发表在最新一期(5月21日)《科学》(Science)杂志上的一项研究指出，正常皮肤中含有出人意料的高数量的癌症相关突变。研究结果阐明了细胞向着癌症变化迈出的第一步，证实了分析正常组织来更多地了解癌症起源的价值。
研究揭示，正常面部皮肤中的每个细胞都携带着成千上万的突变，主要是由于日光照射所引起。事实上，无癌症人群样本中大约25%的皮肤细胞都被发现携带着至少一个癌症相关突变。
研究人员对取自4位患者的234个活组织标本进行了超深度基因测序揭示出了3,760个突变，每平方厘米的皮肤都有100多个癌症相关突变。具有这些突变的细胞形成了克隆，生长至正常克隆的约2倍大小，但其中没有一个变为癌症。
论文的通讯作者、英国维康基金会桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)的Peter Campbell博士说：“利用这一技术，我们现在可以窥视细胞朝着癌变迈出的第一步。这些最早的癌症相关突变推动了一些细胞。相比正常的邻细胞它们爆发性地生长，增加了等待下一次突变来更进一步推动它们的细胞的数量。我们甚至看到正常皮肤中的一些细胞经历了两个或三个这样的步骤变为癌症。完全癌变到底需要多少这样的步骤?也许5个，也许10个，我们还并不清楚。”
观察到的这些突变表明了与日照相关联的、最常见并且可以治疗的皮肤癌形式——皮肤鳞状细胞癌(cutaneous squamous cell carcinoma)有关，而与较罕见、且有时候致命的皮肤癌形式黑色素瘤无关的一些模式。
论文的第一作者、桑格研究所的Iñigo Martincorena博士说：“尽管观察到的突变量很高，但几乎可以肯定这些克隆没有一个会发展成为皮肤癌。由于皮肤癌在人群中很常见，个体携带着大量的突变是有意义的。我们在这里看到的是冰山隐秘的深处，而不仅仅是冲破水面变为癌症的相对少量的细胞。”
研究中所采用的皮肤样本取自年龄在55-73岁的四人，他们接受了常规手术切除遮挡了视线的多余的眼睑皮肤。在每个个体的一生中这些突变随着眼睑持续暴露于日光下而逐渐累积。研究人员估计，每一个暴露于日光下的皮肤在生命的几乎每一天都在基因组中累积了平均一个新突变。
论文的通讯作者、桑格研究所及剑桥大学MRC癌症中心Phil Jones说：“这类突变随着时间的推移不断地累积——每当我们的皮肤暴露在阳光之下，我们便有增加突变的风险。在我们的生活中我们需要采用防晒霜来保护我们的皮肤，避开正午的阳光，尽可能地覆盖暴露的皮肤。这些措施在生命的任何阶段都是非常重要的，尤其对于正迅速生长新皮肤的孩子，和已经累积了大量突变的老人。”
近期的一些研究分析了来自无癌症人群的血液样本揭示出较低的突变量，只有小部分的个体血液细胞中携带了致癌突变。由于日照，皮肤突变的情况更加严重，在每个成人的皮肤中预计都有成千上万的癌症相关突变。
这些研究结果证实了利用正常组织来更好地认识癌症起源的潜力。桑格研究所的癌症基因组团队将继续用更大量的样本和更广泛的组织来开展这项研究工作，以了解健康细胞转变为癌细胞的机制。
原文标题：High burden and pervasive positive selecion of somatic mutations in normal human skin
原文摘要：How somatic mutations accumulate in normal cells is central to understanding cancer development but is poorly understood. We performed ultradeep sequencing of 74 cancer genes in small (0.8 to 4.7 square millimeters) biopsies of normal skin. Across 234 biopsies of sun-exposed eyelid epidermis from four individuals, the burden of somatic mutations averaged two to six mutations per megabase per cell, similar to that seen in many cancers, and exhibited characteristic signatures of exposure to ultraviolet light. Remarkably, multiple cancer genes are under strong positive selection even in physiologically normal skin, including most of the key drivers of cutaneous squamous cell carcinomas. Positively selected mutations were found in 18 to 32% of normal skin cells at a density of ~140 driver mutations per square centimeter. We observed variability in the driver landscape among individuals and variability in the sizes of clonal expansions across genes. Thus, aged sun-exposed skin is a patchwork of thousands of evolving clones with over a quarter of cells carrying cancer-causing mutations while maintaining the physiological functions of epidermis.
