创新背景

新的研究揭示了化学物质是如何引起细胞变化的，以帮助它们避开身体的免疫系统，建立对抗癌药物的耐药性。由爱丁堡大学、剑桥大学和德国癌症研究中心领导的一个小组，确定了产生癌细胞的特定突变组合。这些发现可以帮助医生为患者开出最合适的化疗疗程和剂量。

创新过程

科学家追踪一种有毒物质的影响，类似于在烟草、尾气和一些植物中发现的化合物，以更好地了解化学物质是如何导致我们细胞DNA的突变的。

研究小组发现，这种物质造成的损伤会持续很长时间，直到细胞分裂时才会被遗传。这种损伤会阻止细胞的复制机制正确读取DNA序列，每次产生新的副本时，都有很大几率产生新的突变。

随着损伤的加深，每一次细胞分裂都会产生新的突变组合。因为只有特定的突变组合才会使健康细胞癌变，所以产生的突变组合越多，患病的几率就越大。

突变增加癌变可能性

这种突变新组合的快速增加意味着有更多的基因组可以产生癌细胞。由于这些额外的抛掷，细胞中引入了更大的基因多样性，为肿瘤提供了更多的机会来躲避人体的免疫系统，并产生对治疗的耐药性。

追溯肿瘤的起源

研究小组发现的这种独特的突变模式使他们能够追溯到肿瘤的发生点。这一新的发现将有助于未来的研究了解癌症发展和DNA修复过程背后的机制。

他们研究了给予致瘤化学物质二乙基亚硝胺的小鼠肝脏中癌细胞的进化过程。它会导致一种名为马兜铃酸的化学物质引发的DNA持久损伤，马兜铃酸存在于一些植物和草药中，与肝癌有关。

这种DNA损伤也类似于紫外线和存在于烟草烟雾、汽车尾气和一些烧焦食物中的多种多环芳香烃造成的损伤。替莫唑胺和其他用于化疗的药物也被发现产生挥之不去的DNA损伤。

明晰损伤分离模式

所有的突变都有一个明确的模式，表明损伤只发生在两条DNA螺旋链中的一条上。这个过程中，大多数突变源于对单链的损伤，现在被称为损伤分离。知道分离已经发生，帮助研究小组确定了导致突变的癌症。

在确定了小鼠的突变模式后，该团队利用已发表的人类细胞数据，在癌症患者中寻找由化学物质和紫外线辐射引起的病变分离的证据。由致癌物引起的DNA损伤对每条链都是独立的，可以引发几代的突变；在肿瘤治疗和新药开发过程中认识到这一点非常重要。

创新价值

这项研究是剑桥附近的EMBL欧洲生物信息学研究所和巴塞罗那生物医学研究所的研究人员合作的结果。这项研究发表在《自然》杂志上。病灶分离的概念帮助更好地理解癌细胞突变是如何产生的令人惊讶的复杂性。这可能有助于解释癌细胞如何能如此灵活地做出反应，进而影响癌症基因组的进化。