CYP1A1、GSTM1及GSTT1基因多态性与原发性肝癌遗传易感性的关联研究.pdf

著JiangsuJ PrevMed,No.3281江苏预防医学2 0 2 3年5月第34卷第3期CYP1A1、G ST M 1 及 GSTT1 基因多态性与原发性肝癌遗传易感性的关联研究罗小虎，朱硕，曹生亚徐州市肿瘤医院，江苏徐州2 2 10 0 0摘要：目的探讨细胞色素P450酶1A1(CYP1A1)基因rs1048943位点、谷胱甘肽S转移酶M1(GSTM1)基因和谷胱甘肽S转移酶 T1(CSTT1)基因单核苷酸多态性与原发性肝癌（Hepatocellular carcinoma,HCC）易感性的关系。方法采用病例对照方法，选择徐州市肿瘤医院确诊的10 0 例原发性肝癌患者作为病例组，按（年龄5）岁，同性别1:1配对健康人群作为对照组。应用多重PCR技术对两组人群进行CYP1A1基因rs1048943位点多态性、GSTM1及GSTT1基因缺失检测，以交互作用相对超额危险度（RERI）、交互作用归因比（AP）和交互作用指数（SI)对相加交互作用进行定量描述。结果果相对于对照组，病例组CYP1A1携带AG、G G 基因型患者患肝癌的风险为3.9 0、16.0 0 倍；GSTM1和CSTT1基因纯合缺失患者患肝癌风险为3.27、2.9 2 倍。叉生分析发现，以CYP1A1/AA+GSTM1(II）或GSTT1(II)作为阴性暴露，CYP1A1AG+GG联合GSTM1纯合缺失患者风险为2 8.2 7 倍，CYP1A1AG+GG基因型联合GSTT1纯合缺失患者风险为11.0 8 倍。与CYP1A1携带AA的不饮酒个体相比，携带AG+GG的饮酒个体肝癌风险增加RERI为1.9 2（1.2 1 4.12），AP为0.2 1（0.0 1 0.7 2），SI为1.12（1.0 43.99），两者具有相加交互作用。结论仑CYP1A1基因突变以及GSTM1、G ST T 1纯合缺失是原发性肝癌的遗传易感因素，两者联合作用可增加患肝癌风险；饮酒与CYP1A1基因突变存在相加交互作用，两者结合亦可增加患肝癌风险。关键词：CYP1A1;GSTM1;CSTT1；原发性肝癌；基因多态性中图分类号：R735.7文献标识码：A文章编号：10 0 6-9 0 7 0(2 0 2 3)0 3-0 2 8 1-0 4Associations of CYP1A1,GSTM1 and GSTT1 gene polymorphismswith susceptibility to primary hepatocellular carcinomaLUO Xiao-Hu,ZHU Shuo,CAO Sheng-YaXuzhou Cancer Hospital,Jiangsu Xuzhou 221000,ChinaAbstract:Objective To examine the associations of cytochrome P450 family 1 subfamily A member 1(CYP1A1)rs1048943variant,glutathione S-transferase mu 1(CSTM1)and glutathione S-transferase Theta 1(GSTT1)polymorphisms with susceptibility toprimary hepatocellular carcinoma(HCC).Methods A case-control study was performed.One hundred patients with definitive diag-nosis of primary HCC in Xuzhou Cancer Hospital served as the case group,while 1:1 matched healthy individuals of the same genderwithin 5 years above and below served as the control group.The CYP1A1 rs1048943 polymorphism,and GSTM1 and GSTT1 gene dele-tions were among subjects in both groups detected using multiplex PCR assay,and the additive interactions were quantitativelymeasured using the relative excess risk due to interaction(RERI),attributable proportion due to interaction(AP)and synergy index(SI).Results Participants carrying the AG and GG