研究通过 DNA 变化将空气污染与结肠癌风险增加联系起来

研究通过 DNA 变化将空气污染与结肠癌风险增加联系起来

最近的一张电子生物医学研究基于表观基因组分析探讨了空气污染与结直肠癌 (CRC) 风险之间的关联。

空气污染在结直肠癌风险中的作用

结直肠癌是全球最常见的癌症之一，其病因与多种生活方式和环境因素有关。 就环境因素而言，空气污染尤为重要，因为它可以通过影响炎症系统而导致癌症的发生。

颗粒物 (PM) 与结直肠癌风险、胃肠癌和肝癌发病率以及死亡率之间存在显着关联。 因此，了解PM影响CRC发病的机制势在必行。 PM与氮氧化物等其他空气污染物对结直肠癌发病率的协同作用也需要进一步研究。

新的全表观基因组关联研究 (EWAS) 强调，暴露于空气污染会导致表观遗传标记的改变，特别是 DNA 甲基化 (DNAm)。 这种变化会引发炎症，从而增加疾病发生和进展的风险。

胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤 (CpG) 二核苷酸中 5-甲基胞嘧啶的形成反映了异常的 DNAm，已被确定为 CRC 癌变中重要的表观遗传机制。 鉴于这一发现，了解空气污染在与 CRC 发病机制相关的 DNAm 改变中的作用至关重要。

孟德尔随机化 (MR) 分析是识别因果干扰的强大工具。 它使用遗传变异作为空气污染引起的 DNAm 暴露的替代指标来识别致病因素。 该方法的主要优点是最小化反向因果关系和混杂因素。

关于该研究

当前的前瞻性队列研究考察了个人和综合空气污染暴露与结直肠癌风险和全因死亡率之间的关系。 还评估了与空气污染相关的 DNAm 和基因-环境相互作用相关的病理效应。

使用英国生物银行 (UKB) 队列的相关样本评估了空气污染物（包括 PM10、PM2.5 和氮氧化物（NOx 和 NO2））与结直肠癌发病率和生存率之间的关联。 基因型和表型健康相关数据均从 UKB 获得。

对两个样本进行表观遗传 MR 甲基化数量性状位点 (mQTL) 分析，以确定与空气污染相关的 DNAm 的潜在机制。 进行基因-环境相互作用和遗传共定位分析，以阐明空气污染物对结直肠癌表现的潜在致癌作用。

研究结果

共有 428,632 名 UKB 参与者参与其中，其中 2,401 人被诊断患有结直肠癌，并且有资格参加当前的研究。 在这些人中，确定了 533 例全因死亡和 767 例新诊断的结直肠癌病例。 为了确定 CRC 患者的全因死亡率，考虑了既往有 CRC 诊断的患者。

与之前的研究一致，当前的研究也显示 PM2.5 暴露与 CRC 风险增加之间呈正相关。 新开发的空气污染物暴露评分（APES）表明，单独或共同暴露于不同的空气污染物，会以剂量依赖的方式降低结直肠癌的总体存活率。

空气污染对预后的不良影响在男性、吸烟者和体力活动不足的人中更为常见，尽管在统计上并不显着。 因此，改变某些生活方式因素可以降低患结肠癌的风险。

观察到空气污染与结直肠癌发病率/生存率之间存在显着关联。 DNA甲基化发生在跨膜BAX抑制剂基序1蛋白（TMBIM1）/阵发性非运动性运动障碍（PNKD）、CX-C基序趋化因子受体5（CXCR5）和跨膜蛋白110（TMEM110）的蛋白编码基因内，介导空气污染对结直肠癌的不利影响。 实验结果强烈表明，暴露于空气污染对结直肠癌的发展和预后具有总体不利影响。

空气污染通过全身炎症途径介导结直肠癌的发展，该途径与血液中信使核糖核酸（mRNA）和干扰素-γ（IFN-γ）蛋白水平、白介素产生和促炎活性增加有关。

基因-环境相互作用分析表明，PM2.5暴露影响TMBIM1/PNKD基因的CpG位点rs876961，从而影响CRC存活。 长期接触 PM2.5 还与 C 反应蛋白水平升高和全身炎症状态的诱导有关。

PM2.5相关的CpG位点cg16235962与CXCR5基因相关，CXCR5基因编码微环境中的重要炎症因子。 PM2.5相关的CpG位点cg16947394与TMBIM1基因相关，而PNKD和TMBIM1s内含子中rs992157的存在与CRC进展和易感性显着相关。

结论

目前的研究证实了空气污染对 CRC 风险和生存的有害影响，以及 TMBIM1/PNKD、CXCR5 和 TMEM110 表观遗传改变对 CRC 发病机制的影响。 未来的研究需要阐明表观遗传变化导致结肠癌发展的潜在机制。 特别是，当前的研究确定了一些可能有助于预防结直肠癌的可改变因素，例如体力活动、吸烟和空气污染。

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