中國漢族人群中XPC基因多態(tài)性與前列腺癌、膀胱癌發(fā)病風險的關(guān)聯(lián)研究.pdf

1、研究背景
　　 分子流行病學研究已證實吸煙與肺癌、乳腺癌、食管癌、頭頸部腫瘤等眾多惡性腫瘤的易感性相關(guān)。作為膀胱癌發(fā)病的重要危險因素吸煙，在男性膀胱癌病例中約占65%，而在女性膀胱癌患者中占20%～30%。最近的研究顯示前列腺癌的發(fā)病與吸煙存在關(guān)聯(lián)。煙草中含有上千種致癌物質(zhì)，因此不可能對每一種致癌源對腫瘤發(fā)病的分子機制逐一研究，但是此前的研究證明這些致癌物質(zhì)可以與DNA分子形成大的加成物，DNA分子間的交連，甚至單鏈或雙鏈斷裂的

2、損傷。目前大量基礎(chǔ)研究和流行病學研究也證實DNA分子的損傷與人類惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切。
　　 DNA損傷修復機制是防止突變和腫瘤發(fā)生的重要機制。人類細胞中已知的4條主要DNA修復途徑是：核苷酸切除修復(Nucleotide Excision Repair，NER)，堿基切除修復(Base Excision Repair，BER)，錯配修復(Mismatch Repair，MMR)，雙鏈斷裂修復(Double Strand

3、Break Repair，DSBR)。堿基切除修復途徑主要修復內(nèi)、外環(huán)境致癌因子包括離子放射、氧化應激等作用所致的小的DNA損傷，參與的基因主要有APE1、XRCC1、hOGG1等。核管酸切除修復途徑主要修復較大的DNA損傷，包括由化學分子或蛋白質(zhì)與DNA間的鍵結(jié)-DNA附加物(DNA adduct)，紫外線所導致的雙嘧啶鍵結(jié)(pyrimidine dimer)，以及DNA與DNA的鍵結(jié)-DNA交互連結(jié)(cross-link)等，主要涉

4、及的基因有ERCC1、XPA、XPD、XPC、XPE、XPF等。XPC蛋白是核苷酸切除修復系統(tǒng)的重要組成分子，它參與了早期DNA損傷識別和核苷酸切除修復機制的啟動。TFIIH具有解旋酶活性打開受損DNA，同時募集和激活內(nèi)切酶XPF/ERCC1和XPG，剪切掉受損DNA片段。最后由DNA合成酶及連接酶等修復DNA鏈缺口(見圖1)。MMR是高度保守的修復途徑，主要負責修復DNA在復制過程中發(fā)生的堿基.堿基以及插入/缺失錯誤配對，維護DNA復

5、制的高保真性。DNA雙鏈斷裂對細胞來說是最嚴重也是最致命的DNA損害類型，可以導致細胞的死亡，或者遺傳性質(zhì)的改變，包括不同大小DNA片段的丟失、雜合性缺失、染色體的轉(zhuǎn)位和丟失等。DNA雙鏈損傷主要是通過同源重組和非同源重組末端連接來修復的。已知有一百多個基因與DNA損傷修復有關(guān)，而且它們中大多存在遺傳變異。由于在DNA修復基因中存在大量的單核苷酸多態(tài)性，當這些遺傳變異在轉(zhuǎn)錄或翻譯水平影響了DNA修復酶的功能，進而使DNA修復能力降低，將

6、導致基因組的不穩(wěn)定性和腫瘤的發(fā)生。
　　 煙草中的多環(huán)芳香烴能與DNA形成大的加合物，這種DNA損傷主要是NER途徑來修復。XPC(xeroderma pigmentosum complementary group C)作為核苷酸切除修復途徑的重要組成分子，參與早期DNA損傷識別和核苷酸切除修復機制的啟動，通過改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)使后續(xù)損傷修復分子順利進入到受損部位。著色性干皮病(xerodermapigmentosum，XP)是由N

7、ER途徑的基因變異造成的DNA損傷修復功能缺陷引起的常染色體隱性遺傳病?；颊吲R床上表現(xiàn)為對日光高度敏感，易誘發(fā)皮膚癌。動物實驗證實XPC基因缺陷的小鼠予以紫外線照射后更易發(fā)生皮膚癌；而且對各種化學誘變劑也表現(xiàn)出較高的敏感性，易發(fā)生肺癌、食管癌、膀胱癌等惡性腫瘤。由此可見在腫瘤發(fā)生中XPC基因起了重要作用。大量分子流行病學研究也證實，XPC基因中第499位密碼子上胞嘧啶→胸腺嘧啶變異，可引起丙氨酸→纈氨酸替代(Ala499Val；rs22