genotypes of the CYP1A1 gene were 3.90 and 16.00 times more likely to devel-op primary HCC in the case group than in the control group,while subjects carrying GSTMI and GSTTI gene deletions were 3.27 and2.92 times more likely to develop primary HCC in the case group than in the control group.Crossover analysis showed that individualswith CYP1A1 AG+CG combined GSTM1 homozygous deletion had a 28.27 times higher risk of primary HCC if CYP1A1/AA+GSTM1(II)or GSTT1(II)served as negative exposure.Individuals carrying CYPIA1 AG+CG and with alcohol consumption had anincreased risk of primary HCC relative to individuals carrying CYPIA1 AA genotype and without alcohol consumption RERI=1.92,95%CI:(1.21,4.12);AP=0.21,95%CI:(0.01,0.72);SI=1.12,95%CI:(1.04,3.99),and there was additive interaction be-tween CYP1A1 mutation and alcohol consumption.ConclusionsCYP1A1 gene mutation and CSTM1 and CSTT1 homozygousdeletions are genetic factors contributing to primary HCC susceptibility,and the combination of CYP1A1 mutation and GSTMI andGSTTI homozygous deletions may increase the risk of HCC.There is additive interaction between alcohol consumption and CYPIA1D0I:10.13668/j.issn.1006-9070.2023.03.011基金项目：2 0 18 年度第二批徐州市医学重点学科建设项目（2 0 18 XJ-2）；徐州市卫生健康委科技项目（XWKYHT20210573）作者简介：罗小虎（19 8 8 一），男，江苏徐州人，主管技师，主要从事疾病防治工作通信作者：曹生亚，副主任检验师，E-mail：532 9 7 0 2 8 2 q q.c o m282Jiangsu J Prev Med,May,Vol.34,No.3江苏预防医学2 0 2 3 年5月第3 4卷第3 期mutation,and the combination of alcohol consumption and CYP1A1 mutation may increase the risk of HCC.Keywords:CYP1A1;GSTM1;GSTT1;Primary hepatocellular carcinoma;Gene polymorphism原发性肝癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)为严重危害人类健康的恶性肿瘤之一。最新数据显示，2021年肝癌全球新发病例9 1万，因肝癌死亡8 3万，位居全球恶性肿瘤发病率第6 位，死亡率第3位 在江苏,原发性肝癌也是常见的高恶性程度肿瘤 2-3。目前，医学界主要观点认为原发性肝癌的发生发展是基因-基因和基因-环境相互作用的结果 4,在同样的环境条件下患病危险性差异较大，遗传易感性在肝癌的发生发展中起着重要作用 5。在黄曲霉素、多环芳烃等环境致癌毒物的代谢中，细胞色素P450酶（C YP450）及部分二相代谢酶起着重要作用，其表达异常是肿瘤发生的一个重要机制 6-7 。细胞色素P450酶1A1(CYP1A1）是CYP450酶系中重要成员之一，是致癌物代谢的一相酶，与进人人体致癌物结合起到激活作用，在正常肝组织中通常不表达，在人群中存在多态性，现发现3种基因型：野生型纯合子（AA），突变型杂合子（AG）和突变型纯合子（GG）,其基因的等位变异可增加患肺癌风险 8-9 ，但结果不一致 10 。