主要乙醇代谢酶编码基因及JWA基因单核苷酸多态性与结直肠癌遗传易感性的关联研究

【摘要】： 结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)是当前人类最常见的恶性肿瘤之一。全球目前每年有超过100万的结直肠癌新发病例,而死亡人数约50万,在肿瘤新发病例数和因肿瘤死亡人数中均处于第三位。中国结直肠癌发病率也正处于上升之中,至2008年,中国结直肠癌标化发病率已达24/10万。随着中国经济的进一步发展,若不采取有效干预措施,结直肠癌的发病率将会继续大幅上升,成为我国的主要“癌症负担”之一。新近制订的《中国癌症预防与控制规划纲要(2004～2010年)》将结直肠癌与肺癌、乳腺癌、肝癌、食管癌、胃癌、宫颈癌和鼻咽癌列为我国现阶段重点防治的8大癌症,这8类癌症死亡约占癌症死因的80 %以上。 对结直肠癌的病因研究发现,结直肠癌是在环境因素与遗传因素交互作用下,多步骤、多阶段发展演变而形成的。目前研究认为,环境因素中,膳食结构、体力活动等与结直肠癌发病显著相关;而对于遗传因素与结直肠癌易感性的关系,目前研究较多的是叶酸相关代谢酶编码基因、Ⅱ相代谢酶基因等。 全球的结直肠癌流行病学调查发现,饮酒与亚洲人群结直肠癌的发病较欧美人群更为显著。研究人员推测,造成人群间结直肠癌易感性的差异,遗传因素比生活因素起到了更为重要的作用。针对主要乙醇代谢酶编码基因功能多态性位点的研究也确实发现,这些基因多态性在亚洲人群和欧美人群间存在显著差异。就目前亚洲人群的资料来说,已报道的中国人群资料很少,仅我国东部地区一份资料对ADH1B、ALDH2、CYP2E1中的功能性多态位点进行了研究。从文献检索的结果来看,目前尚无应用标签单核苷酸多态性(tag single nucleotide polymorphism, tagSNP)进行主要乙醇代谢酶基因多态性与结直肠癌发病的关联研究,因此,我们在中、日、韩三国协作课题的基础上,利用该课题所建立的结直肠癌病例-对照标本库为基础,加上后续收集的东北结直肠癌病例-对照标本库,进行主要乙醇代谢酶(ADH1B、ALDH2、CYP2E1)编码基因tagSNPs及CYP2E1和环境应答基因JWA中功能多态性位点和与结直肠癌易感性的关联研究。 目的: 1.筛选中国北京汉族人群(CHB)乙醇代谢酶编码基因ADH1B、ALDH2、CYP2E1中tagSNPs,并在中国西南地区人群中进行tagSNPs与结直肠癌易感性的关联研究; 2.研究西南地区人群和东北地区人群CYP2E1功能多态位点与结直肠癌易感性的关系,并对两地间的结果进行比较; 3.研究西南地区人群JWA基因功能多态位点与结直肠癌易感性的关系。 方法: 1.以CHB信息为蓝本,从HapMap(http://www.hapmap.org)获取主要乙醇代谢酶(ADH1B、ALDH2、CYP2E1)编码基因全长及上游1200bp序列内的SNP信息,应用Haploview 4.0软件,按稀有等位频率(minor allele frequency, MAF)大于0.03进行多态性位点的纳入,并构建LD区域,在每个区域选择一个与该区域内其他位点关联最强的SNP,作为tagSNP纳入候选位点,以西南地区人群为研究对象,采用SNPlex技术对tagSNPs进行基因型分型; 2.以西南地区和东北地区人群为研究对象,采用PCR-RFLP对CYP2E1中研究较多的功能多态位点RsaⅠ、DraⅠ、TaqⅠ(rs2031920、rs6413432、rs2070676)进行基因型分型;以西南地区人群为研究对象,采用PCR-RFLP对JWA中两个功能多态位点-76 GC和723 TG进行基因型分型; 3.采用Statistical Analysis System (version 9.0)软件,应用非条件Logistic回归模型,计算各基因型对结直肠癌易感性影响的独立主效应,以比值比(odds ratio, OR)衡量其相对风险度;采用Haploview 4.0软件,构建单倍型;采用unphased 3.0.13软件计算单倍型OR;以MDR 1.0.0软件评估各位点间的交互作用;以分层分析计算吸烟、饮酒与多态性位点的交互作用。 结果: 1. ADH1B, ALDH2, CYP2E1三个基因中共筛选出16个候选位点,进入分型15个,成功分型14个;ALDH2 rs671 AA基因型、CYP2E1 rs1329149 CC基因型使西南地区人群结直肠癌易感性显著升高(OR值分别为1.86和4.01,95% CI分别为1.12-3.08和2.4-6.66),且两位点均在直肠癌发生中表现出更高的风险(rs671 AA与结肠癌遗传易感性无关联,在直肠癌中OR=2.20, 95% CI=1.25-3.86;rs1329149 CC基因型在结肠癌中OR=3.05,95% CI=1.54-6.06,在直肠癌中OR=4.72,95% CI=2.73-8.16);ALDH2和CYP2E1间存在交互作用,当个体同时携带rs671和rs1329149风险基因型(分别为AA和CC)时,个体患结直肠癌风险升高4.97倍;两位点间与饮酒也存在交互作用,在风险基因型合并作下,饮酒个体患结直肠癌的风险由非饮酒者的2.55升高到7.39,P均小于0.05。 2.西南地区人群发病年龄低于东北人群,饮酒人群少于东北人群,两地人群间CYP2E1 rs6413432和rs2070676的基因型频率分布存在显著差异。关联分析发现,西南地区人群中,相对于GG基因型,rs2070676 GC基因型具有微弱升高直肠癌易感性的作用(OR=1.38,95% CI=1.04-1.84);与饮酒间的交互作用分析发现在西南地区人群中,相对携带非风险基因型且不饮酒的个体,当合并饮酒时,携带rs6413432 T等位和rs2070676 C等位个体对结直肠癌易感性升高(OR分别为2.26和3.54,95% CI分别为1.05-4.88和1.03-12.13)。 3.西南地区人群中,JWA -76GC和723TG这两个位点与结直肠癌的发病不具有显著关联,与吸烟、饮酒也不具有交互作用。 结论: 1.主要乙醇代谢酶编码基因多态性中,ALDH2 rs671 AA基因型,CYP2E1 rs1329149 CC基因型,rs2070676 GC基因型是西南地区人群结直肠癌的遗传易感因素,CYP2E1和ALDH2间存在基因-基因交互作用,两基因的多态性位点与饮酒间存在环境-基因交互作用,表现出危险因素叠加时,增强西南地区人群结直肠癌易感性。 2.西南地区人群和东北地区人群间,CYP2E1存在显著遗传差异,且饮酒习惯、结直肠癌发病年龄也存在显著差异。 3.环境应答基因JWA基因多态性可能不是西南人群结直肠癌的遗传易感因素。综上所述,中国西南地区和东北地区人群在所研究的基因中具有遗传差异,提示多人群的对比研究在遗传易感性研究中具有重要意义。西南地区人群中,主要乙醇代谢酶基因多态性与结直肠癌易感性相关,同时与饮酒具有交互作用,提示个体是否罹患结直肠癌,除个体的生活习惯外,与遗传因素的作用也有很大关系,对制定个性化干预措施以降低结直肠癌发病风险具有指导意义。