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35年后,科学家对切尔诺贝利的幸存者及其后代的健康进行研究……

1986年4月的一天,乌沙北部切尔诺贝利核电站的工人进行正安全测试,不料意外发生:反应堆起火,火灾和二次爆炸产生的烟雾将放射性元素释放至大气,顺着风来到核电站周边的田野和城镇——这是人类历史上最严重的一场核灾难。
 
35年后的今天,科学家们仍在寻找并发现切尔诺贝利事件造成的真实影响,尤其是核辐射所遗留下的长期问题——核电站工人、附近居民,以及他们的后代,究竟有没有受核辐射影响呢?
 
最近,Science刊发两篇重要论文。其中一项研究追踪了辐射对受辐射者的孩子的影响,结果发现子女并没有从父母处继承突变。第二项研究则聚焦于核辐射与甲状腺癌,解析了辐射如何作用于DNA进而导致癌性肿瘤生长的机制。
切尔诺贝利核电站石棺
 
编译 | 希区客
 
辐射导致的DNA突变形式不同,但诱发的癌症特点差不多
 
论文作者之一、美国国家癌症研究所(NCI)流行病学和遗传学部门负责人斯蒂芬·沙诺克(Stephen Chanock)将上述研究视为一种“对人类决策的重要提醒”——我们需要慎重考虑某些决定的长期后果,以及“对未来核技术讨论的指导”——用沙诺克的话说,“这增加了我们对辐射和社会的基本了解”。
 
像沙诺克这样富有远见卓识的科学家一直致力于深入研究这些长期存在的问题。灾难发生后,当时的研究者召集了受影响的工人和居民,后者同意接受长期跟踪调研。此外,他们还保存了来自人类肿瘤的组织样本。当时的专家缺少某些分析工具,因此希望未来能发展出更完善的技术来帮助之后的研究者充分利用他们收集的材料。
 
癌症是由DNA突变引起的,几串遗传密码被删除或弄乱,就可能使得细胞以异常方式增殖和生长。有时,这些DNA变化是可遗传的,子女会从父母那里继承它们;但有时,它们由环境因素引起。理解肿瘤的DNA有助于我们开发针对性的基因疗法。
 
多年的流行病学研究表明,甲状腺癌在暴露于放射性碘的人群(特别是那些在儿童时期暴露过的)中尤为常见。如果剂量足够高,放射性碘会杀死甲状腺细胞——实际上已用做治疗甲状腺癌和其他甲状腺疾病的方法,但切尔诺贝利事件的核辐射不足以杀死细胞,而用莫顿的话说,“取而代之的是,数月的低剂量暴露导致细胞发生变化,进而形成了肿瘤”。
 
莫顿和同事仔细研究了超过350名曾因暴露于辐射而患上甲状腺癌的儿童的DNA,并绘制出这些肿瘤的综合分子图谱。为了解辐射与其他因素导致的甲状腺癌有何区别,他们把这些肿瘤与1986年后出生在切尔诺贝利附近且最终患上甲状腺癌但从未暴露于辐射的81人的肿瘤组织做了比对,还将其与癌症基因组图谱(Cancer Genome Atlas,表征了数千种癌症的基因组)的数据进行比较。莫顿等人发现:
 
核反应堆核心熔毁引起的放射性碘暴露会破坏人体DNA的双链(使其分开),导致基因突变,引发癌症。
 
相比之下,来自癌症基因组图谱的甲状腺肿瘤样本,以及那81名未暴露患者的样本,显示他们的甲状腺癌更可能是由单点突变引起的——仅单个DNA碱基对发生了改变。
 
灾难发生后,科学家一直在追踪切尔诺贝利附近的许多社区,以及负责善后工作(清理放射性反应堆并将其装入钢筋混凝土石棺)的工人,调查他们的直接暴露于辐射的情况,还大规模随访了居民的间接接触情况。
 
这里举例说明所谓的间接辐射:来自反应堆的放射性同位素进入周围牧场,被牛吃掉,辐射传至牛奶中,而喝牛奶的人类自然间接接收了辐射——基于此,关于乳制品消耗的信息可为我们估计某人受到多少辐射提供线索。
 
经过不懈努力,莫顿和同事们将上述直接和间接辐射的测算结果换算为了样本提供者在现实中接收的辐射量。
 
他们最终概括得出的一个结论是,人体接触的核辐射量越大,接触时的年龄越小,他们体内DNA双链发生断裂的情况就越多。
 
另一方面,研究团队还分析了癌症的驱动因素,即导致肿瘤生长的特定基因。他们发现,由辐射引起的癌症的分子特征与其他因素导致的甲状腺癌所显现出的分子特征并没有什么不同(只是原因不同,前者源于双链DNA断裂,后者则出自单点突变)。
 
莫顿等人指出,没有特殊的生物标志物给这些肿瘤细胞挂上“已因辐射而突变”的标签——这句话的意思是,辐射的影响发生于致癌过程的早期阶段,而随着癌症发展,辐射相关的生物标志物(如果的确存在的话)会消失。分子特征的相似性表明核电站附近的甲状腺癌病例无须新颖的治疗方法。“这类癌症看上去就像典型的甲状腺癌一样,因此采取不同的治疗方法没有特别的意义。”
 
辐射对幸存者后代的健康影响几乎不存在
 
在另一篇论文(关于辐射对受辐射者子女的影响)中,作者团队集中调查了130名出生于1987~2002年的切尔诺贝利事件直接经历者的子女的基因组——他们的父母或是切尔诺贝利附近的居民,或是负责灾后清理工作的队员,总之就是都有过直接暴露于辐射的经历。
 
最终他们发现,幸存者子女的DNA突变并不比对照组成员(其父母从未受到辐射)的DNA突变更多。换句话说,切尔诺贝利事件产生的辐射对下一代的健康影响几乎可以被忽略。
 
此项研究的通讯作者史蒂芬·沙诺克(Stephen J. Chanock)表示:“这些结果可以让福岛核电站事故的幸存者放心了。”2011年,地震导致福岛第一核电站附近的3个反应堆堆芯熔毁。不过其辐射剂量低于切尔诺贝利事件的辐射剂量。
 
综上所述,这些研究可以说不仅为研究人员提供了有关辐射长期影响的新见解,还表明了对科学研究和数据收集的长期投入有多么重要——尽管新研究是基因组学和表观遗传学方面的重大成果,但如果没有足够的组织样本、辐射监测和随访资料,新研究根本无从谈起。这些基础性的努力始于1980年代,当时的科学家还难以判断未来的研究者将使用什么技术来利用他们这些前辈的工作成果,但用沙诺克的话说,现在看来不重要的事情可能会在未来发挥超出预想的巨大作用。
 
资料来源:
 
35 Years Later, Studies Show a Silver Lining From Chernobyl
 
本文经授权转载自微信公众号“世界科学”。



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