非喫煙者の肺癌変異の解明
研究が、タバコを吸ったことがない肺がん患者の変異パターンを明らかにした。
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肺癌は喫煙者によく見られるけど、非喫煙者にもたくさんのケースがあるんだ。研究によると、世界中の肺癌の約10%から25%は、一度もタバコを吸ったことがない人に見つかってるんだ。性別や民族、家族の病歴なんかが、非喫煙者の肺癌リスクに影響するんだよ。例えば、女性やアジア系の人、肺癌の家族歴がある人に多いんだ。地域によっても異なっていて、東アジアや東欧の方が北米や西欧よりも高い率を示してる。受動喫煙や大気汚染みたいな環境要因も、肺癌リスクの増加と関係があるんだ。
肺癌の突然変異を理解することで、癌がどのように発展するのかを知る手助けになるんだ。過去の研究では、100種類以上の異なる突然変異の特徴が人間の癌に見つかってるけど、非喫煙者の肺癌でこれらの特徴を研究することはあまりなかったんだ。ほとんどの以前の研究は喫煙者、特にヨーロッパ系の人に焦点を当ててた。でも、私たちは非喫煙者の肺癌の突然変異パターンを分析することにしたんだ。国際的に多様なグループに特に注目したよ。
シャーロック・ラング研究
シャーロック・ラングの研究には、871人の非喫煙者の肺癌ケースが含まれてた。参加者は主に女性で、4大陸の28か所から募ったんだ。この研究には様々なタイプの肺癌が含まれてて、特に非喫煙者の肺癌ケースの大部分を占める腺癌が多かった。参加者の受動喫煙についての情報も集めたよ。
この研究の規模のおかげで、受動喫煙が肺癌の突然変異に与える影響を調べたり、異なる性別や祖先、汚染レベルの異なる地域での突然変異の特徴を比較したりできたんだ。
私たちがやったこと
871人の肺癌患者の全ゲノムを深くシーケンシングしたよ。腫瘍と正常な組織のサンプルを集めて、データを分析して突然変異パターンを特定したんだ。私たちの研究には、大気汚染レベルが異なる地域の患者が含まれてて、環境要因が突然変異率にどのように影響するのかを評価できたんだ。
肺癌の突然変異に関する発見
腫瘍の突然変異負荷(TMB)がかなり重要だってわかったよ。TMBは腫瘍のゲノムに存在する突然変異の数を表してる。腫瘍の種類によってTMBには変動があって、各組織学的なプロセスが異なることを示唆しているんだ。
分析を通じて、いくつかの新しい突然変異の特徴を特定したよ。それらの中には、受動喫煙に関連する特定の環境曝露に結びつくものもあったんだ。特に、いくつかの植物に見られるアリストロキア酸と関連する特徴が東アジアの人々に見られて、そこに住む肺癌患者の突然変異に環境要因が関与している可能性を示唆しているんだ。
腺癌では、幅広い突然変異パターンが観察できたよ。喫煙に関連する特定の突然変異は腺癌の中の少数に見られたんだ。未知の他の要因がこれらの突然変異に影響している可能性もあるよ。
様々な肺癌タイプの比較
私たちの研究では、非喫煙者に見られるさまざまなタイプの肺癌の違いを探ったんだ。腺癌、カルチノイド、扁平上皮癌を比較したよ。腺癌は最も高い突然変異負荷を持ち、カルチノイドよりも複雑な突然変異の特徴を示したんだ。カルチノイド腫瘍は突然変異が少なく、主に北米や欧州の患者からだったよ。
扁平上皮癌は異なる突然変異パターンを示していて、タバコに関連する突然変異がたくさん見られたよ。非喫煙者にも、タバコ曝露に通常関連する突然変異が見られる腫瘍があって、他の環境要因が関与してる可能性があるかもしれないね。
受動喫煙とその影響
受動喫煙が私たちのコホートにおける肺癌の突然変異に与える影響を調べたんだ。驚くことに、受動喫煙への曝露は、非曝露者に比べて突然変異負荷の大きな増加を引き起こさなかったよ。この結果は、受動喫煙が非喫煙者に強い変異原性を持つという仮定に挑戦するものなんだ。
それでも、受動喫煙に曝露された患者では全体的な突然変異がわずかに増加しているのを確認したよ。でも、これは特定の突然変異の特徴とは関連しなかったんだ。だから、受動喫煙が肺癌リスクに寄与するかもしれないけど、突然変異の増加に対する影響は限定的なようだね。
大気汚染と肺癌の突然変異
私たちの研究では、特にPM2.5による大気汚染が、非喫煙者の肺癌の突然変異にどう影響するかも調べたんだ。大気汚染が高い地域に住む人は、きれいな地域の人よりも突然変異負荷が高いことがわかったよ。この関連は、長期間の汚染された空気への曝露が、癌の発展に関わる遺伝的変化を引き起こす可能性を示唆しているんだ。
私たちはPM2.5のレベルを測定して、それを腫瘍の突然変異の様子と関連付けたよ。高い汚染レベルは、全体的な突然変異の増加や、TP53などの特定のドライバー遺伝子の突然変異の高い発生率と一貫して関連してたんだ。
結論と影響
シャーロック・ラング研究は、非喫煙者の肺癌の突然変異に関する重要な洞察を提供してるよ。受動喫煙の変異原性には限りがあるけど、大気汚染などの環境要因が突然変異に関してより顕著な役割を果たしていることがわかったんだ。
私たちの発見は、非喫煙者においても肺癌の発展に寄与するさまざまな要因を考慮する重要性を強調しているよ。この集団における肺癌の複雑さを完全に理解するためには、他の環境要因をさらに探求する必要があるかもしれないね。
この研究は、大気汚染を減らし、肺癌に関連する環境リスクから人を守るための公衆衛生対策の必要性を強調してるんだ。肺癌の多様な原因について学び続けることで、この病気に影響を受けている人々への予防戦略や治療オプションをよりよく知ることができるようになるよ。
タイトル: The mutagenic forces shaping the genomic landscape of lung cancer in never smokers
