科学家发现,男性体内随着年龄增长而逐渐出现的Y染色体丢失,可能不仅仅是衰老过程中的一种常见遗传现象,还可能与癌症形成和发展存在更加直接的联系。美国亚利桑那大学研究人员的一项新研究发现,组织中的Y染色体丢失程度会随着其距离癌变组织的远近而发生明显变化,越接近肿瘤区域,Y染色体丢失越严重。这种现象可能为癌症早期识别提供一种新的生物标志。

Y染色体在人类染色体组中本身就是一条相对较小的染色体,只携带几十个基因。除了参与男性性别决定以及精子生成等过程外,Y染色体上的许多基因并不像其他染色体上的大量基因那样直接参与人体日常生理活动。因此,过去科学界曾认为,成年男性部分细胞逐渐失去Y染色体可能只是衰老过程中影响有限的遗传变化。
但近年来越来越多研究发现,情况可能并没有这么简单。大约40%的70岁男性,其部分身体组织已经出现Y染色体丢失;到了90岁,这一比例接近60%。由于并不是身体所有细胞同时失去Y染色体,而是部分细胞发生这种变化,因此人体会形成一种“镶嵌”状态:同一个人的不同细胞可能拥有正常的XY染色体,也可能只剩下X染色体。
这种现象被称为“镶嵌性Y染色体丢失”,英文简称mLOY。过去研究已经发现,mLOY与多种健康问题存在统计学关联,包括慢性肾脏疾病、组织纤维化以及严重新冠感染风险增加等。近年来,科学家还在肾细胞癌和食管癌组织中频繁观察到Y染色体丢失,因此开始进一步研究它究竟只是癌症形成后的伴随现象,还是可能参与了癌症发展的过程。
此次研究团队分析了来自400多名男性捐献者的约1000份组织样本,样本覆盖11个主要器官,并同时纳入正常组织、癌前组织以及恶性肿瘤组织。研究人员由此建立了不同组织状态下Y染色体丢失程度及其基因表达变化的图谱。

结果显示,Y染色体丢失并不是在癌症组织中简单地呈现“有或者没有”的状态,而更像形成了一个连续的梯度。正常组织中的Y染色体丢失程度相对较低,进入癌前区域后进一步增加,而在恶性肿瘤及其附近组织中则更加明显。
研究人员将这一现象形容为一座逐渐变陡的山坡:组织距离癌症越近,Y染色体丢失就越严重。这一发现改变了过去对于mLOY与癌症关系的部分理解,因为它表明Y染色体丢失可能并非只发生在已经形成的肿瘤细胞内部,而可能影响肿瘤周围更大范围的组织环境。
研究人员还进一步测量了组织中基因的转录活性。结果显示,一个组织保留的Y染色体越多,其Y染色体相关基因的表达通常也越高。这说明Y染色体数量的变化可能并非单纯的遗传标记,而可能直接改变细胞的基因活动。
研究团队认为,这种变化可能形成一种所谓的“场效应”。也就是说,当一部分组织细胞逐渐失去Y染色体后,相关基因表达和细胞状态发生改变,这种影响可能扩散到周围组织环境,使更多细胞处于更容易发生癌变的状态。
此前的研究已经发现,Y染色体丢失程度与其他疾病的严重程度之间也存在类似的梯度关系。例如在心力衰竭患者中,Y染色体丢失越明显的人,出现心血管问题的可能性也越高。这些研究共同表明,mLOY可能并非一种完全无害的年龄相关遗传现象。
研究人员结合此前的研究结果推测,持续发生的Y染色体丢失可能导致局部炎症,并进一步改变组织的生物学状态,使细胞更加容易进入有利于癌症形成的环境。不过,这一机制目前仍然属于研究假设,尚不能据此证明Y染色体丢失本身就是导致癌症的直接原因。
此次研究真正重要的发现,是Y染色体丢失与肿瘤之间存在一种清晰的空间关联。随着组织越来越接近肿瘤,Y染色体丢失程度也逐渐增加。研究人员认为,这种“梯度”未来可能成为医生判断组织是否存在潜在肿瘤的一种辅助线索。

亚利桑那大学泌尿肿瘤学家、研究论文高级作者Dan Theodorescu表示,如果这一规律在进一步研究中得到验证,那么医生未来可能通过检测组织中的Y染色体丢失程度,发现常规活检没有直接取到的小型肿瘤。
这对于癌症诊断尤其具有潜在价值。传统活检依赖从患者体内取出一小块组织进行病理分析,如果肿瘤体积非常小或者取样位置没有覆盖肿瘤,就可能出现漏诊。如果Y染色体丢失能够反映肿瘤周围组织正在发生的变化,那么它理论上可以成为一种额外的“预警信号”,帮助医生判断某一区域是否值得进一步检查。
不过,研究人员目前并没有认为Y染色体丢失可以直接作为癌症诊断方法,也没有证明所有发生mLOY的男性都会患癌。Y染色体丢失本身随着年龄增长非常普遍,而且癌症形成受到多种遗传、环境和生活方式因素共同影响。因此,目前更准确的理解是,mLOY可能是癌症发生风险相关的一个生物学标志,而不是一种确定的癌症预测指标。
研究成果发表在《JCI Insight》期刊上。研究团队下一步仍需要通过更多样本和不同类型癌症进行验证,并进一步确认Y染色体丢失究竟是癌症发展的原因之一,还是癌变过程中形成的结果。如果这种空间梯度最终被证实具有稳定的诊断价值,那么一种原本被视为衰老伴随现象的染色体变化,未来可能成为寻找早期癌症的重要线索。