FOXE1基因單核苷酸多態性與甲狀腺癌易感性研究進展

【摘要】甲狀腺癌(thyroid carcinoma，TC)目前在全世界范圍內處于高發階段，引起甲狀腺癌易感因素也是紛繁復雜。近年來在分子遺傳學上，通過全基因組關聯研究(GWAS)已經篩選出許多甲狀腺癌的患病基因。其中，FOXE1基因rs965513、rs1867277兩個SNPs位點與甲狀腺癌發病密切相關，且FOXE1基因rs965513在歐洲高加索人種中處于第一風險位點，而FOXE1基因rs1867277則在歐洲高加索人種中處于次要風險位點，但FOXE1基因rs965513、rs1867277兩個SNPs位點對我國漢族人群患TC易感程度多大、分布頻率怎樣，還需繼續研究探索。本文主要介紹FOXE1基因單核苷酸多態性(SNP)與甲狀腺癌易感性最新研究進展。

【文章編號】1005-3697(2015) 05-0738-05

【文獻標志碼】A

doi:10.3969/j.issn.1005-3697.2015.05.43

基金項目:中國高等教育學會“十二五”規劃課題(112D005)

收稿日期: 2014－10－30

作者簡介:梁羽(1988－)，男，四川南充人，碩士，醫師，主要從事甲狀腺癌病因學研究及分子影像成像的研究。

通訊作者:謝建平，E-mail: xiejp@ vip.sina.com

網絡出版時間: 2015-10-26 17∶14

網絡出版地址: http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20151026.1714.086.html

甲狀腺癌(thyroid carcinoma，TC)是內分泌系統常見惡性腫瘤之一。在中國，甲狀腺癌的發病率呈逐年上升趨勢，流行病學資料顯示女性高于男性，城市高于農村，沿海城市高于內地城市，南方地區高于北方地區 ［1］。在北美，根據美國癌癥協會2013年發布的統計數據，TC是北美地區女性新發病例數最多五大癌癥之一 ［2］。研究表明 ［3］甲狀腺癌發生為多基因、多因素共同作用，但具體確切病因未明。近年來在分子遺傳學水平探討甲狀腺癌發生與發展研究趨于重視，通過全基因組關聯研究(GWAS)，即通過對單核苷酸多態性(SNP)與特定疾病的相關性來確定某種基因的SNP對患病風險的影響，已經成功篩選出許多甲狀腺癌的患病基因，其中FOXE1基因SNP與甲狀腺癌致病密切相關，特別是FOXE1基因的rs965513、rs1867277兩個SNPs位點對甲狀腺癌易感有著顯著意義。本文將近年來FOXE1基因與甲狀腺癌相關聯的SNP位點研究進展綜述如下。

1　FOXE1基因結構與功能

人類FOXE1基因(forkhead box E1)也稱甲狀腺轉錄因子2(thyroid transcription factor 2)，位于染色體9q22，大小約3 461 bp，只有一個外顯子，其編碼蛋白FOXE1轉錄因子屬于Fox轉錄因子家族之一，廣泛存在于生物界，對胚胎發育有重要的調節作用。FOXE1轉錄因子由DNA結合區和轉錄調節區構成，其核心DNA結合區域(forkhead區域)高度保守，由3個α螺旋順次排列及位于側面β折疊構成的兩個翼狀環樣結構構成 ［4］。FOXE1轉錄因子在人體中主要表達于兩種組織，因其可以特異識別甲狀腺球蛋白(Tg)及甲狀腺過氧化物酶(thyroid peroxidase，TPO)啟動子特定DNA序列，故一種在甲狀腺組織中高表達;另一種在睪丸組織中高表達。并且，FOXE1轉錄因子參與DNA依賴轉錄調控、RNA聚合酶II啟動子轉錄和RNA聚合酶II啟動子轉錄負調控等一系列生物過程 ［5］，對維持FOXE1基因的轉錄、翻譯均有重要調節作用。

