虽然吸烟对肺部有害似乎是常识，但香烟烟雾中存在的超细颗粒是否以及如何影响肺癌的发展和进展仍不清楚。贝勒医学院的研究人员试图找出烟雾中空气中的超细颗粒如何改变宿主对肺癌的防御能力。
在当前版本的Science Advances上发表的一项研究中，贝勒医学系肺科 Farrah Kheradmand 博士实验室的博士后 Cheng-Yen Chang 博士和他们的团队发现，暴露于超细颗粒会改变功能肺部的免疫细胞，使它们对肿瘤的天然防御机制失效。他们发现超细颗粒改变了细胞的主要能量来源，在肺部产生了新的副产物。新副产物的积累会降低宿主的免疫防御能力，使肿瘤逃过检测。
这些颗粒不仅存在于香烟烟雾中，还存在于香烟烟雾中。环境火灾和其他自然火灾也无法完全燃烧产生超细颗粒的有机物。莱斯大学的 Kheradmand 及其同事此前发现，重度吸烟者肺部的免疫细胞含有颗粒，他们将这些颗粒鉴定为纳米级元素炭黑。
“当我们呼吸时，我们会吸入许多不同大小的颗粒。它们会停留在呼吸道的某个地方，例如鼻子或气管，具体取决于它们的大小。超细颗粒非常小，可以在呼吸系统中穿行并沉积在远端肺的一部分，用于气体交换——呼吸的过程，”Kheradmand 说。“正是在这一点上，这些颗粒可以聚集并开始改变肺部免疫细胞的功能方式。”
使用两种不同的肺癌小鼠模型，Chang 能够复制与重度吸烟者常见的超细颗粒相同类型的暴露。当小鼠暴露于纳米级炭黑时，两种小鼠模型均显示肺癌进展加速。
“我们看到的是免疫细胞改变了它们用于能量的方式。它们从使用脂肪，这是在普通细胞中看到的，变成了使用糖。新的副产品改变了免疫细胞，使肿瘤逃避识别，”张说。“这种暴露使肿瘤更具侵袭性，更有可能转移或扩散到全身。”
另一个令人惊讶的是，小鼠是否易患癌症并不重要;即使在没有任何肿瘤的情况下，接触超细颗粒仍然会导致免疫细胞中的能量消耗从脂肪变为糖。
“这些粒子改变了细胞的动力源，改变了它们的内部机制，”Kheradmand 说。
该研究仅着眼于超细颗粒如何影响免疫细胞和癌症的发展。仍需要进一步研究以了解其他因素，例如颗粒浓度以及接触时间和类型。
“我们只是在研究这些颗粒存在于气道中的重要性——它们是否会引起和发展这种疾病。我们知道它们已经在吸烟者的肺部被发现，所以我们的研究模拟了与重度吸烟者类似的暴露，”Kheradmand 说.