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近期，國家納米科學中心陳春英院士團隊與中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心王亞韡研究員團隊合作，通過采集健康志愿者和肺腺癌患者的血液和組織樣本，使用島津公司的液相色譜三重四極桿質譜儀（LCMS-8060），靶標測定不同人群中全氟和多氟烷基化合物的濃度水平和分布特征，在全氟和多氟烷基化合物（Per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS）暴露對肺癌轉移的影響及分子機制研究中取得新進展。相關研究成果以Increased perfluorooctanoic acid accumulation facilitates the migration and invasion of lung cancer cells via remodeling cell mechanics為題，發(fā)表于PNAS《美國國家科學院院報》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2024, 121 (51), e240857512）。

PFAS是廣泛存在的新型持久性有機污染物，其相關暴露風險和不良健康影響已經引起世界各國的高度關注。PFAS可以在多種環(huán)境和生物基質中檢測到，并且可以通過不同的外部暴露途徑進入人體，并通過血液循環(huán)分布和積累在組織、器官和生物體液中。流行病學數據顯示，PFAS的濃度與人類多種疾病顯著有關，如腎癌、肝癌、卵巢癌等。肺是PFAS富集的靶器官之一，同時肺癌是世界上發(fā)病率和死亡率的癌癥，但尚無PFAS對肺癌影響機理的研究。

本研究通過采集健康志愿者和肺腺癌患者的血液和組織樣本，使用島津高效液相色譜串聯(lián)質譜（LCMS-8060），靶標測定不同人群中PFAS的濃度水平和分布特征。結果表明，全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,PFOA)是人體內富集含量最高的PFAS單體之一，肺腺癌患者體內PFOA污染物含量相較健康志愿者顯著上升；肺癌細胞轉移、高分期患者的體內PFOA富集量顯著高于低分期的肺癌患者。結合肺癌動物模型，發(fā)現在環(huán)境相關劑量下PFOA暴露能夠顯著促進肺內轉移和胸腔轉移，并且呈現劑量依賴性，提示PFOA暴露能夠促進肺癌轉移。在基于細胞模型的驗證實驗中，發(fā)現經PFOA暴露后，肺腺癌細胞系中的整合素表達下調，這與肺腺癌患者的腫瘤中觀察到的表達趨勢相似。進一步的臨床病例驗證結果表明，肺腺癌患者的腫瘤中PFOA的含量水平與整合素蛋白表達具有顯著負相關，證實了PFOA與整合素的相互作用對腫瘤的發(fā)展起著重要的作用。本研究提出了PFOA促肺癌發(fā)展的潛在機制：PFOA主要通過調控肺癌細胞骨架重排，改變腫瘤細胞的力學性質，促進肺癌細胞的遷移、腫瘤干性和免疫逃逸能力上升，從而促進肺癌轉移和進展。

圖1. 健康志愿者和肺腺癌患者體內PFAS的賦存水平和特征

圖2. 肺腺癌患者體內整合素蛋白的表達與PFOA含量的相關性

圖3. 全氟辛酸PFOA通過PI3K信號通路調控腫瘤細胞骨架和力學性質，促進腫瘤轉移

該工作基于臨床現象-動物模型驗證-細胞模型研究-分子學機制探究的污染物毒理性質全鏈條研究范式，首次報道了PFAS可以誘導肺癌發(fā)展及轉移的毒性效應，進一步加深對PFAS毒理性質的認知，為制定合理的管控政策提供實驗基礎和理論支持。

國家納米科學中心博士研究生梅婕、解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學中心胸外科副主任醫(yī)師江繼鵬、中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心博士研究生李曌、國家納米科學中心碩士研究生潘越和許克為本文的共同第一作者。中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心黎娟副研究員、國家納米科學中心劉穎研究員和陳春英研究員為共同通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項 (B類)、中國醫(yī)學科學院創(chuàng)新工程和新基石研究員項目等的支持。本工作研究過程中，島津中國創(chuàng)新中心郭彥麗博士、楊曉春老師在目標化合物的快速準確方法學開發(fā)中提供了大量的協(xié)助及技術支持工作。

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