大规模研究探索结直肠癌和肉类摄入之间的遗传联系

在有史以来规模最大的一项关于红肉和结直肠癌的基因-环境相互作用的研究中，南加州大学的研究人员发现了两个基因标记，可能有助于解释两者之间的联系，并解释为什么有些人面临更高的癌症风险。这项研究涉及近7万人。南加州大学诺里斯综合癌症中心领导的一项新研究分析了29,842名结直肠癌患者和39,635名非癌症患者的红肉和加工肉摄入量数据。研究发现，食用更多红肉或加工肉的人患结直肠癌的风险分别增加30%或40%。利用全基因组数据，研究人员还发现了两个基因，HAS2和SMAD7，它们会根据红肉或加工肉的消费水平改变癌症风险水平。研究结果刚刚发表在《癌症流行病学、生物标志物与预防》杂志上。

　　

在有史以来最大的一项关于红肉和结直肠癌的基因-环境相互作用的研究中，研究人员根据基因型探索了红肉消费对一个人患癌症风险的影响，研究人员已经确定了两个遗传标记，可能有助于解释两者之间的联系，并解释为什么有些人面临更高的癌症风险。

过去的研究表明，经常食用红肉和加工肉会增加患结直肠癌的风险，但主要的生物学机制尚未确定。了解这种疾病的发病过程及其背后的基因可以帮助科学家制定更好的预防策略。

一项由美国国立卫生研究院支持、南加州大学诺里斯综合癌症中心(南加州大学凯克医学院的一部分)领导的新研究分析了29,842名结直肠癌患者和39,635名非癌症患者的红肉和加工肉摄入量数据。研究发现，食用更多红肉或加工肉的人患结直肠癌的风险分别增加30%或40%。利用全基因组数据，研究人员还发现了两个基因，HAS2和SMAD7，它们会根据红肉或加工肉的消费水平改变癌症风险水平。研究结果刚刚发表在《癌症流行病学、生物标志物与预防》杂志上。

“这些发现表明，有一部分人如果吃红肉或加工肉，患结直肠癌的风险会更高，”主要作者玛丽安娜·c·斯特恩博士说，她是人口和公共卫生科学和泌尿学教授，癌症研究艾拉·古德曼主席，南加州大学诺里斯综合癌症中心人口科学副主任。“这也让我们得以窥见这种风险背后的潜在机制，然后我们可以通过实验研究来跟进。”

研究人员使用了标准方法的组合来确定基因与环境的相互作用，以及凯克医学院生物统计学部门开发的一种新的统计方法，共同作者是人口和公共卫生科学教授威廉·詹姆斯·高德曼博士，人口和公共卫生科学助理教授胡安·巴勃罗·卢文格博士和埃里克·川口博士。

高德曼说:“这些最先进的统计方法和软件使我们能够最大限度地提高效率，因为我们测试了700万个基因变异中的基因与肉的相互作用。”

红肉和加工肉的风险

该分析包括27项关于欧洲人结直肠癌风险的研究数据。高德曼和乌尔里克·彼得斯博士，公共卫生科学博士，西雅图弗雷德·哈钦森癌症中心公共卫生科学部的教授和副主任，汇编了来自结直肠癌遗传和流行病学协会、结直肠癌跨学科研究和结肠癌家庭登记处的数据。

首先，研究小组协调了来自各种研究的数据，为红肉(牛肉、猪肉和羊肉)和加工肉(培根、香肠、午餐/熟食肉和热狗)的消费制定了标准措施。对于每个类别，他们计算了每天的份量，根据体重指数进行了调整，并根据红肉或加工肉的摄入量将参与者分为四组。

红肉摄入量最高的人患结肠直肠癌的风险增加30%;加工肉类摄入量最高的人患病风险增加了40%。这些发现并没有解释可能使人群中某些人比其他人面临更高风险的遗传变异。

癌症风险的遗传标记

接下来，在DNA样本的基础上，研究人员为每个研究参与者收集了超过700万个基因变异的数据。然后，他们对红肉摄入量与癌症风险之间的关系进行了全基因组基因-环境相互作用分析。研究人员观察了基因组中的每一个位置——被称为单核苷酸多态性(SNP)——他们询问，对于吃更多红肉的人来说，拥有某种基因变异是否会改变患结肠直肠癌的风险。

基因组上几乎每个SNP的答案都是否定的。不管一个人有什么样的基因变异，他们因食用红肉而患癌症的风险保持不变。然而，在两个特定的snp上，这种关联发生了变化。

使用标准的统计分析方法，研究人员标记了8号染色体上靠近HAS2基因的rs4871179 SNP。该基因是细胞内蛋白质修饰编码途径的一部分，在之前的一些研究中，它与结直肠癌有关，但从未与食用红肉有关。

分析显示，在66%的人群中发现了一种常见的HAS2基因变体，如果他们食用最高水平的肉类，他们患结肠直肠癌的风险会高出38%。相比之下，拥有另一种罕见的相同基因变体的人，当他们吃更多的红肉时，患癌症的风险并没有增加。

高德曼说:“然后，我们使用我们新颖的两步机器学习方法，首先确定snp、红肉消费和癌症之间的模式，然后在我们的基因-环境相互作用测试中关注最有希望的组合。”

该方法在SMAD7基因的18号染色体上标记rs35352860 SNP。SMAD7调节hepcidin，一种与铁代谢有关的蛋白质。由于红肉和加工肉类含有高水平的血红素铁，研究人员假设SMAD7的不同变体可能通过改变身体处理铁的方式来增加癌症风险。

斯特恩说:“当hepcidin失调时，会导致铁吸收增加，甚至导致细胞内铁超载。”

大约74%的人携带两个最常见的SMAD7基因变体，如果他们吃大量的红肉，患结肠直肠癌的风险会增加18%。只有一个最常见变异副本或两个不太常见变异副本的个体患癌症的风险要高得多，分别为35%和46%。

该研究的合著者、凯克医学院人口与公共卫生科学系的博士生乔尔·桑切斯·门德斯说:“这些发现表明，不同的基因变异可能会给食用红肉的人带来不同的结直肠癌风险，并强调了这种疾病如何发展的可能解释。”

需要更多证据

这些发现揭示了肉类消费和结直肠癌之间联系的新细节，但斯特恩强调，他们还没有证明这些基因变异之间的因果关系。

“这给了我们一些重要的思考，”她说。“当我们知道环境暴露与疾病之间存在明显关联时，我们就会进行这些基因-环境相互作用研究，但两者之间发生的事情仍然是一个黑盒子。”

接下来，她和她的同事们希望继续进行实验研究，为铁代谢失调在结直肠癌发展中的作用提供更有力的证据。