空氣污染每年導致全球數百萬人死亡，其中最主要的一種原因就是肺癌——每年有超過25萬人會因為空氣污染導致的肺癌離世。儘管從基礎機制上來說，我們可以推測空氣污染會導致肺癌發生率提高，但是困難的是：從直接證據上來說，我們很難像菸草一樣直接找到個明確的對照組進而確認其和肺癌發生之間的關聯。
空氣污染嚴重的城市 | 圖片來源：創客貼
但是困難並不代表沒有希望——近期來自倫敦弗朗西斯克里克研究所的研究人員就對來自英國、加拿大、韓國以及台灣的環境以及流行病學數據進行了分析，主要研究PM2.5和肺癌發生之間的聯繫，不僅揭開了空氣污染和肺癌發生之間的聯繫，同時還發現了空氣污染導致肺癌發生的新機制！這一顛覆性的研究結果發表在國際頂級期刊Nature雜誌上。
該文章報導封面 | 圖片來源：Nature雜誌官網
突變 or Not 突變？肺癌發生罪魁禍首
肺癌的發生被認為和幾種基因突變相關，其中EGFR基因就是最常見的突變之一——值得注意的是：相比較於吸菸人群，非吸菸人群中EGFR基因的突變頻率更高。為此研究人員將關注點縮小，以空氣污染中的主要顆粒物之一PM2.5和EGFR突變肺癌之間的關係為突破口探索空氣污染和肺癌發生之間的聯繫。
PM2.5：指的是直徑為 2.5 微米或更小的可吸入顆粒，小於平均花粉粒寬度的十分之一，這種污染主要是由內燃機、燃煤發電站和燃燒木材排放的。
為了了解更多PM2.5和肺癌發生之間的聯繫，研究團隊對小鼠進行了基因改造，使其攜帶與人類癌症相關的EGFR突變。研究結果顯示：同未暴露於空氣污染的小鼠相比，暴露於空氣污染的小鼠確實更容易罹患肺癌。但是其另一結果卻出乎研究者的意料：儘管暴露於空氣污染的小鼠肺癌發生率增高，但是小鼠的肺部細胞中基因突變細胞的數量卻並沒有增加！這意味著：空氣污染導致肺癌發生可能另有罪魁禍首。
炎症！又見炎症
其實早在之前的研究中，人們就已經發現慢性炎症和癌症發生之間存在著密切的聯繫：這種異常的免疫反應是癌症發生發展的「催化劑」。在對小鼠的癌症組織進行分析時發現，當PM2.5等空氣污染物進入到肺部時，會導致肺部細胞出現數周的持續炎症反應——空氣污染儘管不會誘導新的突變產生，但是它們促進了肺部已經存在的突變細胞的增殖，使得持續的炎症變成了慢性炎症，進而促進了突變細胞成長為腫瘤細胞。進一步研究發現，湧向肺部的免疫細胞表達了一種叫做IL-1β的炎症促進蛋白，而當在小鼠模型中加入可以抑制IL-1β的抗體進行治療時，發現治療確實可以降低肺癌發病率。這表明：減少肺部出現的炎症有望降低肺癌發生率。
肺部腫瘤（紅色）的生長可能由炎症引發 | 圖片來源：ISM/Science Photo Library
如何預防？
這一研究結果和此前的結論類似，即人類致癌物和疑似癌症致癌物可能並不會直接增加小鼠DNA突變數量，促癌物質可能並不需要直接改變DNA序列來發揮促癌作用。
DNA損傷會導致癌症發生概率增加 | 圖片來源：創客貼
那麼可以通過IL-1β 阻斷藥物治療來降低肺癌發生率嗎？研究人員表示這並不可取，一方面這一治療方法價格昂貴，除此之外阻斷治療方法可能會帶來不必要的副作用。在此，研究人員給出了一個簡單的方法：通過飲食干預降低炎症，目前研究人員正在進行對應的研究，從而確定哪些飲食可以減少炎症反應進而降低癌症發生率。不得不承認的是：近幾十年來人類生活的環境發生了巨大的改變，不論是工業化的迅速推進還是地球森林的逐漸萎縮，人類的居住環境已經出現了惡化的趨勢——空氣污染無處不在，但是我們無法停止呼吸。或許我們可以做的，就是儘可能做好個人防護，並通過健康的飲食、運動來調節免疫，進而保證自身健康。
作者：CellPlus審校：Coco封面來源：創客貼
[1] Hill, W., Lim, E.L., Weeden, C.E. et al. Lung adenocarcinoma promotion by air pollutants. Nature 616, 159–167 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05874-3[2] Allan Balmain, Air pollution's role in the promotion of lung cancer, Nature (2023). DOI: 10.1038/d41586-023-00929-x[3] Allan Balmain, Air pollution's role in the promotion of lung cancer, Nature (2023). DOI: 10.1038/d41586-023-00929-xHeidi Ledford, How air pollution causes lung cancer—without harming DNA, Nature (2023).