spanyol Nemzeti Rákkutató Központ (CNIO) junior csoportvezetője. Inkább az általános mutációk számát növeli, különösen a DNS-károsodás ismert útjaiban. „Azt látjuk, hogy a légszennyezés összefüggésbe hozható a szomatikus mutációk számának növekedésével, beleértve azokat is, amelyek a dohányzásnak és az öregedésnek tulajdonított ismert mutációs jelek közé tartoznak” – mondta Díaz-Gay.
A kutatók dózis-válasz összefüggést is megállapítottak: minél nagyobb szennyezésnek volt valaki kitéve, annál több mutációt találtak a tüdőtumorokban. Ezeknek a tumoroknak rövidebb telomerjei – a kromoszómák végein található védőburkok – voltak, ami a sejtek gyorsabb öregedésének jele.
Meglepő eredmény a passzív dohányzásról
Ezzel szemben a kutatók nem találtak erős genetikai összefüggést a passzív dohányzással. A soha nem dohányzó, passzív dohányfüstnek kitett emberek tüdőtumorai csak enyhe mutációk növekedését mutatták, rövidebb telomerekkel, de nem voltak kimutatható mutációs jelek vagy vezető mutációk. Bár a passzív dohányzás ismert rákkockázati tényező, mutációs hatása sokkal kevésbé volt kifejezett, mint a légszennyezésé.
„Ha a passzív dohányzásnak mutagén hatása van, az túl gyenge ahhoz, hogy jelenlegi eszközeinkkel kimutathassuk” – mondta a tanulmány társszerzője, Tongwu Zhang, az NCI biostatisztikai részlegének kutatója. „Biológiai hatásai azonban a telomerek jelentős rövidülésében még mindig nyilvánvalóak.” A kutatók elismerték, hogy elemzésüket tovább korlátozhatja a passzív dohányzásnak való kitettség mérésének összetettsége. „Nehéz ilyen információkat szerezni, mert azok számos tényezőtől függenek, például attól, hogy mennyi ideig volt valaki expozíciónak kitéve, milyen távolságra volt az expozíciótól, és milyen gyakran volt együtt más dohányzóval” – mondta Díaz-Gay.
A gyógynövénykészítményekben talált kockázat
A légszennyezés mellett a kutatók egy másik környezeti kockázatot is azonosítottak: az aristolochic acidot, egy bizonyos hagyományos kínai gyógynövénykészítményekben található rákkeltő anyagot. Az aristolochic acidhoz kapcsolódó specifikus mutációs jeleket szinte kizárólag tajvani, soha nem dohányzó tüdőrákos betegeknél találtak.
Bár az aristolochic acidot korábban már összefüggésbe hozták a hólyag-, gyomor-, vese- és májrákkal, ez az első tanulmány, amely bizonyítékot talál arra, hogy hozzájárulhat a tüdőrák kialakulásához. A kutatók gyanítják, hogy ezek az esetek a hagyományos kínai gyógynövénykészítmények belélegzéséből származhatnak, de hipotézisük alátámasztásához további adatokra van szükség.
„Ez új aggályokat vet fel azzal kapcsolatban, hogy a hagyományos gyógymódok hogyan növelhetik véletlenül a rák kockázatát” – mondta Landi. „Ugyanakkor lehetőséget kínál a rákmegelőzésre a közegészségügy számára, különösen Ázsiában.”
Új mutációs szignatúra, új kérdések
A csapat egy új mutációs szignatúrát is azonosított, amely a legtöbb soha nem dohányzó tüdőrákos betegnél megjelenik, de a dohányzókban nem. Okát még nem ismerik – nem állt összefüggésben a légszennyezéssel vagy más ismert környezeti hatásokkal. „A tanulmányban szereplő esetek többségében megfigyeltük, de még nem tudjuk, mi okozza” – mondta Alexandrov. „Ez valami teljesen más, és teljesen új kutatási területet nyit meg.”
A tudósok a jövőben kiterjesztik kutatásaikat Latin-Amerika, a Közel-Kelet és Afrika további régióiból származó, soha nem dohányzó tüdőrákos betegekre is. A kutatók figyelmüket más potenciális kockázatok felé is fordítják. Az egyik fókuszpont a marihuána és az e-cigaretta használata, különösen a dohányt soha nem szívó fiatalok körében. A csapat azt vizsgálja, hogy ezek a hatások hozzájárulhatnak-e a tüdőszövet mutációs változásaihoz. Céljuk továbbá más környezeti kockázatok – például a radon és az azbeszt – tanulmányozása, valamint részletesebb szennyezési adatok gyűjtése helyi és egyéni szinten.