谷胱甘肽S转移酶M1(GSTM1)和谷胱甘肽S转移酶T1（G ST T 1）是致癌物代谢的二相酶，主要担负致癌物激活后的代谢及解毒过程，个体在其纯合性缺失或低下时，可能致机体对毒物和致癌物的敏感性增高，使人体易患癌症 。现检测肝癌患者与健康人群中这两类酶的基因等位变异和等位缺失频率，旨在探讨3个基因位点单核苷酸多态性与徐州地区人群肝癌易感性的关系。1材料与方法1.1对象病例组：2 0 19 2 0 2 2 年徐州市肿瘤医院病理确诊为HCC的患者,10 0 例,平均年龄（6 45）岁。对照组：同期来医院体检中心健康体检的正常人，按同性别和（年龄5岁）1：1匹配。人群资料包括年龄、性别和饮酒史（每周至少1次，每次折合酒精40 g，连续6 个月）。本研究经徐州市肿瘤医院伦理委员会批准实施。患者入选标准：确诊为HCC者且患者信息包含完善的病理报告和详细、完整的病案首页及病历资料,并知情同意。排除标准：病理类型不明确、病史记载不详以及不能排除是否为原发性的病例1.2方法1.2.1标本采集采外周血标本约3mL，采用乙二胺四乙酸抗凝，-8 0 冰箱保存。1.3.2实实验方法去采用DNA提取试剂盒（上海联合基因公司)提取DNA。肺部易感基因相关的单核苷酸多态性位点基因使用Taqman探针检测试剂盒（美国LifeTech公司）进行分型检验，参照试剂盒使用说明书进行。在ABI9700PCR扩增仪（美国LifeTech公司）上进行PCR反应，条件：9 510 min，（9 2 15s，601m i n）6 0 个循环,7 0 10 min。检测结果采用Autocaller软件进行终点分析，通过检测不同等位基因所标记的荧光素的强度来判读样本中多态性基因型。1.3统计分析采用Excel365软件整理资料并建立数据库。计量资料以（xs)描述，计数资料以率描述。数据分析采用R语言（R-4.1.2）。对基因多态性与肝癌易感性关联采用二分类logistic回归分析。以X?检验判断两组基因分布是否满足Hard-Weinbery平衡。两基因对肝癌的联合作用采用叉生分析；基因与饮酒对肝癌的相加交互作用采用相加模型：以交互作用相对超额危险度（RERI）、交互作用归因比（AP）和交互作用指数（SI)对相加交互作用进行定量描述（R语言epiR包和interactionR包）。检验水准=0.05（双侧）。2结果2.1两组基本情况病例组10 0 人，男性54人，女性46人，平均年龄（6 45）岁，有饮酒史6 4人。对照组100人，男性54人，女性46 人，平均年龄为（6 13）岁，有饮酒史38 人；两组患者的性别和年龄匹配。2.23个基因位点单核苷酸多态性与肝癌易感性关系对照组和病例组CYP1A1基因位点rs1048943单核苷酸分布频率符合Hardy-Weinberg平衡法（X值分别为1.0 9、3.36,P值均 0.0 5），携带AG、G G 基因型患者患肝癌的风险为3.9 0、16.0 0 倍。病例组CSTM1和GSTT1纯合缺失频率（7 8.0 0%，6 7.0 0%）高于对照组（52.0 0%，41.0 0%），差异均有统计学意义（P值均0.01）,相对于对照组,病例组 CSTM1和 GSTT1 基因纯合性缺失者患癌风险为3.2 7、2.9 2 倍。见表1。表1CYP1A1、G ST M 1和GSTT1基因多态性与肝癌易感性关系基因对照组病例组Wald值OR(95%CI)P值CYPIAIAA64281AG345819.963.90(2.18 7.44)0.01GG21410.7516.00(2.87 65.35)0.01GSTM1存在48221缺失527814.293.27(1.786.13)0.01GSTT1存在59331缺失416713.282.92(1.655.25)0.012.3CYP1A1与CSTM1对肝癌易感性的联合作用联合分析发现，以CYP1A1携带AA基因型和GSTM1为阴性暴露，CYP1A1携带AG+CG基因型联合JiangsuJPrevMed,34.No.3283.江苏预防医学2 0 2 3年5月第34卷第3期GSTM1纯合缺失的OR值为2 8.2 7,两基因变异具有协同作用。见表2。表2CYP1A1与GSTM1多态性与肺癌易感性的联合作用CYPIA1GSTM1对照组病例组X值OR(95%CI)P值AA存在3231.00缺失322512.758.33(2.2830.39)0.01AG+GG存在161916.9712.67(3.26 49.23)0.01缺失205338.8528.27(7.78102.73)0.05AG+CG存在20229.163.90(1.58 9.62)0.01缺失165032.9711.08(4.62 26.56)1且9 5%CI不包括1,两者具有相加交互作用。见表4。表4CYP1A1多态性与饮酒的交互作用分组基因型饮酒病例对照AG+GG是5020AG+GG否2216AA是2035AA否8293讨论目前，有不少研究报道CYP1A1基因多态性与肺癌、食管癌等有关，与肝癌的研究相对较少。