概要: Lung cancer in never smokers (LCINS) accounts for up to 25% of all lung cancers and has been associated with exposure to secondhand tobacco smoke and air pollution in observational studies. Here, we evaluate the mutagenic exposures in LCINS by examining deep whole-genome sequencing data from a large international cohort of 871 treatment-naive LCINS recruited from 28 geographical locations within the Sherlock-Lung study. KRAS mutations were 3.8-fold more common in adenocarcinomas of never smokers from North America and Europe, while a 1.6-fold higher prevalence of EGFR and TP53 mutations was observed in adenocarcinomas from East Asia. Signature SBS40a, with unknown cause, was found in most samples and accounted for the largest proportion of single base substitutions in adenocarcinomas, being enriched in EGFR-mutated cases. Conversely, the aristolochic acid signature SBS22a was almost exclusively observed in patients from Taipei. Even though LCINS exposed to secondhand smoke had an 8.3% higher mutational burden and 5.4% shorter telomeres, passive smoking was not associated with driver mutations in cancer driver genes or the activities of individual mutational signatures. In contrast, patients from regions with high levels of air pollution were more likely to have TP53 mutations while exhibiting shorter telomeres and an increase in most types of somatic mutations, including a 3.9-fold elevation of signature SBS4 (q-value=3.1 x 10-5), previously linked mainly to tobacco smoking, and a 76% increase of clock-like signature SBS5 (q-value=5.0 x 10-5). A positive dose-response effect was observed with air pollution levels, which correlated with both a decrease in telomere length and an elevation in somatic mutations, notably attributed to signatures SBS4 and SBS5. Our results elucidate the diversity of mutational processes shaping the genomic landscape of lung cancer in never smokers.
著者: Ludmil B Alexandrov, M. Diaz-Gay, T. Zhang, P. Hoang, A. Khandekar, W. Zhao, C. D. Steele, B. Otlu, S. P. Nandi, R. Vangara, E. N. Bergstrom, M. Kazachkova, O. Pich, C. Swanton, C. A. Hsiung, I.-S. Chang, M. P. Wong, K. C. Leung, J. Sang, J. McElderry, L. Yang, M. A. Nowak, J. Shi, N. Rothman, D. C. Wedge, R. Homer, S.-R. Yang, Q. Lan, B. C. Zhu, S. Chanock, M. T. B. Landi
最終更新: 2024-05-17 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.15.24307318
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.15.24307318.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。
参照リンク
- https://www.ecfr.gov/cgi-bin/ECFR?page=browse
- https://www.broadinstitute.org
- https://github.com/gatk-workflows/seq-format-conversion
- https://app.terra.bio
- https://hpc.nih.gov
- https://sites.wustl.edu/acag/datasets/surface-pm2-5/
- https://www.r-project.org/
- https://github.com/xtmgah/Sherlock-Lung
- https://github.com/Wedge-lab/battenberg