8、28000)；第939位密碼子上腺嘌呤→胞嘧啶變異，可引起賴氨酸→谷氨酰胺替代(Lys939Gln；rs2228001)；此外，在第9內(nèi)含子中存在AT雙核苷酸的插入和5個堿基對缺失的多態(tài)(PAT+/-；Genbank AF076952)與人類多種腫瘤的發(fā)病風險相關(guān)。
　　 我們已經(jīng)認識到吸煙是膀胱癌的危險因素，但是同樣強度的吸煙者，一部分得了膀胱癌，而另一部分未發(fā)生膀胱腫瘤。對波利尼西亞人的研究顯示，此人群吸煙率很高而膀胱腫瘤的

9、發(fā)生率卻很低。這些現(xiàn)象說明了遺傳因素在個體對相同環(huán)境危險因素的不同反應中起重要作用，表現(xiàn)在吸煙相關(guān)膀胱癌患病風險上的差異。
　　 然而最近關(guān)于XPC分子多態(tài)性與前列腺癌和膀胱癌患病風險的分子流行病學研究在不同人群中得出的結(jié)果存在很大分歧。
　　 雖然前列腺癌和膀胱癌發(fā)病的具體分子機制還未完全清楚，但是越來越多的研究表明內(nèi)在遺傳因素和外在環(huán)境因素共同參與了前列腺癌和膀胱癌的發(fā)生。直到今天，關(guān)于XPC基因多態(tài)性(遺傳因素)與

10、吸煙(環(huán)境因素)交互作用對前列腺癌和膀胱癌易感性的研究也很少見。
　　 目的
　　 1.檢驗在中國漢族人群中XPC兩個多態(tài)性(Lys939Gln和PAT)與前列腺癌發(fā)病相關(guān)聯(lián)的假說。
　　 2.探討XPC基因Ala499Val、Lys939Gln、PAT多態(tài)位點以及吸煙因素(吸煙習慣和總的吸煙暴露)與中國漢族人群膀胱癌易感性的關(guān)系。
　　 3.分析XPC基因多態(tài)性與吸煙交互作用是否對患前列腺癌和膀胱癌的風

11、險有影響。
　　 方法
　　 1.收集腫瘤患者及對照的外周靜脈血，采用EDTA抗凝，4℃冰箱保存，用于提取基因組DNA。
　　 2.我們用引物介導的限制性聚合酶鏈反應(primer-introduced restriction analysis-polymerase chain reaction，PIRA-PCR)方法分析XPC Ala499Val的多態(tài)位點。在設計XPCAla499Val上游引物時，人為的在多態(tài)

12、位點上游兩個堿基處引入了一個錯配的胞嘧啶來替代原來的腺嘌呤，以便產(chǎn)生一個SacⅡ內(nèi)切酶識別位點。
　　 3.基于PCR的電泳法進行雙等位基因多態(tài)性(XPC-PAT)基因表型的測定。
　　 4.用聚合酶鏈反應.限制性片段長度多態(tài)性(polymerase chain reaction restrictionfragment length polymorphism，PCR-RFLP)方法分析XPC Lys939Gln位點的多態(tài)

13、性。
　　 5.隨機抽取10%的樣品進行重復實驗。
　　 6.SPSS13.0軟件(version13.0，SPSS Inc.，Chicago，Illinois)和MATLAB program進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。以X2檢驗比較XPC多態(tài)等位基因、基因型頻率的觀察值與預期值之間分布的差異，是否符合哈代.溫伯格平衡(Hardy-Weinberg Equilibrium，HWE)方程。使用非條件logistic回歸計算XPC基因

14、多態(tài)性與前列腺癌和膀胱癌風險的關(guān)聯(lián)強度，并對人口學特征、吸煙狀況等因素進行了校正，以比值比(odds ratio，OR)和95%可信區(qū)間(95% confidence interval，95% CI)表示各種基因型與腫瘤危險的相關(guān)性。XPC基因多態(tài)位點與吸煙交互作用與前列腺癌和膀胱腫瘤風險的關(guān)聯(lián)采用logistic回歸模型分析和擬然比卡方檢驗。
　　 結(jié)果
　　 1.吸煙者占的比例在前列腺癌組和對照組中差異明顯(48.0

15、% VS38.0%)，且吸煙者患前列腺癌的風險大于不吸煙者(OR：1.51；95% CI：1.02-2.22)。膀胱癌組中吸煙者比例也明顯高于對照組(52.7% VS35.1%，p<0.001)。進一步對累計吸煙量分層分析，發(fā)現(xiàn)重度吸煙者在膀胱癌組中的比例也高于對照組(31.0% VS17.1%，p<0.001)。
　　 2.XPC Lys939Gln多態(tài)位點在相加、顯性、隱性遺傳模式下與前列腺癌發(fā)病風險均無相關(guān)性，而XPC-P