2　FOXE1基因改變與相關疾病

FOXE1基因主要通過基因突變、異常甲基化及基因多態性等三種方式改變導致FOXE1轉錄因子改變，從而影響人類的胚胎發育、細胞的生長分化及腫瘤發生。FOXE1基因突變可引起多種畸形，如甲狀腺發育不全、唇腭裂、會厭裂、內鼻孔閉鎖等，也可表現為甲狀腺功能低下。FOXE1基因異常甲基化是通過表觀遺傳修飾機制，即在不涉及DNA序列改變的情況下，對基因的轉錄活性進行影響，從而影響腫瘤的發生發展、浸潤轉移。許多學者研究表明FOXE1基因的異常甲基化可能在腫瘤形成中占主導地位 ［6］，胰腺癌、乳腺癌、結直腸癌等多種腫瘤中均可見FOXE1基因的異常甲基化 ［7－8］。FOXE1基因單核苷酸多態性(SNP)主要與甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid carcinoma，PTC)及濾泡狀癌(follictalar thyroid carcinoma，FTC)的臨床易感相關 ［9］，屬于歐洲高加索人種患甲狀腺癌的高風險基因。

3　FOXE1基因SNP與TC相關性

3.1　FOXE1在TC中表達

FOXE1表達于各種組織類型的甲狀腺癌中，其表達水平與TC分化程度密切相關，有學者研究認為在甲狀腺乳頭狀癌(PTC)中高表達，在未分化甲狀腺癌處于低表達 ［10－11］。Landa等 ［12］認為FOXE1

rs1867277作用機理可能是通過USFl/USF2轉錄因子的招募作用來影響FOXE1在甲狀腺癌組織中的表達。而Bychkov等 ［13］通過免疫組織化學及基因測序的方法研究了48例PTC組織病理，結果表明: (1) FOXE1在PTC的腫瘤組織中心及腫瘤邊緣細胞的細胞漿中有過度表達; (2) PTC的腫瘤邊緣癌細胞中細胞核的FOXE1高表達與FOXE1基因5＇端非編碼區域的rs1867277位點的風險等位基因存在有關; (3) FOXE1基因主要作用是參與PTC初級階段的助長。由此可見，FOXE1基因的表達對甲狀腺癌的易感存在一定聯系。

3.2　FOXE1基因SNP分布特征

作為第三代遺傳標記，SNP在人類基因組中數量眾多、分布穩定、遺傳穩定，易于基因分型，適于快速、高通量檢查，已經成為分子遺傳學研究的主要方法之一 ［14］。FOXE1基因與TC相關的SNP位點，目前主要研究熱點為rs965513和rs1867277。rs965513位于9q22.33區域97793827位點，通過A 與G單堿基置換形成二態性位點，甲狀腺癌高風險致病等位基因是‘A’。‘A’等位基因頻率在各個種族分布約6%～44%，且東方亞洲人‘A’等位基因頻率(0.06; 95% CI: 0.05-0.08)低于歐洲高加索人‘A’等位基因頻率(0.39; 95% CI: 0.34～0.44) ［14］。rs1867277位于9q22區域97853632位點，亦通過A與G單堿基置換形成二態性位點，甲狀腺癌高風險致病等位基因亦是‘A’，‘A’等位基因頻率在歐洲高加索人種分布約40% (95% CI: 0.38～0.43) ［15］，而‘A’等位基因頻率在東方亞洲人群中的分布仍需進一步分析探索。

