中国公共卫生  2014, Vol. 30 Issue (5): 610-613   PDF    
雌激素相关基因多态性与非吸烟女性肺癌关系
吴伟, 尹智华, 关鹏, 任仰武, 沈莉, 苏玲燕, 周宝森     
中国医科大学流行病学教研室, 辽宁 沈阳 110001
摘要目的 探讨雌激素合成和代谢相关基因多态性与非吸烟女性肺癌易感性的关系,为女性肺癌研究提供新的遗传易感性标志。方法 采用以医院为基础的病例对照研究方法,抽取辽宁省沈阳市某三级甲等医院2004年1月—2012年12月收治的516例汉族非吸烟女性肺癌患者和同期收治的516例非呼吸系统疾病且非肿瘤汉族非吸烟女性患者分别作为病例组和对照组进行问卷调查和基因分型。结果 校正年龄和油烟暴露因素后,rs4680位点携带G/A基因型的个体患肺癌的风险较携带G/G野生纯合基因型个体增加了60%(OR=1.60,95%CI=1.23~2.08);携带G/A或A/A的个体患肺癌的风险较携带G/G野生纯合基因型个体增加了57%(OR=1.57,95%CI=1.22~2.01);rs743572、rs10046和rs605059位点的多态性与肺癌的患病风险均无显著性关联。结论 COMT基因rs4680位点多态性可能是中国汉族非吸烟女性肺癌发病的潜在遗传易感性标志。
关键词肺癌     雌激素     基因多态性     易感性    
Polymorphisms of estrogen related genes and susceptibility of non-smoking female lung cancer
WU Wei, YIN Zhi-hua, GUAN Peng, et al    
Department of Epidemiology, School of Public Health, China Medical University, Shenyang, Liaoning Province 110001, China
Abstract: Objective To explore the relationship between polymorphisms of estrogen synthesis and metabolism related genes and susceptibility of non-smoking female lung cancer and to provide new genetic susceptibility markers for female lung cancer research.Methods A hospital based case-control study was conducted.Totally 516 unrelated Han non-smoking females with lung cancer and 516 unrelated Han non-smoking females with diseases other than respiratory system disease and tumor were selected as a case group and a control group, respectively, from a level 3 first-class hospital in Shenyang, Liaoning province from January 2004 to December 2012.Questionnaire survey and genotyping were conducted to study the relationship.Results The risk of lung cancer increased by 60%for individuals carrying G/A genotype than those carrying wild homozygous G/G genotype of rs4680 after adjusting for age and cooking smoke exposure(odds ratio(OR)=1.60, 95% confidence interval(95%CI)1.23-2.08);the risk of lung cancer increased by 57%for individuals carrying G/A or A/A genotype than those carrying wild homozygous G/G genotype(OR=1.57, 95%CI:1.22-2.01).No significant correlation was found between rs743572, rs10046 and rs605059 polymorphism and risk of lung cancer.Conclusion Polymorphism of rs4680 of catechol-O-methytransferase may be a potential genetic susceptibility loci of lung cancer for Han non-smoking women in China.
Key words: lung cancer     estrogen     gene polymorphism     susceptibility    

目前,在全球范围内肺癌已成为死亡率最高的恶性肿瘤,严重威胁着人们的健康。吸烟被认为是肺癌的主要危险因素。然而,在非吸烟人群中,肺癌的年均死亡率高达15/10万~20/10万[1]。研究发现,非吸烟女性较非吸烟男性更容易发生肺癌[2]。女性肺癌患者,尤其是非吸烟女性肺癌患者中,腺癌的比例明显高于男性[3],提示雌激素可能与肺癌的发生存在关联。廖永德等[4]研究发现肺癌患者血清雌激素水平明显高于健康对照组。Niikawa等[5]发现在73%的肺癌组织中雌激素的含量约为癌旁组织的2.2倍。体外实验和动物模型也发现雌激素可以促进肿瘤的生长,而雌激素受体拮抗剂则可以明显抑制非小细胞肺癌细胞系的生长[6, 7]。尹智华等[8]发现服用外源性雌激素口服避孕药可增加非吸烟女性肺癌发生的风险。张旭胐等[9]研究发现血清中的雌激素水平及雌激素受体可作为非小细胞肺癌的独立预后因素。这些研究结果均表明雌激素可能会促进肺癌的发生,但是其具体机制还有待进一步分析。为探讨雌激素合成和代谢相关基因多态性与非吸烟女性肺癌易感性的关系,为女性肺癌研究提供新的遗传易感性标志,本研究采用以医院为基础的病例对照研究方法,抽取辽宁省沈阳市某三级甲等医院2004年1月—2012年12月收治的516例汉族非吸烟女性肺癌患者和同期收治的516例非呼吸系统疾病且非肿瘤汉族非吸烟女性患者分别作为病例组和对照组进行问卷调查和基因分型。结果报告如下。 1 对象与方法 1.1 对象