16、AT多態(tài)位點只在顯性遺傳模式和相加遺傳模式中顯示出與前列腺癌發(fā)病風險相關(guān)聯(lián)(P<0.05)。
　　 3.在三種遺傳模式下，XPC Ala499Val和XPC Lys939Gln兩個多態(tài)位點與膀胱腫瘤發(fā)病風險均無相關(guān)性，而XPC-PAT多態(tài)位點在相加模式和顯性模式下與膀胱腫瘤發(fā)病風險相關(guān)(P Additive=0.013，P Domnant=0.026)。
　　 4.我們研究結(jié)果顯示XPC Lys939Gln多態(tài)位點與前列

17、腺腫瘤發(fā)病風險不相關(guān)。對年齡和吸煙狀態(tài)調(diào)整后，攜帶純和多態(tài)PAT+/+基因型者患前列腺癌的風險是PAT-/-基因型者的2.11倍(95% CI：1.12-3.99；p=0.033)；而至少攜帶一個PAT+變異基因型的個體發(fā)生前列腺癌的相對危險性比PAT-/-純合野生型者高(OR：1.54；95% CI：1.04-2.26；p=0.029)。
　　 5.XPC Ala499Val和XPC Lys939Gln兩個多態(tài)位點與膀胱腫瘤發(fā)

18、病風險無顯著性相關(guān)。對性別、年齡和吸煙強度調(diào)整后，攜帶純和多態(tài)PAT+/+的個體發(fā)生膀胱腫瘤的風險是PAT-/-攜帶者的1.52倍(95%：1.06-2.18；P=0.022)，而攜帶至少1個PAT+的個體與PAT-/-純合野生型者比較，患膀胱腫瘤的風險也增加(OR：1.33；95%：1.05-1.68；P=0.017)。
　　 6.本研究檢測了XPC多態(tài)位點與前列腺癌和膀胱癌臨床參數(shù)的關(guān)系，未發(fā)現(xiàn)有統(tǒng)計學意義的差別。
　

19、　 7.我們的研究未發(fā)現(xiàn)前列腺腫瘤發(fā)病風險中XPC Lys939Gln多態(tài)位點與吸煙因素存在交互作用(X2=9.50，υ＝5，P=0.091)。但是發(fā)現(xiàn)XPC-PAT多態(tài)位點與吸煙因素存在交互作用(X2=11.32，υ＝5，P=0.045)。攜帶PAT+/-的吸煙者患前列腺腫瘤的風險是攜帶PAT-/-的非吸煙者的1.98倍(95% CI：1.08-3.64)；吸煙且攜帶PAT+/+者患前列腺腫瘤的危險性也顯著增加，其OR值為3.56(

20、95% CI：1.45-8.76)。
　　 8.吸煙者發(fā)生膀胱癌的風險比不吸煙者增加了1.48倍(OR：2.48；95%CI：1.91-3.21)。而且隨著累計吸煙量的增加，患膀胱癌的風險也隨之增加。輕度吸煙者患膀胱癌的風險是不吸煙者的1.91倍(95% CI：1.37-2.68)，而重度吸煙者患膀胱癌的風險增加至3.09倍(95% CI：2.24-4.25)。在不吸煙人群中，XPC三個多態(tài)位點與膀胱癌的患病風險不相關(guān)。按照累計

21、吸煙量對樣本進行分層分析，發(fā)現(xiàn)XPC三個多態(tài)位點與累計吸煙量的交互作用對膀胱癌風險的影響存在劑效關(guān)系。攜帶PAT+/+的輕度吸煙者患膀胱癌的風險是攜帶PAT-/-的不吸煙者的3倍(OR：3.00；95% CI：1.31-6.88)；而重度吸煙且攜帶PAT+/+者患膀胱癌的風險增加到7倍左右(OR：6.78；95% CI：3.00-15.54)。攜帶XPC939Gln/Gln基因型的輕、重度吸煙者患膀胱癌的風險分別是不吸煙者攜帶XPC L

22、ys939 Lys基因型的2.13倍(95% CI，0.97-4.70)和5.79倍(95% CI，2.53-13.28)。
　　 結(jié)論
　　 1.吸煙這一環(huán)境暴露因素可能是中國漢族人群前列腺癌發(fā)病的一個危險因素。
　　 2.XPC基因PAT多態(tài)位點以顯性遺傳模式和相加遺傳模式與前列腺癌發(fā)病風險相關(guān)。
　　 3.攜帶PAT+/-和PAT+/+易感基因型吸煙者患前列腺癌的危險性顯著增加，說明高的遺傳易感性與