1986年4月26日，切爾諾貝利核電站發生爆炸，造成了史上最嚴重的核電站事故。今年是國際切爾諾貝利災難35周年，聯合國秘書長古特雷斯在紀念日那天提醒人們，“災難無國界”。
切爾諾貝利事故發生后，約三十五萬人被迫離開位于重污染區的家園，這給他們的人生帶來了深度的傷害和持久影響。
暴露在這些電離輻射下對人類潛在的健康影響具體有哪些?又為當今新發的核電站事故帶來哪些思考?近日由美國國家癌癥研究所(NCI)的研究人員發布在Science上的兩篇文章為我們帶來了答案。
在這兩項具有里程碑意義的研究中，研究人員使用了尖端的基因組學工具來調查電離輻射對健康的影響。
第一項研究發現，沒有證據表明父母受到輻射后導致新的遺傳變化會遺傳給孩子。
第二項研究記錄了那些在兒童或胎兒時期暴露于事故輻射后患上甲狀腺癌的人的基因變化。
NCI癌癥流行病學和遺傳學部門(DCEG)主任、醫學博士Stephen J. Chanock說：“自從廣島和長崎的原子彈爆炸以來，人們一直在探索輻射對人類健康的影響，在發生切爾諾貝利和日本福島核事故后，這一問題再次被提起。近年來，DNA測序技術的進步使我們能夠開始解決這一重要的問題”。
切爾諾貝利事故使周圍地區的數百萬人暴露于放射性污染物。新研究使用下一代DNA測序和其他基因組特征工具分析了受災烏克蘭人群的生物樣本，是我們對核電站事故輻射泄露導致癌癥的知識有了更深入的了解。
第一項研究調查了一個長期存在的問題，即輻射暴露是否會導致基因變化，并能從父母遺傳給孩子。為了回答這個問題，Chanock博士和他的同事分析了1987—2002年出生的130人及其父母的完整基因組。
這些父母中的曾有一人或兩人是幫助清理事故的工人，或因居住在事故現場附近而被疏散。每位父母都被評估為長期暴露于核輻射，例如食用受污染的牛奶(曾被放射性塵埃污染的牛生產的奶)等。研究人員通過分析成年子女的基因組，觀察是否有特殊類型的遺傳性基因變化，即新生突變。新生突變是在一個人的配子(精子和卵子)中隨機出現的遺傳變化，可以遺傳給后代，但突變不存在于父母當中。結果顯示，在研究中父母所經歷的輻射范圍內，沒有證據表明他們在事故發生后46周至15年之間出生的孩子發生新發突變的數量或類型有所增加。
孩子DNM總數與孕前電離輻射劑量之間的母體(-0.02 DNM/mGy，95%CI：-0.04-0.007，p=0.17)或父體(-0.0007 DNM/mGy，95%CI：-0.003-0.002，p=0.56)關系與普通人群高度相似。
因此，研究結果表明，事故中的電離輻射對下一代的健康影響即使有，也很小。
眾所周知，日本的輻射劑量比切爾諾貝利記錄的要低。因此Chanock博士認為，這對于2011年事故發生時生活在福島的人來說是個非常令人放心的結果。
第二項研究納入了359名甲狀腺癌患者，他們曾在兒童或子宮內時期暴露于切爾諾貝利核事故釋放的放射性碘(I-131)電離輻射，同時研究還納入了在事故發生9個月以后出生的81名未暴露于輻射的甲狀腺癌患者作為對照組。研究人員使用下一代測序技術對所有受試者的遺傳變化進行了分析。
甲狀腺癌的風險增加是事故后觀察到的最重要的不良健康影響之一。電離輻射會打破DNA化學鍵，導致許多不同類型的損害。這項研究強調了一種特殊DNA損傷類型的重要性，這種損傷涉及甲狀腺腫瘤中兩條DNA鏈的斷裂。對于年齡較小的兒童來說，DNA雙鏈斷裂和輻射暴露之間的聯系更為強烈。
研究人員確定了每種腫瘤的候選“驅動因素”，這些關鍵基因改變使癌癥得以生長和存活。他們在超過95%的腫瘤中確定了驅動因素。研究發現，幾乎所有的改變都涉及同一信號傳導途徑，稱為有絲分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)通路，涉及BRAF、RAS和RET基因。
這組關鍵基因與先前甲狀腺癌相關研究中所報告的結果相似。但研究人員在輻射組觀察到基因中的突變類型分布發生了變化。具體來說，在受切爾諾貝利核輻射影響的受試者中，兒童時期暴露于較高輻射劑量的人發生的甲狀腺癌更有可能是由基因融合(當DNA的兩條鏈被破壞時，錯誤的片段被重新連接在一起)導致的，而未暴露于輻射的人或暴露于低水平輻射的人更有可能是由點突變(基因的一個關鍵部分的單堿基對變化)導致。
這些結果表明，DNA雙鏈斷裂可能是暴露于環境中的輻射后的一個早期遺傳變化，后期會導致甲狀腺癌的發生和發展。
研究人員補充說，他們的發現為進一步研究輻射誘發的癌癥提供了基礎，特別是那些涉及劑量和年齡風險差異的研究。
主導這項研究的DCEG輻射流行病學部門副主任Lindsay M. Morton博士說：“這項研究的令人興奮的方面是有機會將腫瘤的基因組特征與有關輻射劑量的信息聯系起來，輻射劑量是可能導致癌癥的危險因素。”
癌癥基因組圖譜為如何全面描述腫瘤特征設定了標準，而這項擴展了這種方法，完成了第一個大型基因組景觀研究。
而這些研究是通過大約二十年前建立切爾諾貝利組織庫而得以實現的，遠遠早于當今常見的基因組和分子研究。該組織庫是由有遠見的科學家建立的，這些科學家認識到，未來的技術會有實質性的進步，而研究界現在正受益于他們的遠見卓識。
切爾諾貝利災難是由政府協同學術界、民間社會及其他方面為了共同利益而控制住的。這為今天應對包括福島核電站事故在內的其他類似事件提供了重要的經驗教訓。
參考文獻：
1.Genetic effects of Chernobyl radiation.Science daily.
2.Meredith Yeager, Mitchell J. Machiela, et al. Lack of transgenerational effects of ionizing radiation exposure from the Chernobyl accident. DOI: 10.1126/science.abg2365
3.Lindsay M. Morton, Danielle M. Karyadi, Chip Stewart, et al. Radiation-related genomic profile of papillary thyroid cancer after the Chernobyl accident.DOI: 10.1126/science.abg2538
撰文 | DY
編輯 | Jessica
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