采用以医院为基础的病例对照研究方法,在辽宁省沈阳市某三级甲等医院抽取2004年1月—2012年12月收治的516例汉族非吸烟女性肺癌患者和同期收治的516例非呼吸系统疾病且非肿瘤汉族非吸烟女性患者分别作为病例组和对照组进行问卷调查和基因分型。本研究中的非吸烟指终生吸烟总数<100支[10]。所有对象均为无血缘关系;肺癌患者均经组织病理学确诊。 1.2 方法 1.2.1 问卷调查

采用自行设计调查表,由2名接受过严格培训的调查员对研究对象进行面访调查。内容包括一般人口学特征(姓名、年龄、文化程度、人均月收入水平)、被动吸烟史、烹饪油烟暴露史、煤烟暴露史等相关环境暴露资料及肿瘤家族史等。其中被动吸烟指非吸烟女性在工作场所或家庭中对父母、丈夫或其他成员吸烟者的暴露,本研究将被动吸烟≥1支/d,且持续≥1年者认定为有被动吸烟史[11]。油烟暴露史指从事烹饪≥15年,有煎或炸≥2次/周,且烹调过程中经常有眼和咽喉烟雾刺激感[12]。煤烟暴露史指以煤作为燃料烧炕或炉子且没有烟囱[11]。肿瘤家族史指被调查对象一级家属(父、母、子、女和同胞)或二级亲属(祖父母、外祖父母、叔、伯、舅、姨、姑)中的肿瘤发生情况[11]1.2.2 雌激素合成和代谢相关基因多态性检测

收集调查对象血液标本,应用酚-氯仿法提取抗凝血基因组DNA。应用Taqman基因分型技术对细胞色素P450 17α-羟化酶(cytochrome P45017A1,CYP17A1)基因rs743572位点、细胞色素P450芳香化酶(cytochrome P45019A1,CYP19A1)基因rs10046位点、儿茶酚-O-甲基转移酶(catechol-O-methyltransferase,COMT)基因rs4680位点和17β-羟化脱氢酶(17 beta-hydroxysteroid dehydrogenases l,HSD17B1)基因rs605059位点的基因多态性进行检测,PCR Taqman探针及引物由美国应用生物系统公司设计合成,Taqman Master Mix购自美国应用生物系统公司。PCR反应体系:Taqman Master Mix 2.5 μL;引物与探针混合物 0.25 μL;H2O 1.25 μL;DNA 1.00 μL。PCR扩增条件为:95 ℃预变性10 min;92 ℃变性30 s,60 ℃退火以及延伸1 min,共47个循环。基因型鉴定:应用美国应用生物系统公司的SDS软件Allelic Discrimination程序进行基因型的分析,通过检测同一基因不同等位基因所标记的FAM和VIC荧光强度,判断待测样本的多态性基因型。实验室质量控制:在每个96孔板分别设立阴性对照和重复标本进行质量控制;阴性对照中不加模板DNA,以双蒸水代替,检验是否存在PCR污染。进行基因分型时实验者对于标本的病例或对照状态未知。随机选择10%的样本进行盲法重复测量。 1.3 统计分析

采用Epi Info 3.5.4软件建立数据库双录入数据,并对录入的数据进行逻辑核查。应用SPSS 13.0软件进行t检验、 χ2检验和非条件logistic回归分析。使用卡方拟合优度检验判断各SNP基因型是否符合Hardy-Weinberg平衡。所有统计均为双侧检验,检验水准α=0.05。 2 结 果 2.1 一般情况

516例病例组患者中,腺癌339例,占65.7%;鳞癌121例,占23.4%;其他类型肺癌(小细胞癌和大细胞癌、类癌、混合性癌等)56例,占10.9%。病例组患者年龄26~84岁,平均年龄(56.6±10.5)岁;文化程度小学以下55 例,占10.7%,小学和初中220例,占42.6%,高中或中专155例,占30.0%,大专及以上86例,占16.7%;人均月收入水平为(680.6±388.7)元。对照组516例患者年龄26~84岁,平均年龄(56.9±12.2)岁;文化程度小学以下46例,占8.9%,小学和初中234例,占45.3%,高中或中专136例,占26.4%,大专及以上100例,占19.4%;人均月收入水平为(672.1±377.8)元。病例组与对照组患者一般人口学特征比较,2组患者在年龄、文化程度、人均月收入水平差异均无统计学意义(P>0.05)。 2.2 肿瘤家族史及环境暴露危险因素

病例组516例患者中,有肿瘤家族史70例(13.6%),有被动吸烟史311例(60.3%),有煤烟暴露史143例(27.7%),有油烟暴露史201例(39.0%);对照组516例患者中,有家族患癌史53例(10.3%),有被动吸烟史288例(55.8%),有煤烟暴露史133例(25.8%),有油烟暴露史151例(29.3%)。病例组与对照组患者肿瘤家族史及环境暴露危险因素比较,2组患者油烟暴露史差异有统计学意义(OR=1.54,95%CI=1.19~2.00,P=0.001),肿瘤家族史、被动吸烟史和煤烟暴露史差异均无统计学意义(P>0.05)。 2.3 雌激素合成和代谢相关基因多态性与非吸烟女性肺癌易感性关系(表 1)

