新的研究表明，长期接触香烟烟雾可能会改变肺细胞，使其对癌症的遗传诱因敏感。
一项新研究的结果表明，与吸烟有关的表观遗传变化会随着时间的推移而累积，从而引发肺癌。
在癌症细胞杂志上，来自马里兰州巴尔的摩的约翰霍普金斯Kimmel癌症中心的科学家描述了他们如何使用细胞水平的实验室实验来绘制一系列“表观遗传”事件，这些事件随着时间的推移可能会将香烟烟雾暴露于肺部癌症。
肺癌是一种肺部异常细胞失去控制并形成肿瘤的疾病。它是全球最常见的癌症，占2012年估计的1410万癌症病例中的180万，这是全球统计数据的最新一年。
吸烟是导致肺癌的主要原因，占所有类型的85％。
在美国，2011年肺癌占所有癌症死亡人数的27％。然而，经过几十年的上升，美国的肺癌发病率现在正在下降，与吸烟率降低一致。
这项新研究涉及表观遗传学 – 即除了我们的DNA（如环境）之外的因素，它们可以改变我们基因的行为方式。例如，表观遗传变化可以“打开和关闭基因”并决定在细胞中制造哪些蛋白质。
表观遗传变化和癌症
表观遗传变化有多种形式，其中之一是甲基化 – 或者是基因DNA代码开始时微小甲基的化学添加。这通常导致基因失活或“沉默”。
在他们的研究论文中，作者解释说，科学家们现在认为癌症是一种“涉及遗传和表观遗传异常的复杂过程”，可以通过“通过各种形式的压力”来实现，例如接触香烟烟雾。
然而，他们指出，更不了解的是特定的表观遗传变化如何改变关键基因及其信号传导，以及这又如何与肺癌中的肿瘤形成相关联。
在他们的研究中，研究人员在实验室中培养了人类支气管细胞 – 在肺部气道中排列的细胞类型 – 并且每天用液体形式的香烟烟雾沐浴它们15个月。
他们指出，以这种方式沐浴细胞这段时间相当于每天吸一到两包香烟20到30年。
DNA损伤和甲基化
研究小组发现，10天后，与没有接触过模拟香烟烟雾的细胞相比，暴露在烟雾中的细胞显示出更高的DNA损伤量。
DNA损伤是响应于活性氧物质或自由基而发生的那种，所述活性氧物质是已知存在于香烟烟雾中的含氧化合物。
在接触香烟烟雾的10天到3个月之间，细胞的EZH2水平上升了两到四倍，这是一种沉默基因的激素。以前的研究表明，这种激素可能是异常DNA甲基化的前兆。
在3个月之后，EZH2稳定下来，DNMT1上升了两到三倍，DNMT1是一种维持DNA甲基化的酶，被称为肿瘤抑制基因，通常可以阻止肿瘤形成。
该酶将DNA甲基化保持在基因的起始位置，有效地使基因沉默，从而阻止它们防止不受控制的细胞生长。
在3个月至6个月的香烟烟雾暴露期间，EZH2和DNMT1的水平下降，但它们对DNA甲基化的影响仍然存在于10和15个月。
研究人员发现了数百种基因表达减少的证据 – 包括BMP3，SFRP2和GATA4，以及其他关键的肿瘤抑制基因。
他们还发现了与致癌基因KRAS相关的信号显着增加 – 五倍或更多 – 这一基因在与吸烟相关的癌症中发现。
表观遗传学的时机可能很重要
研究人员指出，他们没有在KRAS或肿瘤抑制基因中发现突变或基因DNA的变化。他们认为，如果肿瘤抑制基因没有被烟雾暴露沉默，它们可能已被正常激活并阻止KRAS信号的增加。
该团队建议，在展开序列中观察到的事件的时间可能是至关重要的。当他们将突变插入暴露于烟雾的细胞中的KRAS基因时，如果在完全建立甲基化后插入，即在15个月的香烟烟雾暴露后，它们就会变成癌细胞。这种情况在暴露6个月后才会发生。
他们指出，这意味着气道细胞越来越容易受到引发癌症的突变的影响，因为接触香烟烟雾所带来的表观遗传变化会随着时间的推移而逐渐增加。
该团队表示，戒烟可能会降低吸烟者患肺癌的风险，降低DNA甲基化水平。
当他们分析以往研究的结果时，他们发现，未接触过香烟10年的吸烟者的水平低于他们在新研究中发现的DNA甲基化类型的当前吸烟者。
该研究的另一个含义是，去甲基化药物可能有助于降低高风险人群患肺癌的风险 – 例如，患有早期癌症手术的患者。
该团队指出，一些去甲基化药物已经在进行临床试验 – 例如，作为治疗前白血病的一种方法。
研究人员认为，他们的研究结果代表着了解吸烟如何通过表观遗传学影响肺癌风险的一步。他们热切地指出，由于他们的工作仅限于实验室，并不意味着他们发现的东西必然会发生在吸烟的人身上。
“我们的研究表明，用香烟烟雾治疗的细胞的表观遗传变化使气道细胞对导致肺癌的基因突变敏感。”
Stephen Baylin教授，约翰霍普金斯Kimmel癌症中心
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