吸烟与表观遗传：香烟如何改变你的 DNA
简短回答：吸烟会改变数千个位点的 DNA 甲基化——这是一种帮助开启和关闭基因的化学标记。在规模最大、纳入近 1.6 万人的研究中，戒烟五年内，血液中的大多数这类变化会向从不吸烟者的水平回归，而少数位点（包括 AHRR 基因）在 30 年后仍有差异。
大多数人知道，烟雾中的致癌物会损伤 DNA、引起突变。吸烟还会在不改变 DNA 序列的情况下，改变基因的调控方式。研究者仍在弄清这些变化对健康意味着什么，但对它们有多少、能恢复到什么程度，已经了解了不少。
什么是表观遗传
你身体里每个细胞的基因组（DNA 序列）大体相同。让肺细胞和肝细胞不同的不是 DNA，而是哪些基因被开启或关闭——以及表达得有多活跃。这种调控部分由表观遗传标记控制：也就是对 DNA，或对缠绕 DNA 的组蛋白所做的化学修饰。
研究最多的表观遗传机制是 DNA 甲基化：在 DNA 的胞嘧啶碱基上加一个甲基（CH3），通常发生在 CpG 位点（胞嘧啶后面跟着鸟嘌呤的地方）。甲基化一般会降低基因表达。
要点：
- 表观遗传标记可以遗传（细胞分裂时传给子细胞）
- 它们会受环境、饮食、化学物质暴露和生活方式影响而改变
- 有些标记比其他标记更容易逆转
吸烟如何改变 DNA 甲基化
研究者认为，烟雾中的化学物质，包括焦油类化合物（PAH）和活性氧，既会损伤 DNA，又会触发细胞对这些化学物质的防御反应，从而改变甲基化。具体途径仍在研究中。
迄今最大规模的研究汇集了 16 个队列中 15,907 人的血液样本。把现在吸烟的人和从不吸烟的人相比，发现 2,623 个 CpG 位点的甲基化存在差异，涉及 1,405 个基因。在这些基因中，已知与肺功能、癌症、炎症性疾病和心脏病有关的基因比例偏高。请注意这些是血液样本；肺和其他组织可能不同。
受影响的关键基因
AHRR（芳香烃受体抑制因子）是最一致的发现。在大多数研究中，这个基因上的一个位点都是最强的吸烟信号之一，它的甲基化正被研究用作烟草暴露的标志物。AHRR 帮助调控细胞对 PAH（烟雾中的焦油类化合物）的反应。
反复出现的其他基因包括 F2RL3（血小板上的一种受体）、GPR15（一种免疫细胞受体）和 LRRN3。对其中大多数基因来说，甲基化变化对健康有什么影响还不清楚。肺部肿瘤研究也发现有与癌症相关的基因被甲基化沉默，但肿瘤中的发现不能当作对健康吸烟者血液的影响来解读。
戒烟之后：哪些能恢复，哪些不能
这是对已经戒烟的人最重要的部分。在同一项大型研究中，研究者追踪了 Framingham Heart Study 中有长达 30 年吸烟记录的参与者：
- 大多数位点会恢复。戒烟五年内，大多数与吸烟相关位点的甲基化会向从不吸烟者的水平回归。
- 有些会持续。19 个基因上的 36 个位点——包括 AHRR 和 F2RL3——即使在戒烟 30 年后，也没有回到从不吸烟者的水平。
作者指出，大多数位点恢复得快，这与许多吸烟相关疾病的风险在戒烟后很快下降相吻合；而持续存在的位点或许有助于解释那些长期残留的风险。这种联系只是一个假设。从疾病数据中可以确定的是：任何年龄戒烟都能降低风险，戒得越早，累积的损伤越少。不同类型的损伤如何恢复，见吸烟损伤的时间线。
对吸烟者孩子的影响
一项纳入 13 个队列、6,685 名新生儿的荟萃分析发现，孕期吸烟与婴儿血液中超过 6,000 个位点的甲基化差异有关，其中一些位于与母亲吸烟可能导致的疾病（如唇腭裂和哮喘）相关的基因上。在年龄更大的孩子身上，同样的位点仍有差异。这些标记是会引起健康问题，还是只记录了暴露，仍在研究中。
实际意义和英国国家医疗服务体系（NHS）的说法一样：孕期戒烟能保护你的宝宝，你的助产士、医生或产检团队可以告诉你有哪些戒烟支持。
参考文献
- Joehanes R et al. "Epigenetic signatures of cigarette smoking." Circ Cardiovasc Genet, 2016. PubMed · 全文
- Zeilinger S et al. "Tobacco smoking leads to extensive genome-wide changes in DNA methylation." PLoS One, 2013. PubMed
- Joubert BR et al. "DNA methylation in newborns and maternal smoking in pregnancy: genome-wide consortium meta-analysis." Am J Hum Genet, 2016. PubMed
常见问题
吸烟会永久改变你的 DNA 吗？
烟雾中的致癌物会引起突变——也就是 DNA 序列的改变——这些突变可能多年累积。甲基化变化不一样：一项大型研究发现，戒烟五年内，血液中大多数与吸烟相关的甲基化位点会向从不吸烟者的水平回归，不过少数位点（包括 AHRR）在 30 年后仍有差异。
吸烟引起的表观遗传变化会影响孩子吗？
孕期吸烟与新生儿血液中数千个位点的甲基化差异有关，其中一些在年龄更大的孩子身上仍能看到。至于这些标记能否通过精子或卵子遗传下去，在人类身上的证据要少得多。孕期戒烟是你能为宝宝做的最好的事情之一，所以可以问问你的助产士、医生或产检团队有哪些戒烟支持。
戒烟后多久表观遗传标记能恢复正常？
在迄今最大规模的研究中，血液中大多数与吸烟相关的位点在大约五年内向从不吸烟者的水平回归。少数位点，包括 AHRR 和 F2RL3 上的位点，在 30 年后仍没有恢复。
有办法逆转吸烟造成的表观遗传损伤吗？
目前没有已知的治疗方法能逆转与吸烟相关的甲基化变化。让大多数变化得以恢复的是戒烟本身，而且戒得越早越好。