3.3　FOXE1基因SNP與輻射相關甲狀腺癌關系

電離輻射可導致甲狀腺癌易感，切爾諾貝利核事故后研究也認為放射照射可導致PTC發生 ［16］。但對于一般人群中接受常規醫療放射照射是否會引起甲狀腺癌，還需要研究探索。Takahashi等 ［17］通過對在白俄羅斯地區兒童期受切爾諾貝利核事故后輻射污染患PTC的人群及健康對照人群進行GWAS，研究發現: FOXE1基因rs965513與輻射誘導的PTC存在重大關聯，與歐洲人群中確認PTC的最強遺傳風險一致。并且，Takahashi在rs965513基因型與疾病潛伏期研究發現:在早期發作組也就是在核事故的后10年間(1997年前)，有178例年齡在3～25歲，平均年齡(11.2±4.3)歲被確診甲狀腺癌，他們的潛伏期(7.0±1.9)年;在遲發組也就是1997年后，有482例年齡在10～39歲，平均年齡(22.9±7.5)歲被確診甲狀腺癌，他們的潛伏期(16.4±3.8)年;與1 268例病理對照組研究表明rs965513在早期發作組(P=2.0×10～8，OR=1.97，95% CI: 1.58－2.47)比遲發組(P=6.0× 10～8，OR=1.52，95% CI: 1.31－1.77)有更強的關系，但是沒有具體統計數據證明在早發甲狀腺癌組rs965513對甲狀腺癌有強烈的影響(p-基因多態性=0.063)。由此Takahashi認為在甲狀腺癌發病機理中，核輻射環境因素及基因單核苷酸多態性遺傳因素兩種病因可能在一定程度上共享潛在的發病途徑，但存在未知的特異遺傳因素決定輻射相關甲狀腺癌。此外，朱曉娥等 ［18］研究也認為在放射性環境下，rs965513與中國人PTC發病有關，rs1867277是TC形成的易感因素之一。而Damiola等 ［19］研究認為rs1867277與PTC形成存在重大關聯，但基因多態性與輻射劑量似乎作為獨立的風險因素增加甲狀腺癌的易感。3.4 FOXE1基因SNP與TC易感關系

FOXE1基因SNP在世界范圍內已經研究證明與TC的發生、發展過程中有重要意義，特別在歐洲高加索人種中，FOXE1基因SNP是TC形成的重要遺傳學事件。

在冰島，Gudmundsso等 ［8］學者為了探索甲狀腺癌風險基因序列變異，在冰島對192例甲狀腺癌患者和37 196例健康對照者進行全基因組關聯研究，并在歐洲后裔中重復該研究發現: rs965513與rs944289最強相互關聯，與TC致病相關;并且FOXE1 rs965513與歐洲人患PTC、FTC的風險高度相關，攜帶此位點者約比非攜帶者高出約5.7倍甲狀腺癌患病風險。

在德國，Penna-Martinez等 ［20］通過病例對照研究分析了243例分化型甲狀腺癌(differentiated thyroid carcinoma DTC)患者與270名健康對照人群的rs965513、rs944289與DTC的臨床易感性發現: rs965513 SNP位點的基因型“AA”、“AG”及少量等位基因‘A’在DTC組比健康對照組出現更高頻率; 在DTC患者腫瘤處于早期(約T1-T2，T1-T3，N1)沒有遠處淋巴結轉移時，rs965513 SNP與DTC易感相關;而NKX2-1基因rs944289 SNP與DTC沒有相關性。由此，Penna-Martinez等認為FOXE1基因rs965513 SNP增加德國人患DTC的易感性，尤其在DTC發病的早期可能起重要作用; NKX2-1基因rs944289 SNP在德國人患DTC處于次要作用。

在西班牙和突尼斯，Kallel等 ［21］研究認為FOXE1基因rs1867277 SNP位點基因型是純合子“AA”是TC遺傳易感基因型，而純合子“GG”是TC遺傳保護基因型。在葡萄牙，Tomaz等 ［22］研究認為rs965513、rs1867277變異位點與增加葡萄牙人家族性及散發性甲狀腺非髓質癌易感性上有強烈的相關，FOXE1基因突變與甲狀腺癌發病存在關聯。在日本，Matsuse等 ［23］認為rs965513明顯增加日本人患PTC的風險，FOXE1基因SNP與BRAF基因v600e狀態沒有明確關聯。

在中國，FOXE1基因rs965513、rs1867277的兩個SNP位點在中國漢族人群中的分布特征還不是很清楚，與甲狀腺癌的易感性還在具體探索中，只有少許學者通過Meta分析相關文獻得出FOXE1基因SNP在亞洲的大致分布特征。Zhuang等 ［24］運用Meta分析研究FOXE1基因SNP發現: FOXE1基因3個SNPs rs965513、rs1867277、rs71369530是增加TC易感性高風險SNP位點，此外，rs965513 SNP在顯著增加歐洲高加索人種與亞洲人種TC的風險上有差異，高加索人種易感風險(OR=1.79; 95% CI: 1.69～1.91，P＜10(－5) )大于亞洲人種(OR=1.42; 95% CI: 1.12～1.81，P=0.004)。Ai等 ［25］亦通過Meta分析表明:在所有人種中rs965513 SNP 與PTC易感有顯著聯系;并且這種聯系程度在各個地區表現不同:亞洲人群(rs965513，A vs.G: OR=1.48 (1.27～1.73) )，歐洲人群(rs965513，A vs.G: OR=1.74 (1.61～1.88 ) )，美國人群(rs965513，A vs.G: OR=2.00 (1.76～2.27) )。由此Ai等 ［25］認為rs965513對PTC的預測效益在美國人群高于亞洲人群。

