基因突变是什么引起的？

基因突变主要由细胞分裂过程中脱氧核糖核酸复制错误、环境中的物理化学及生物因素损伤，以及少数遗传性修复缺陷共同引起。多数突变无明确外因，属于自发事件；明确外因可归纳为三类，避免接触可降低部分风险。

基因突变的主要来源

1、复制错误：：细胞每次分裂前需复制约30亿个碱基对，脱氧核糖核酸聚合酶偶尔会插入错误碱基。此类错误在正常人体细胞中每代约发生数十至上百次，多数被修复系统纠正，未被纠正者成为突变。

2、物理因素：：电离辐射和紫外线是明确诱变因素。紫外线主要引起相邻嘧啶碱基形成二聚体，干扰复制；电离辐射可直接打断脱氧核糖核酸链。国际癌症研究机构将紫外线辐射和电离辐射列为一类致癌物。

3、化学因素：：多种化学物质可损伤遗传物质。烟草烟气中含数十种已知致癌物，其中苯并芘可形成加合物导致碱基替换。黄曲霉毒素B1是明确致突变物，主要污染储存不当的玉米和花生。

4、生物因素：：部分病毒可将遗传物质整合进宿主基因组。人乳头瘤病毒高危型别感染与宫颈癌发生相关，乙型肝炎病毒慢性感染与肝细胞癌相关。此类整合可干扰抑癌基因功能。

5、遗传性修复缺陷：：少数个体携带脱氧核糖核酸修复基因的致病性变异，对损伤更敏感。着色性干皮病患者因核苷酸切除修复缺陷，暴露于紫外线后皮肤肿瘤风险明显升高。

突变发生频率与后果

• 体细胞突变随年龄累积。一项基于全基因组测序的研究估计，健康人血液干细胞每年约累积17至40个单碱基替换，来源为Wellcome Sanger Institute于2018年发表在《Nature》的研究。
• 生殖细胞突变可传递给后代。父母年龄增长与子代新发突变数增加相关，父亲年龄每增加1岁，子代约增加1至2个新发突变。
• 多数突变位于非编码区，不产生可观察效应；位于编码区或调控区的突变可能改变蛋白质结构或表达水平。
• 突变后果取决于位置与类型，可无影响、可致功能改变，也可致细胞生长失控，但并非所有突变均导致疾病或肿瘤。

日常可采取的措施

• 减少紫外线暴露，户外活动使用遮阳工具，避免正午强光直射。
• 戒烟并避免二手烟，烟草烟气是明确的化学诱变来源。
• 注意粮食储存，防止霉变，避免摄入黄曲霉毒素污染食物。
• 接种乙型肝炎疫苗和人乳头瘤病毒疫苗，降低相关病毒感染风险。
• 职业接触辐射或化学诱变物者，按国家标准做好防护与定期监测。

基因突变由复制错误、环境损伤和遗传修复缺陷共同引起，多数为自发且难以完全避免；明确外因可通过防护降低暴露。出现不明原因肿块、长期不愈溃疡或异常出血，应及时就诊评估，而非自行推断突变原因。

常见问题

否。多数突变位于非编码区或无关键功能区域，不引起癌症。只有影响原癌基因、抑癌基因等关键基因且累积到一定数量时，才可能促进肿瘤发生。

会。新发突变可在生殖细胞形成过程中自发产生，父母表型正常仍可能生育携带新发突变的孩子，其频率随父亲年龄增长略有升高。

否。非电离辐射能量不足以直接打断脱氧核糖核酸链，目前权威机构未将其列为明确致突变因素。明确诱变因素是电离辐射和紫外线。

部分可以。复制错误和遗传缺陷无法预防，但减少紫外线、烟草、霉变食物及致癌病毒感染等暴露，可降低外因所致突变风险。

细胞自身有脱氧核糖核酸修复系统，可修复多数损伤。若修复系统缺陷或损伤过重，突变可保留。目前临床尚无广泛应用的全身突变修复手段。

参考资料

[1] 国际癌症研究机构. 致癌物分类专著. 世界卫生组织下属机构.

[2] Wellcome Sanger Institute. 健康人血液干细胞突变累积研究. Nature, 2018.

[3] 国家卫生健康委员会. 中国居民膳食指南. 人民卫生出版社.

[4] 中华医学会病理学分会. 肿瘤病理学. 人民卫生出版社.

[5] 世界卫生组织. 紫外线辐射与健康. 世界卫生组织官网.