当乌克兰北部的切尔诺贝利核电站爆炸时，放射性物质在全国和整个欧洲大部分地区泄漏。1986年的事故直接导致31人死亡，并使数百万人暴露于电离辐射(一种已知的致癌物)的污染中。
为了理解这种辐射暴露如何影响人类健康，一个国际研究人员团队进行了两项具有里程碑意义的研究工作。首次检查了事故后高辐射暴露人群儿童的基因突变，他们发现没有跨代突变。调查了暴露于辐射的人群中的甲状腺癌，这项工作提供了对辐射破坏DNA导致的癌性肿瘤的新见解。
这项为期八年的工作是由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的国家癌症研究所(NCI)的研究人员领导的。这项研究于4月22日发表在《科学》杂志上。
“我们确实有一个非常难得的独特机会问这个问题：'辐射如何导致癌症，以及我们可以从中学到什么，这对于与辐射和癌症本身有关的未来问题很重要?”医学博士Stephen Chanock董事NCI癌症流行病学和遗传学系的一位研究员告诉我们。
研究核事故的工具
事故发生后，科学家从参与立即清理工作的人员那里收集了生物标本样本，并收集了同意长期接受研究的人员的信息。这包括仔细跟踪人们的暴露水平，以便研究人员可以将他们的经验与DNA的变化相匹配。除了直接接触外，有些人还受到环境因素的间接接触，例如，喝牛奶的母牛在受污染的牧场上放牧。
基因组测序技术的最新改进和科学进步使研究人员能够以以前不可能的方式分析材料。例如，对于跨代研究，他们对每个基因进行了80至90倍的测序，比此类项目的典型测序多了2至3倍。
“我们不想错过任何东西，我们认为这是一个非常独特的机会，” Chanock说。
这些工具可能有助于研究更近期的涉及核辐射的核事故，例如2011年的福岛核灾难。
“通过更好地了解此类事故造成的损害的性质，我们希望将来能够改善我们的治疗和监测方式，以监测那些受到高电离辐射暴露影响的人，”威康桑格研究所博士后研究员亚历克斯·卡根(Alex Cagan)博士说。英国基因组学研究院在写给我们的电子邮件中写道。
对儿童的遗传效应
对于第一个研究，研究人员着手回答一个长期存在的问题：辐射暴露是否会导致儿童的基因突变?先前的一些动物和细胞研究表明这是可能的。
研究小组分析了1987年至2002年之间出生的130人及其105对父母的完整基因组。这些孩子都在灾难发生后的46周到15岁之间出生，事故发生后，一位或两位父母都参与了清理工作或住在现场附近。
研究人员在现成的儿童中寻找新的生殖系突变。这些是遗传变异，随机出现在卵子或精子细胞中，并在儿童中看到，但在其父母中却没有看到。查诺克说，这些突变是“进化的基础”。大多数人在受孕期间会有50到100个从头突变。
如果研究人员观察到与他们的父母相比，个体中从头突变的数量有所增加，则可能表明辐射暴露可能会影响后代的基因组。但是他们发现孩子们没有多余的突变。实际上，决定他们携带多少个从头突变的主要因素是他们受孕时父亲的年龄。
夏诺克说：“下一代正在经历着可怕的心理，社会和其他与健康有关的问题，但没有遗传问题。”
辐射诱发甲状腺癌的根本原因
研究人员将基因组测序与Cagan所说的“史无前例的细节”结合使用，以显示辐射暴露如何影响350多名在儿童时期暴露于放射线后患上甲状腺癌的人的DNA。
放射性碘会破坏DNA的单个碱基，从而导致微小的突变。双螺旋的两个链中的断裂(称为“双链断裂”)可能会导致更严重的损坏。
通过比较融化后与未患甲状腺癌的人的DNA损伤，研究人员发现，与裸露的人相比，裸露的人往往有更多的双链断裂，而其他人则大多表现出单点突变。另外，一个人暴露的辐射越多，暴露的年龄越小，他们所拥有的双链DNA断裂就越多。
尽管如此，辐射诱发的甲状腺癌与随机发生的甲状腺癌似乎并没有很大不同，而且看来可以用相同的方法对其进行治疗。
“不幸的是，正如作者所认识的那样，他们鉴定出的DNA损伤也可能是由其他过程引起的，这意味着我们仍然缺乏一种方法来确定性地证明一个人的癌症是由辐射引起的，” Cagan说。“尽管如此，这项工作大大提高了我们对电离辐射造成的分子损伤的理解。”
展望未来
关于电离辐射如何影响人体还有许多尚存的问题。查诺克说，科学家们还没有弄清楚为什么辐射会在辐射的最终位置终止-例如，辐射往往比到达睾丸更容易传播到血液。
卡根说：“通过更好地了解此类事故造成的损害的性质，我们可以希望将来改善治疗和监测受到高电离辐射暴露影响的人的方式。”
当科学家们希望研究其他核灾难，尤其是那些辐射暴露量低得多的核灾难时，夏诺克乐观地认为这一发现将同样令人鼓舞。
他说：“这里有一个相对不错且令人放心的故事。”
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