本研究表明,相比于AA基因型,携带突变基因AG或GG的个体患肝癌风险为3.6 倍或16 倍，提示CYP1A1基因rs1048943位点突变是肝癌的易感因素。对饮酒行为的交互作用分析也发现，与携带AA不饮酒个体相比，携带AG+GG不饮酒或饮酒者的肝癌风险亦增加，两者具有相加交互作用，与覃庆洪 7 、郑志祥 8 、周信娟 12 等研究结果一致。也有研究指出单一基因CYP1A1可能不是肝癌的易感基因 13；有Meta分析发现，CYP1A13801TC多态性与HCC风险无相关，但亚组分析发现在亚洲人群中相关 14,这有待进一步研究。GSTM1和CGSTT1在肝脏中通过与致癌物的结合并排出体外以消除致癌物对机体影响，个体在其纯合性缺失时,不能将接触到的致癌物（特别是黄曲霉毒素B1)及时而有效的排出体外,增加了癌变风险 15。本研究选择这两种酶作为研究切人点，探究其基因多态性与HCC 的关系。研究发现,病例组 GSTM1 和GSTT1纯合缺失频率分别为7 8.0 0%和6 7.0 0%，对照组纯合缺失频率分别为52.0 0%和41.0 0%（亚洲人群两种基因的纯合缺失率范围为16%6 4%）【15。多数研究认为，GSTM1和GSTT1的纯合缺失是肝癌的危险因素 16 ,本研究结果也倾向于此类观点，但也有学者认为CSTT1的纯合缺失并未增加患肝瘤的风险17 笔者认为这可能与GSTT1与肝癌的关系具有双向性有关，一方面，黄曲霉毒素B1可经过GSTT1催化作用转变为水溶性的无毒物质，另一方面，二氯甲烷、氯乙烯单体可以通过GSTT1代谢被活化，引起肝功能异常、纤维化或肝癌 18 。如果暴露于可经CSTT1解毒的致癌物时，GSTT1起保护作用，则GSTT1纯合缺失基因型是危险因素,反之，暴露于经GSTT1 活化的前致癌物时，GSTT1纯合缺失可能是保护因素在对CYP1A1和GSTM1或GSTT1联合作用的研究中发现，以CYP1A1/AA联合GSTM1或GSTT1为参照，CYP1A1AG+GG联合GSTM1缺失或联合GSTT1缺失的个体，患肝癌风险分别为2 8.2 7、11.0 8倍，两者均存在明显的协同作用,这与周信娟【12 、朱文昌19 等报告一致。CYP1A1和GSTM1/GSTT1是原发性肝癌的遗传易感基因，两者的等位变异均增加患肝癌风险，两种基因的同时变异可能造成致癌物在肝脏中聚集，促进肝癌的发生。大多数研究支持饮酒可增加肝癌风险 2 0-2 ,饮酒与CYP1A1联合作用与肝癌易感性关系研究也受到关注 2 2-2 3，本研究交互作用分析亦发现，两者存在相加作用，CYP1A1AG+CG与饮酒联合会增加肝癌风险综上,本研究发现CYP1A1基因突变以及GSTM1和CSTT1纯合缺失是原发性肝癌的遗传易感基因，两者联合作用可增加患肝癌风险。同时，饮酒与CYP1A1基因突变存上相加交互作用，两者结合亦可增加患肝癌风险。本研究的优点：采用病例对照研究,病例均为新发病例，对照组和病例组人群同源,均来自徐州地区，且按照性别和年龄进行配比，现患病例-新发病例偏倚对研究的影响可忽略；研究中涉及到的基因分布经过统计学检验均符合Hardy-Weinberg遗传平衡定律，说明此次选择的人群无遗传学偏倚，代表性好。但本研究样本量有限，无法完全排除选择偏倚和混杂因素，证据级别相对较低，所得结论有待编辑：周羚284JiangsuJPrevMedVol.34.No.3江苏预防医学2 0 2 3年5月第34卷第3期进一步研究证实。参考文献1Siegel RL,Miller KD,Fuchs HE,et al.Cancer Statistics,2021J.CA:A Cancer Journal for Clinicians,2021,71(1):7-23.2宗菁，石素逸，许敏锐，等.2 0 11一2 0 13年常州市武进区新发恶性肿瘤患者生存率分析 J】.江苏预防医学，2 0 2 1,32（5）：547-550.3韩建周，张国彬，刘玉.南通市通州区2 0 152 0 17 年恶性肿瘤监测结果 J.江苏预防医学，2 0 2 1,32（3）：30 8-310,318.4张炎.肝癌自发性破裂的相关基因组学研究 D.合肥：安徽医科大学,2 0 2 1.5Pascale RM,Simile MM,Peitta G,et al.Experimental Models toDefine the Genetic Predisposition to Liver Cancer J.Cancers,2019,11(10):1-26.6Cabrera-Cano A,Davila-Borja VM,Juarez-Mendez S,et al.Hypoxia asa modulator of cytochromes P450:Overexpression of the cytochromesCYP2S1 and CYP24A1 in 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