3.5　FOXE1基因SNP與TC相關基因SNP聯合分析

Jones等 ［26］通過研究781例與TC易感風險相關的5個SNPs位點的英國病人發現: TC易感性與rs965513、rs1867277、rs944289、rs6983267有重大關聯，而rs2910164與基因TC未見明顯關聯，并且rs6983267在一個隱性遺傳模式中(PGG vs GT + TT=0.004)表現出與TC易感性最強關聯，但總體而言，rs965513在TC形成過程中起主導作用;況且，rs1867277與rs965513并沒有在FOXEI基因中形成單倍體型，可見兩者是獨立影響TC易感。

Liyanarachchi等 ［27］為了評價5個PTC相關SNPs (rs965513、rs944289、rs966423、rs2439302、rs116909374)的累積風險度和預測價值，通過病例對照研究分別在美國俄亥俄州與波蘭兩個獨立群體進行大樣本研究發現:五個SNPs與PTC顯著關聯，平均累積風險評分病例組明顯高于對照組，每個額外風險等位基因增加PTC風險在美國俄亥俄州和波蘭分別是1.51(95% CI: 1.4～1.64)、1.35(95% CI: 1.27～1.44)，并且累計遺傳風險度增加與PTC易感性呈正相關，但5個SNPs對PTC預測能力的累計效應只是適度增高，還有待檢測更多的變異型臨床應用才可行。

Wang等 ［28］在中國人群中分析845例PTC、503例良性甲狀腺腫瘤、1 005例健康人群的5個SNPs發現: rs965513、rs944289、rs966423、rs2439302是中國人群PTC的易感風險多態位點，且rs944289與良性甲狀腺腫瘤可能存在關聯，rs116909374可能不是中國人群中PTC易感位點，并且PTC易感風險隨著攜帶風險等位基因的數目增加而增高。但很少有人同時具有4個SNPs(rs965513、rs944289、rs966423、rs2439302)的8個純合風險等位基因，中國人群中大約只有1.4%人群同時具有3個SNPs的6個純合風險等位基因，1%中國人群沒有純合風險等位基因。因此可以推斷出中國人群中大部分人都有PTC的易感SNP位點，但中國人群中甲狀腺癌的每種致病風險等位基因的分布頻率還需進一步探索才能真正了解甲狀腺癌的分子遺傳學事件。

4　結語與展望

甲狀腺癌目前在世界范圍內處于高發階段，引起甲狀腺癌易感因素也是紛繁復雜，相關基因的SNP可能是造成甲狀腺癌易感性的原因之一。FOXE1基因的相關SNPs與甲狀腺癌的研究已經取得一些研究成果，可以肯定的是rs965513、rs1867277 SNP可使甲狀腺癌遺傳易感風險明顯增高，且FOXE1基因rs965513在歐洲高加索人種中處于第一風險位點，而FOXE1基因rs1867277則在歐洲高加索人種中處于次要風險位點，但FOXE1基因rs965513、rs1867277兩個SNPs位點對我國漢族人群患甲狀腺癌易感程度多大、分布頻率怎樣，還需繼續研究探索。目前通過全基因組關聯研究對甲狀腺癌的相關基因的多個SNPs進行綜合分析研究，以探討甲狀腺癌的多因素的致病機理，是甲狀腺癌分子遺傳學的研究趨勢。并且，隨著藥物基因組學與遺傳變異研究結合，可根據特定個體的SNP來設計靶向藥物，提高藥物療效、減少耐藥性為個體特異性治療開辟新的途徑。總之，從分子遺傳學角度上探討甲狀腺癌的易感因素，可以為臨床預防和治療提供理論依據;但要使甲狀腺癌相關基因的SNP真正為臨床診療服務，仍需要研究者長期艱苦的探尋和努力。