В нескольких словах
Новое исследование выявило связь между бактериальным токсином колибактином и ростом заболеваемости колоректальным раком у людей моложе 50 лет. Обнаружены мутации в ДНК, характерные для воздействия токсина, что указывает на возможное влияние бактериальных инфекций в раннем возрасте на развитие рака.
Тревожные звонки звучат все громче
Случаи колоректального рака стремительно растут среди людей моложе 50 лет, причины этого неизвестны. За последние два десятилетия число случаев удвоилось во многих странах. Тридцатилетние пациенты, без очевидных факторов риска или семейного анамнеза, поступают в больницу уже с летальными метастазами. Новое исследование, возглавляемое биологом-компьютерщиком Маркосом Диасом Гаем (Сантьяго-де-Компостела, 33 года), предполагает, что за этой «эпидемией» колоректального рака стоит бактериальный токсин, вызывающий канцерогенные мутации в ДНК детей. Работа опубликована в среду в журнале Nature, одном из самых влиятельных научных изданий в мире.
Испанский биотехнолог Каэтано Плегесуэлос и его коллеги из Института Хабрехта (Нидерланды) еще в феврале 2020 года, когда человечество больше беспокоилось о надвигающейся пандемии COVID, продемонстрировали, что штамм кишечной бактерии Escherichia coli производит токсичную молекулу, называемую колибактином, которая повреждает ДНК клеток человека. Менее года назад другое исследование выявило мутационный след, характерный для этого токсина, у 13% из 2000 проанализированных британских пациентов. Практически у каждого восьмого.
Новая работа расширила фокус. Авторы исследовали ДНК почти тысячи опухолей пациентов из 11 стран, анализируя географические различия и различия между разными возрастными группами. Две генетические метки, приписываемые действию бактериального токсина, — ID18 и SBS88 — в три раза чаще встречаются у людей, которым диагноз поставлен до 40 лет, чем у людей старше 70 лет. «В наиболее индустриально развитых странах наблюдается увеличение случаев заражения этим штаммом Escherichia coli, что заставляет нас задуматься об изменениях в образе жизни», — предполагает Диас Гай, проводивший исследование в Калифорнийском университете в Сан-Диего (США) и недавно присоединившийся к Национальному центру онкологических исследований в Мадриде.
Впервые это явление было замечено в США в 2009 году. Заболеваемость колоректальным раком снижалась у пожилых людей, но увеличивалась более чем на 1,5% в год у людей моложе 50 лет. Десять лет спустя исследование в 20 европейских странах показало, что заболеваемость ежегодно увеличивалась на 8% у людей в возрасте 20 лет, на 5% у людей в возрасте 30 лет и на 1,6% у людей в возрасте 40 лет в период с 2004 по 2016 год. И другая работа, проведенная практически одновременно, выявила ежегодный рост на 4% в Южной Корее и Новой Зеландии.
Новое исследование является частью международного проекта Mutographs, финансируемого британской благотворительной организацией Cancer Research UK в размере 20 миллионов фунтов стерлингов (около 23 миллионов евро). С 2017 года консорциум пытается выявить неизвестные причины рака, анализируя характерные мутации в ДНК. Токсин кишечной бактерии выделяется как вероятная причина тревожного роста колоректального рака с ранним началом. «У молодых пациентов, в возрасте до 39 лет, мы видим этот паттерн колибактина в одном из трех случаев», — подчеркивает Диас Гай.
Анализ включает данные из Аргентины, Бразилии, Канады, Колумбии, Ирана, Японии, Польши, Чехии, России, Сербии и Таиланда. Биолог-компьютерщик отмечает, что в некоторых из этих стран, таких как три южноамериканских, были обнаружены типичные мутации, необычные в других местах, что позволяет предположить, что существуют другие местные факторы окружающей среды, которые на сегодняшний день неизвестны, которые способствуют развитию рака. «Мы видим, что паттерн колибактина является глобальным, но, к сожалению, у нас нет данных из Испании. Сейчас идея состоит в том, чтобы попытаться выяснить, что здесь происходит», — отмечает Диас Гай, возглавляющий новую группу цифровой геномики в Национальном центре онкологических исследований.
