iNOS基因與幽門螺桿菌相關胃癌關系的研究進展

劉亙梁，鄭蘭艷

(中國醫科大學基礎醫學院病原生物教研室，遼寧沈陽 110001)

已有不少直接和間接證據證明幽門螺桿菌(Helicobacter pylori，Hp)是胃癌發生過程中的一個重要危險因素。雖然全世界超過半數人口感染了Hp，但最終發展為胃癌者僅占感染人群的1% ～3%［1］，近年來的研究認為，細菌毒力因子、宿主遺傳因素及環境因素共同影響著Hp的致胃癌作用。該觀點的最佳證據是著名的“非洲之謎”，即南非等某些幽門螺桿菌流行區的胃癌卻成低發狀態。其中宿主本身基因的多態性日益成為研究熱點［2］。本文就宿主的誘導型一氧化氮合酶(iNOS)基因多態性與Hp相關胃癌的關系進行綜述。

1 iNOS與Hp相關胃癌

NOS是還原型輔酶Ⅱ依賴性的二氧化酶，能催化左精氨酸形成NO和胍氨酸。根據NOS生物學特征和基因編碼，可將NOS分為2類3型。神經型(nNOS)、內皮型(eNOS)屬于結構型(eNOS)類;巨細胞型(mNOS)屬于誘生型(iNOS)類。與前2型不同的是，iNOS的產生不依賴于鈣離子，而是由細菌內毒素和細胞因子介導的，并且會產生比另外2型都要多的NO［3］。而一般認為持續低濃度的NO可以通過促進腫瘤細胞的生長、參與腫瘤血管形成或者抑制瘤細胞凋亡等效應起到促瘤作用［4］。Nam 等［5］通過動物試驗研究發現，iNOS缺乏組的胃癌總體發生率及胃腺癌發生率較iNOS組的胃癌發生率明顯降低(P＜0.05)。在iNOS組腺癌細胞中發現了大量的iNOS及3-硝基酪胺酸的免疫染色，并且以一種強有力的細胞固有膜表達形式存在，它們在腫瘤組織中分布較非腫瘤組織豐富。Pignatelli等［6］應用免疫組化的方法，分析了99例感染Hp胃癌患者的167份組織標本，標本按常規組織學分類為正常、萎縮性胃炎、異型增生。檢測得出各種胃炎炎癥細胞中的iNOS陽性率僅為25%，但在異型增生細胞中iNOS的陽性率明顯增高。說明iNOS與Hp相關胃癌的發生有著明顯的關系。

2 iNOS基因多態性與胃癌易感性

人類基因多態性通常表現為限制性片段長度多態性(RFLP)、DNA重復序列的多態性(VNTR)和單核苷酸多態性(SNP)3種形式［7］。近年來，迅速發展的分子生物學技術為從分子及基因水平進行人群研究提供了新的方法。iNOS產生主要是在轉錄的水平上調控的［8］。人類iNOS基因包括27個外顯子，轉錄起始位點在第2外顯子，終止密碼子在第27外顯子。在iNOS啟動子區域多種基因多態性已經被發現:如－954位點的G→C，－1173位點的 C→T以及(TAAA)n和(CCTTT)n上的重復序列多態性［9］。Johannesen等［10］研究發現，位于第16外顯子上的基因多態性(C150T)可以產生氨基酸替代品—Ser608Leu，是在傳遞不平衡試驗中唯一顯示有失真傳輸的，該處基因多態性據稱也與中國的胃癌發生相關［11］，說明C150T等位基因可能對iNOS的活性產生巨大的影響。Alireza Rafiei等［12］對伊朗地區159例Hp相關胃癌患者及170例健康對照者的研究發現，調整后的攜帶CT或TT基因同時被Hp感染的優勢比為2.4(P=0.01)。對于感染Hp的患者，在150位置具有iNOS CT或TT多態性的患者更易獲得胃癌。該研究還發現，iNOS本身并不能獨立成為胃癌的危險因素，需要有Hp等協同因素的存在。據報道，宿主遺傳易感性和Hp毒力因子之間的相互作用可大幅增加胃癌風險。有日本的研究表示iNOS C150T多態性與Hp感染介導的胃癌相關，卻不參與Hp介導胃黏膜萎縮的過程。其機制可能是Hp感染介導的胃黏膜萎縮是通過Arginase/ODC/Polyamine途徑，而Hp最終所致的胃癌則是通過iNOS軸所致［13］。

3 低氧微環境

1996年Brizel［14］首次發現人類腫瘤遠處轉移與腫瘤低氧微環境有著密切的相關性。低氧可引起腫瘤細胞發生一系列生物學改變:如細胞代謝的變化、基因表達及基因表型改變、蛋白合成變化等［15-16］，因此缺氧是實質性腫瘤微環境的基本特征之一，同樣缺氧也是腫瘤發生惡性轉化及轉移的啟動因子。隨著對腫瘤低氧微環境研究的不斷深入，近20多年來人們發現低氧誘導因子(hypoxia inducible factor，HIF)與哺乳細胞低氧微環境密切相關［17］。其中HIF-1是調節細胞內氧代謝的關鍵因子之一，也是迄今為止發現的唯一一個特異性缺氧狀態下發揮活性的轉錄因子［18］。iNOS屬于缺氧反應基因(HRG)，在它的基因啟動子中含有缺氧反應元件，是HIF-1α的結合位點，受到HIF-1α的調控。實驗表明，腫瘤在缺氧條件下HIF-1α表達水平增高，誘導iNOS表達，而iNOS催化精氨酸產生的NO則誘導HIF-1α表達，形成正反饋環，促進胃癌的浸潤、轉移，在胃癌的浸潤、轉移過程中可能具有協同作用。該結果證實缺氧的微環境是胃癌易感基因促胃癌過程的一個重要影響因素。

4 展望

Hp介導胃癌的發展是一個復雜、多層面的過程，涉及到細菌、宿主、環境等因素。有研究證實感染Hp與食管癌的發展呈負相關，同時對于哮喘等自身免疫疾病是一個保護因素［19］。因此，之前關于所有Hp的感染都應該被根除的說法就值得思考了。鑒于不同個體暴露于危險因素Hp下胃癌的易患性是不同的，可以通過細菌、宿主、環境因素的綜合考慮，從中篩選出高危個體，再給予積極治療。因此iNOS基因多態性的研究可以為胃癌的預測、預防、診斷和基因治療提供新的思路。

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