Курение и алкоголь влияют на мутационный ландшафт слизистой оболочки щеки

Под влиянием возраста и стресса в клетках нормальных тканей накапливаются соматические мутации, некоторые из них дают клетке преимущества в росте (драйверные мутации). Потомки таких клеток занимают все больше места в ткани. Наши тела состоят из размножившихся клонов клеток, это явление называется соматический мозаицизм. Соматический мозаицизм в клетках крови — предиктор риска лейкозов, но его роль в образовании солидных опухолей плохо определена. Изучать этот вопрос не так просто, так как получение достаточного количества образцов тканей, например, пищевода или мочевого пузыря затруднено.

Рак пищевода (в частности, плоскоклеточный рак пищевода) — распространенное онкологическое заболевание, риск развития которого повышают потребление алкоголя, курение и варианты зародышевой линии (герминативные), например, в генах ALDH2 и ADH1B. Оценить риск развития рака пищевода по этим факторам не всегда просто, так как люди часто не признаются, что имеют вредные привычки. Хотелось бы иметь объективный способ стратификации пациентов. Факторы, влияющие на слизистую оболочку пищевода, влияют и на слизистую оболочку щеки. Исследователи из Японии собрали образцы слизистой оболочки щеки, используя тампоны разного размера, а затем провели глубокое секвенирование 26 драйверных генов, чтобы понять, как известные факторы риска влияют на ремоделирование этих тканей.

Всего в исследовании приняли участие 222 пациента (110 в первичной и 112 в дополнительной когортах), у 121 из них был плоскоклеточный рак пищевода. У участников с раком чаще встречались мутации в ALDH2 (84% против 32%) и ADH1B (22% против 8%). Авторы использовали ватные тампоны 20, 28 и 254 мм² для сбора образцов со слизистой щеки и извлекали ДНК.

В 694 из 707 образцов были выявлены соматические мутации, всего 23 537, включая 22 136 несинонимичных и 1401 синонимичную. Из всех мутаций 94% были ассоциированы с сигнатурами старения, но возраст участников слабо коррелировал с числом мутаций. Потребление алкоголя положительно коррелировало с числом соматических мутаций только у людей, несущих мутации зародышевой линии.

С помощью самых крупных ватных тампонов были выявлены клоны размером 48,38 мм², несущие нонсенс-мутации в гене PPM1D. Около 90% клонов имели размеры 3 мм² и меньше. Тампоны меньшего размера выявили клоны размером 4,74 и 5,02 мм², но большая часть была размером 0,3 и 0,41 мм² и меньше. Дополнительный анализ пациента, которому делали биопсию, подтвердил, что слизистая оболочка щеки в основном состоит из клонов размером 0,1–0,3 мм², но некоторые клоны занимают десятки квадратным миллиметров.

Чаще всего мутации встречались в генах NOTCH1, TP53 и CHEK2 (41,6, 28,1 и 5,4% соответственно). Авторы сосредоточились на анализе мутаций, находящихся под влиянием положительного отбора. Это были несинонимичные мутации в TP53, CHEK2, NOTCH1, NOTCH2, FAT1 или AJUBA; мутации с образованием укороченного белка в генах PPM1D, ARID1A, ZNF750, ZFP36L2 или CDKN2A; миссенс-мутации в CUL3.

Среди факторов риска развития плоскоклеточного рака пищевода с числом драйверных мутаций сильнее всего коррелировали мутации зародышевой линии в гене ALDH2, а также потребление алкоголя, но опять только среди людей с герминативными мутациями. У людей с малым числом мутаций зародышевой линии драйверные мутации сильнее коррелировали с курением, а не c потреблением алкоголя. Также авторы показали влияние старения на клональную экспансию.

У людей с повышенной степенью ремоделирования слизистой оболочки щеки чаще встречался плоскоклеточный рак пищевода. Такая же корреляция была показана для плоскоклеточного рака головы и шеи. Авторы создали модель для скрининга на плоскоклеточный рак пищевода по данным, полученным при анализе слизистой оболочки щеки. ROC AUC составила 0,84 для тампона 20 мм²; 0,85 для 28 мм², 0,77 для 254 мм² в первичной когорте и 0,83 для 20 мм², 0,85 для 28 мм², 0,85 для 254 мм² в дополнительной когорте.

Таким образом, авторы использовали неинвазивные мазки слизистой для получения образцов и показали, что ремоделирование слизистой оболочки щеки отражало воздействие факторов риска образа жизни, включая употребление алкоголя и курение, а также возраст и мутации зародышевой линии в генах ALDH2 и ADH1B. Кроме того, соматический мозаицизм в слизистой оболочке щеки можно использовать в качестве объективного маркера повышенного риска плоскоклеточного рака пищевода.

Клональная эволюция клеток хронического миелоидного лейкоза происходит быстрее, чем считалось