Повреждение ДНК токсином вызывает очень характерный паттерн мутаций. Благодаря методам изучения эволюции опухолей исследователи могут сделать вывод, что эти изменения появляются очень рано, в первые 10 лет жизни человека, как поясняет биолог, который упоминает использование определенных антибиотиков в качестве одной из гипотез, находящихся на рассмотрении. Исследование 2000 британских пациентов, опубликованное в августе 2024 года, выявило, что другой мутационный след, получивший название SBS93 и, возможно, связанный с курением и употреблением алкоголя, появляется в одном из трех случаев колоректального рака. К известным факторам риска также относятся нездоровая пища, сладкие напитки, ожирение, гипертония, недостаток физических упражнений и дефицит витамина D, вызванный несбалансированным питанием или недостаточным воздействием солнечного света.
Колоректальный рак, являющийся причиной смерти почти миллиона человек ежегодно, является вторым по смертности в мире после опухолей легких, хотя пятилетняя выживаемость становится все выше и достигает 90% при раннем выявлении. Два крупнейших специалиста по этому заболеванию, Кимми Нг и Мариос Джианнакис из Института рака Дана-Фарбер в Бостоне (США), предсказали, что в 2030 году это будет основная причина смерти от рака у людей в возрасте от 20 до 50 лет.
Британский эпидемиолог Джулиан Пето из Лондонской школы гигиены и тропической медицины настроен осторожно. В заявлениях для специализированного портала Science Media Centre исследователь предупредил, что наблюдение за тем, что следы колибактина чаще встречаются в опухолях молодых пациентов, «не является убедительным доказательством» того, что этот токсин является существенной причиной увеличения заболеваемости колоректальным раком в последующих поколениях, родившихся с 1950-х годов. По его мнению, сначала необходимо проанализировать исторические образцы опухолей, хранящиеся в больницах, чтобы исключить, что колибактин не был также важной причиной рака у молодых людей несколько десятилетий назад.
Каэтано Плегесуэлос и его голландские коллеги еще в феврале 2020 года неопровержимо доказали, что эти бактериальные токсины были ответственны за характерный паттерн мутаций, наблюдаемый во многих опухолях толстой и прямой кишки. Биотехнолог приветствует новый анализ, в котором он не участвовал. «Это не доказано на 100%, но это исследование является достаточно веским доказательством того, что, вероятно, бактерия действительно участвует в развитии раннего рака, который является проблемой, усугубляющейся в течение 20 лет», — говорит Плегесуэлос, который сейчас работает в Институте биологии человека в Базеле (Швейцария).
«Это вопросы, которые задают все: Почему ранний колоректальный рак увеличивается во всем мире? И откуда берется этот штамм Escherichia coli? Никто не знает», — продолжает биотехнолог. «Эти исследования открывают дверь к тому, чтобы сосредоточиться на понимании этих аспектов. У кого есть бактерия? Откуда она взялась? Если мы это поймем, мы сможем попытаться что-то сделать, чтобы это исправить, но пока этого не известно», — признает он.
В проекте стоимостью 20 миллионов фунтов стерлингов сотрудничают Международное агентство по изучению рака, Калифорнийский университет и Институт Wellcome Sanger. Калифорнийская организация заявила в своем заявлении, что «воздействие бактериального токсина в детстве может вызывать эпидемию колоректального рака среди молодых людей». Руководитель Диаса Гая в Сан-Диего, биолог-компьютерщик Людмил Александров, утверждает, что это открытие меняет представление о раке. «Возможно, дело не только в том, что происходит во взрослом возрасте: на рак могут влиять события на ранних этапах жизни, возможно, даже в первые годы».