国际研究小组探索切尔诺贝利辐射的遗传影响

这些研究结果是由美国国立卫生研究院下属的国家癌症研究所(NCI)的研究人员领导的国际调查小组在灾难发生35周年前后发表的。这些研究发表在科学4月22日。

NCI癌症流行病学和遗传学分部(DCEG)主任Stephen J. Chanock医学博士说:“自广岛和长崎原子弹爆炸以来，关于辐射对人类健康影响的科学问题就一直在调查，切尔诺贝利和日本福岛海啸后发生的核事故再次提出了这一问题。”“近年来，DNA测序技术的进步使我们能够开始解决一些重要的问题，部分是通过在精心设计的流行病学研究中进行全面的基因组分析。”

切尔诺贝利事故使周边地区数百万人暴露在放射性污染物中。研究提供了目前关于核电站事故辐射暴露导致癌症的大部分知识。新的研究建立在此基础上，使用下一代DNA测序和其他基因组表征工具来分析来自受灾难影响的乌克兰人的生物标本。

第一项研究调查了一个长期存在的问题，即辐射照射是否会导致遗传变化，如一些动物研究所表明的那样，这种变化可以从父母遗传给后代。为了回答这个问题，查诺克博士和他的同事分析了1987年至2002年间出生的130人及其105对父母的完整基因组。

孩子的父母一方或双方都曾是帮助清理事故现场的工人，或者因为住在事故现场附近而被疏散。每位父母都被评估了长期暴露于电离辐射的情况，这可能是通过食用受污染的牛奶(即在被放射性沉降物污染的牧场上放牧的奶牛所产的牛奶)而发生的。这些母亲和父亲受到了不同剂量的辐射。

研究人员分析了成年儿童的基因组，以寻找一种被称为从头突变的特定类型的遗传基因变化的增加。新生突变是在一个人的配子(精子和卵子)中随机出现的基因变化，可以传递给他们的后代，但在父母身上观察不到。

对于研究中父母所经历的辐射暴露范围，从全基因组测序数据中没有证据表明，事故发生后46周至15年间出生的孩子的新生突变数量或类型有所增加。在这些儿童中观察到的新生突变数量与具有可比特征的一般人群高度相似。因此，研究结果表明，事故造成的电离辐射暴露对后代健康的影响微乎其微。

查诺克博士说:“我们认为，对于2011年事故发生时居住在福岛的人们来说，这些结果非常令人放心。”“据了解，日本的辐射剂量比切尔诺贝利记录的要低。”

在第二项研究中，研究人员使用新一代测序技术，对359名儿童时期或在子宫内暴露于切尔诺贝利核事故释放的放射性碘(I-131)电离辐射的人以及81名事故后9个多月出生的未暴露于电离辐射的人的甲状腺癌基因变化进行了分析。甲状腺癌风险的增加是事故后观察到的最重要的不良健康影响之一。

电离辐射的能量会破坏DNA中的化学键，导致多种不同类型的损伤。这项新研究强调了一种特殊的DNA损伤的重要性，它涉及甲状腺肿瘤中两条DNA链的断裂。DNA双链断裂和辐射暴露之间的联系在年龄较小的儿童中更强。

接下来，研究人员在每个肿瘤中确定了癌症的候选“驱动因素”——改变使癌症生长和存活的关键基因。他们在95%以上的肿瘤中确定了驱动因素。几乎所有的改变都涉及同一信号通路中的基因，称为丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路，包括这些基因BRAF，拉,受潮湿腐烂．

这组受影响的基因与之前关于甲状腺癌的研究中报道的相似。然而，研究人员观察到基因突变类型的分布发生了变化。具体来说，在切尔诺贝利的研究中，儿童时期暴露在高剂量辐射下的人发生的甲状腺癌更有可能是由基因融合引起的(当DNA的两条链都断裂了，然后错误的片段重新连接在一起)，而那些没有暴露在低水平辐射下的人或那些暴露在低水平辐射下的人更有可能是由点突变引起的(基因关键部分的单碱基对变化)。

结果表明，DNA双链断裂可能是暴露于环境辐射后的早期基因变化，随后使甲状腺癌的生长成为可能。研究人员补充说，他们的发现为进一步研究辐射诱发的癌症，特别是那些涉及剂量和年龄的风险差异的研究提供了基础。

“这项研究令人兴奋的方面是有机会将肿瘤的基因组特征与辐射剂量的信息联系起来——辐射剂量是可能导致癌症的风险因素，”Lindsay M. Morton博士说，他是DCEG辐射流行病学分支的副主任，领导了这项研究。

“癌症基因组图谱为如何全面分析肿瘤特征设定了标准，”莫顿博士继续说道。“我们扩展了这种方法，完成了第一个大型基因组景观研究，其中潜在的致癌暴露得到了很好的表征，使我们能够调查特定肿瘤特征和辐射剂量之间的关系。”

她指出，这项研究之所以成为可能，是因为大约20年前切尔诺贝利组织库的建立——远早于目前普遍的基因组和分子研究技术的发展。

莫顿博士说，“这些研究代表着我们的团队首次使用我们在乌克兰的同事收集的生物标本进行分子研究。”“组织库是由富有远见的科学家建立的，目的是收集高度污染地区居民患甲状腺癌的肿瘤样本。这些科学家认识到，未来的技术将取得重大进步，研究界现在正受益于他们的远见卓识。”