卡方拟合优度检验结果显示,516例对照组患者CYP17A1-rs743572、CYP19A1-rs10046、COMT-rs4680和HSD17B1-rs605059位点的基因型频率均符合Hardy-Weinberg平衡定律(均P>0.05)。非条件logistic回归分析结果显示,在校正年龄和油烟暴露因素后,COMT-rs4680位点携带G/A基因型的个体患肺癌的风险较携带G/G野生纯合基因型个体增加了60%(OR=1.60,95%CI=1.23~2.08,P=0.000).将2种突变基因型(G/A+A/A)合并与野生纯合基因型G/G进行比较,结果显示,携带G/A或A/A的个体患肺癌的风险较携带G/G野生纯合基因型个体增加了57%(OR=1.57,95%CI=1.22~2.01,P=0.000)。CYP17A1-rs743572、CYP19A1-rs10046和HSD17B1-rs605059位点的多态性与肺癌的患病风险均无统计学关联。

表 1 雌激素合成和代谢相关基因多态性与非吸烟女性肺癌易感性关系
3 讨 论

20世纪80年代开始的流行病学研究发现,生殖因素和女性雌激素因素对肺癌的发生起到重要的作用。雌激素是一种类固醇激素,在促进女性生殖系统发育、维持第二性征和钙质沉积等人体正常生理中起到重要作用。激素的合成及代谢是个十分复杂的过程,需要多种酶的参与,基因的多态性影响酶的活性可以造成个体对肿瘤易感性的差别。本研究探讨了参与雌激素合成和代谢的基因单核苷酸多态性与非吸烟女性患肺癌风险的关系。结果表明,与雌激素代谢有关的基因COMT-rs4680位点携带G/A基因型的个体患肺癌的风险较携带G/G野生纯合基因型个体增加了60%;携带G/A或A/A的个体患肺癌的风险较携带G/G野生纯合基因型个体增加了57%。而与雌激素合成有关的CYP17A1、CYP19A1和HSD17B1基因相应位点的多态性与肺癌的患病风险均无显著性关联。

关于COMT 基因单核苷酸多态性与女性肺癌发生的关系有很多文献均已报道,但是结果并不一致。Lim等[13]对新加坡702例中国女性肺癌患者和1 578例以医院为来源的对照患者进行分析发现,

在非吸烟女性人群中,COMT-rs4680位点携带A等位基因个体(G/A或A/A)患肺癌的风险为不携带A等位基因个体的1.46倍(OR=1.46,95%CI=1.12~1.90);而在吸烟女性人群中则无显著性关联。Zhang等[14]在中国非吸烟汉族人群中以医院为来源选择200例非小细胞肺癌患者和200例对照患者进行研究,携带G等位基因对于非小细胞肺癌是保护因素(OR=0.72,95%CI=0.52~0.90)。Cote等[15]进行的以人群为基础的病例对照研究发现,不论是在非吸烟白人女性还是非吸烟黑人女性,COMT-rs4680基因位点多态性与非小细胞肺癌的患病风险均无关联。出现研究结果不一致的原因目前尚不清楚,可能于人种、研究对象的来源以及样本量大小等因素有关。COMT-rs4680基因位点多态性存在明显的种族差异,在HapMap数据库中,北京汉族(CHB)人群的最小等位基因频率为0.298,欧洲(CEU)人群的最小等位基因频率为0.478,非洲(YRI)人群的最小等位基因频率为0.314(http://snp.cshl.org/cgi-perl/gbrowse/hapmap24_B36/)。因此,不同的种族之间结果可能会出现差异。此外,样本量较小也可能影响结果的准确性。Cote等[15]的研究中,非吸烟白人女性非小细胞患者只有31例,而非吸烟黑人女性非小细胞患者仅为8例。本研究的样本量相对较大,因此结果相对可靠。

COMT作为雌激素代谢中产物的主要分解代谢酶,不但可以将4-羟雌二醇、4-羟雌酮和16α-羟雌酮等雌激素毒性产物迅速转化为相应可溶于水的甲基化产物排出体外,对雌激素的致癌效应起主要防御作用;还能催化2-羟雌二醇的甲基化,生成具有抗癌作用的2-甲氧基雌二醇。2-甲氧基雌二醇通过诱导细胞凋亡、抑制血管生成和直接抑制肿瘤细胞的增殖而起到抑癌作。COMT 除了对雌激素有解毒作用,对其他一些活性物质,如维生素C和黄酮类化合物也有代谢作用,而这种作用也可能降低患癌症的风险。

此外,本研究还探讨了与雌激素合成有关的CYP17A1和CYP19A1基因相应位点的多态性与肺癌风险的关系,但未发现存在相关性。此结果与Lim等[13]、Zhang等[14]和Cote等[15]的报道一致。HSD17B1基因rs605059位点多态性与肺癌易感性的关系目前尚未见到有相关报道,本研究结论的准确性仍需其他研究者进行验证。

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