J Pineal Res：夜班工作是如何增加癌症风险的？

“越来越多的证据表明，癌症在夜班工人中更为普遍，这使得世界卫生组织的国际癌症研究机构将夜班工作归类为可能的致癌物，”北卡罗来纳州立大学生物科学系和人类健康与环境中心副教授Shobhan Gaddameedhi博士指出，“然而，目前还不清楚为什么夜班工作会增加癌症风险，我们的研究试图解决这个问题。”

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这项新研究发表在Journal of Pineal Research 期刊上，涉及一项对照实验室实验，实验对象是模拟夜班或白班的健康志愿者。研究结果表明，夜班扰乱了某些癌症相关基因24小时活动的自然节律，使夜班工人更容易受到DNA损伤，同时导致人体的DNA修复机制在处理这种损伤时出现错误。

研究癌症相关基因的节律

虽然大脑中有一个生物钟，但几乎每个细胞都有自己的生物钟。这种细胞时钟涉及被称为“时钟基因”的基因，它们的表达是有节奏的，这意味着它们的活动水平随着白天或夜晚的时间而变化。研究人员假设，癌症相关基因的表达也可能是有节奏的，夜班工作可能会破坏这些基因的节奏。

为了验证这一点，他们进行了一项模拟轮班工作实验，让14名参与者在华盛顿州立大学健康科学斯波坎分校的睡眠实验室里度过7天。其中一半人模拟上了三天的夜班，而另一半则模拟上了三天的白班。在完成模拟轮班后，所有参与者都被保持在一个恒定的常规方案中，该方案用于研究人类内部产生的生物节律，而不受任何外部影响。作为实验方案的一部分，他们在恒定的光照和室温下以半卧的姿势保持24小时不睡觉，并且每小时吃同样的零食。每三小时抽取一份血样。

对血样中白细胞的分析显示，许多与癌症相关的基因的节律在夜班和白班条件下是不同的。值得注意的是，与DNA修复相关的基因在白班条件下表现出明显的节律性，在夜班条件下却失去了节律性。

夜班失去节律的基因

研究人员随后观察了癌症相关基因表达变化的后果。他们发现，与白班参与者相比，夜班参与者的血液中分离出的白细胞显示出更多的DNA损伤的证据。此外，研究人员在一天中的两个不同时间将分离的白细胞暴露于电离辐射后，晚上受到辐射的细胞在夜班条件下显示出比白班条件下更严重的DNA损伤。这意味着夜班参与者的白细胞更容易受到辐射的外部损害，而辐射是DNA损伤和癌症的已知风险因素。

夜班参与者的血液中分离出的白细胞显示出更多的DNA损伤

研究人员指出：“综合起来，这些研究结果表明，夜班时间安排打乱了癌症相关基因的表达时间，从而降低了人体DNA修复过程的有效性。”

改进预防和治疗的潜力

研究人员的下一步是对现实世界中多年来一直上白班或夜班的轮班工人进行同样的实验，以确定夜班工人中未修复的DNA损伤是否会随着时间的推移而累积，最终可能会增加患癌症的风险。如果现实世界中轮班工人的情况与目前的研究结果一致，这项工作最终可能被用于开发预防策略和药物，以解决DNA修复过程中的错误计时问题。它还可以作为优化癌症治疗时机的策略基础，以便在疗效最大、副作用最小的情况下进行治疗，这一过程称为生物钟疗法，需要根据夜班工人的内在节奏进行微调。

“夜班工人面临着相当大的健康差异，从代谢和心血管疾病的风险增加到精神健康障碍和癌症，”WSU睡眠和表现研究中心主任Hans Van Dongen说，“现在是时候为这一得不到充分服务的基本工作者群体找到诊断和治疗的解决方案了”

参考文献：Bala S.C. Koritala, Kenneth I. Porter, Osama A. Arshad, Rajendra P. Gajula, Hugh D. Mitchell, Tarana Arman, Mugimane G. Manjanatha, Justin Teeguarden, Hans P.A. Van Dongen, Jason E. McDermott, Shobhan Gaddameedhi. Night shift schedule causes circadian dysregulation of DNA repair genes and elevated DNA damage in humans. Journal of Pineal Research, 2021; DOI: 10.1111/jpi.12726