Nature:胃癌的早期突变及危险因素,建立预防胃癌的癌前模型

时间:2025年5月9日
来源:AAAS

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香港大学LKS医学院临床医学院病理学系的研究人员通过最近的两项创新研究,在了解胃癌的早期阶段取得了重大进展,胃癌是全球癌症相关死亡的主要原因。这种癌症在东亚(包括中国)的患病率特别高,通常是由幽门螺杆菌感染引起的慢性炎症引起的,香港约有15%的人口受幽门螺杆菌感染。这种炎症会导致被称为肠化生的癌前阶段。这些创新的研究揭示了胃部最早的变化对胃癌发展的重要影响,为改善预防和早期发现奠定了基础,最终挽救了生命。

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香港大学LKS医学院临床医学院病理学系的研究人员通过最近的两项创新研究,在了解胃癌的早期阶段取得了重大进展,胃癌是全球癌症相关死亡的主要原因。这种癌症在东亚(包括中国)的患病率特别高,通常是由幽门螺杆菌感染引起的慢性炎症引起的,香港约有15%的人口受幽门螺杆菌感染。这种炎症会导致被称为肠化生的癌前阶段。这些创新的研究揭示了胃部最早的变化对胃癌发展的重要影响,为改善预防和早期发现奠定了基础,最终挽救了生命。

虽然胃的酸性环境有助于消化,但随着年龄的增长,它会在正常的胃组织中诱发致癌突变。然而,这些早期变化的时间和机制以及它们如何促进癌症的进展在很大程度上仍然未知。香港高等教育学院的研究人员对这些过程提供了宝贵的见解。

绘制胃癌起源图

在一项合作研究中,香港大学、威康桑格研究所、麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的研究人员利用先进的基因组测序技术分析了正常胃内膜组织的基因突变。他们首次对238个样本进行了全基因组测序,并对另外829个样本进行了靶向测序,这些样本来自香港、美国和英国的胃癌患者和非胃癌患者。这项发表在《自然》杂志上的研究表明,尽管胃处于恶劣的酸性环境中,胃内膜具有防止重大突变的保护机制。

研究发现,突变的数量随着年龄的增长而增加,正常的胃腺每年大约积累28个突变。在胃癌患者中,突变率是两倍以上,特别是在化脓性腺体中。香港大学临床医学院病理学系系主任梁淑仪教授说:“到60岁时,近10%的胃粘膜已知癌症基因发生突变,这突显了数十年来潜在致癌变化的逐渐积累。”最令人惊讶的发现是,一些胃区域表现出与慢性炎症有关的染色体异常。通常情况下,细胞每条染色体有两个副本,但研究人员发现一些病人的胃细胞有三个染色体副本。令人震惊的是,额外的染色体通常是在生命的早期(12-25岁)获得的,这表明可能暴露于诸如传染性病原体之类的因果突变原。

胃癌的危险因素包括吸烟、过量饮酒、高盐饮食和幽门螺杆菌感染。梁教授解释说:“我们的多国研究小组发现,患有长期胃炎的个体有更多的突变或额外的染色体,这表明炎症在早期形成癌前环境中的潜在作用。”“总的来说,这项研究有助于绘制出胃肠道的突变图谱,揭示出早在癌症发生之前的早期突变,这可能对早期发现和预防策略有用。”

世界首个“肠化生”类器官模型生物库用于研究早期癌症发展

在一项相关研究中,香港大学和香港创新大学肿瘤及免疫中心的研究人员研究了肠化生(IM),其中胃细胞转化为类似肠细胞。这种转变显著增加了患胃癌的风险,但人们对其过程知之甚少。该研究由港大病理学系助理教授严海宁教授和梁雪怡教授共同领导,利用类器官培养技术制作了IM的3D模型。类器官是在实验室中从患者组织中培养出来的微小器官,为研究IM到癌症的进展提供了一个现实的模型。严教授解释说,他们从玛丽医院的47名胃癌患者的组织样本中培养了70个类器官,涵盖了从正常到晚期的胃癌阶段。

该研究发表在《肠道》杂志上,揭示了IM类器官含有混合了胃和肠道特征的“混合”细胞。通常,细胞有固定的身份(胃细胞保持胃的特征),但这些杂交细胞表现出混乱,因为它们一部分是胃,一部分是肠。它们还表达了通常只在发育中的胎儿中活跃的基因,使它们能够部分转化为不同的细胞类型。这种灵活性反映了癌细胞不受控制地生长的适应性。了解这种灵活性是了解癌症如何发展和抵抗治疗的关键。另一个重要的发现是,IM细胞通常具有20号染色体增益,并且可以在不附着于表面的情况下生长——这些特征通常与癌细胞相关,从而促进组织扩散。识别这些与IM相关的特定基因变化可以发现胃癌的早期预警信号,并揭示早期干预的潜在目标。

鉴于全球流行率为25%,确定高危人群并对其进行针对性干预至关重要。严教授解释说:“使用类器官技术,我们可以识别胃细胞癌变前的早期变化。这可以帮助临床医生评估哪些患者患胃癌的风险较高,并让那些患IM的风险较低的患者放心。我们的目标是加速发现这些早期症状,并将这项技术引入诊所,以便更好地进行风险评估。”

利用创新进行早期发现和预防

通过揭示与胃癌相关的早期突变和风险因素,并建立复杂的癌前模型,这些研究为当前的预防和早期检测策略提供了宝贵的见解。梁雪仪教授说:“现在有了活细胞模型,药物开发逆转IM的可能性越来越大。”这些突破为抗击胃癌提供了新的希望,可能会改变患者的治疗结果和临床实践。”


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