MIT的新技術可應用於癌症的早診斷、早預防

生物通報道：在世界的許多地區，如南非、東南亞，並非如美國、歐洲等地區有嚴格的食物供應監管，因此這些地區有高達80%的肝癌是由黃曲酶毒素導致。黃曲霉這種真菌經常長在玉米、花生和其他農作物中，這些地區的主要食物較容易容易滋生黃曲霉。

MIT的研究人員開發的一種方法，可以通過肝細胞DNA測序來確定這些細胞是否暴露於黃曲霉毒素中，以此來預測罹患肝癌的風險。這是一種靈敏的檢測方式，也許能夠將肝癌診斷提前若干年。

MIT 生物工程和化學學院教授John Essigmann說，這是一個預防手段，通過減少致癌物質的接觸，減少癌症發生的可能性。這種方法也適用於其他致癌物質。

該文章（3月27日PNAS）的第一作者是MIT的博士后Supawadee Chawanthayatham。其他作者包括技術助理Charles Valentine，科學家Bogdan Fedeles 和 Robert Croy，生物中心主任Stuart Levine，博士后Stephen Slocum，生物工程學院榮譽退休教授Gerald Wogan。以及華盛頓大學的研究人員Edward Fox and和Lawrence Loeb。

尋找罕見突變

Essigmann實驗室此前報道過，經常暴露於黃曲霉毒素會導致DNA鳥嘌呤改變為胸腺嘧啶（G→C），從而導致肝癌。因此，這項最新研究的焦點是：是否能夠在癌症發展之前識別出黃曲霉毒素產生的突變。

首先，研究人員將出生后4天的小鼠暴露於單一劑量的黃曲霉毒素中。所有小鼠最終發展為肝癌。

隨後，研究人員在腫瘤發生前10周，從這些腫瘤肝細胞中分離DNA。為了監測DNA在10周內的突變，研究人員使用了一種強大的基因組測序技術，能夠識別1000萬到1億個DNA鹼基對中的突變。

與大多數DNA測序技術的DNA鏈分別測序不同，這篇文章中報道的技術（由華盛頓大學的研究人員開發）將DNA兩條互補鏈的數據結合了起來。如此一來，可以降低因DNA單鏈反覆擴增提高丰度帶來的錯配 (PCR錯誤率為500bp左右)。新技術的彼此互補的兩條DNA鏈都被打上了標記，如此一來在進行數據處理的時候它們的序列信息就會被組合比較，研究人員就能區分真正的突變與複製錯誤。這項技術比常規DNA測序精確了1000到10000倍。從而，研究人員能夠更加確信樣本中的是罕見突變而非簡單的測序誤差。

最終，數據顯示了一種可以曝光黃曲霉毒素的「指紋」突變模式——約25%的突變發生在CGC序列，也就是說黃曲霉毒素更喜歡將左右都是C的鹼基G突變為C（G→C）。

對小鼠來說，提前10周發現這個明顯的突變，已經是我們所知道的較為早發的信號之一。

研究人員將小鼠的突變譜與世界各地的300多名患者的肝癌基因序列進行了比較。他們發現，老鼠突變基因指紋圖譜與其中主要來自撒哈拉以南和亞洲的13名患者的基因指紋非常吻合。據資料顯示，它們的飲食中曾接觸過黃曲霉毒素。

黃曲霉毒素檢測的應用

MIT的研究團隊現在希望設計一個更簡單的測試手段——比如血液測試。得知檢測結果為陽性的患者可能會受益於定期檢查肝臟，以確定是否腫瘤已經開始形成，然後就可以通過手術將腫瘤切除。

這個測試也可以用於抗癌藥物研究，如奧替普拉（oltipraz），或者用於預防黃曲霉毒素誘發的DNA突變。

在，科學家們正在測試喝茶（花椰菜芽茶）是否能夠防止這種類型的肝癌。花椰菜中含有一種化合物，能夠阻止導致黃曲霉毒素誘發的突變。

MIT的這個研究小組，還在研究炎症反應對黃曲霉毒素癌的影響，除此之外，它們還致力於其他肝臟致癌物質，如著名的飲用水污染物二甲基硝胺的基因突變譜。Croy說，努力的目標是，找到每一個癌基因的環境改變劑所導致的獨特突變特徵，相信這些研究數據將會為腫瘤的預防和治療做出貢獻。