GTF2H1基因rs3802967多態性與肺癌易感性的關聯性

錢 成 包 陽 徐月娟 李玉濤 王 一 張艷紅 郭士成,6 趙振宏 李 強 盧大儒,8 金 力,8 王久存,8 吳俊杰,

(1復旦大學附屬中山醫院胸外科 上海 200032; 2揚州大學附屬醫院心胸外科 揚州 225000;3南京市第二醫院腫瘤內科 南京 210003; 4復旦大學生命科學學院遺傳工程國家重點實驗室,5校醫院 上海 200433; 6美國威斯康星州馬什菲爾德臨床研究所人類遺傳中心 馬什菲爾德 54449;7海軍軍醫大學附屬長海醫院呼吸與危重癥醫學科 上海 200433; 8復旦大學泰州健康科學研究院 泰州 225300 )

中國每年有73萬肺癌新發患者和61萬肺癌患者死亡,肺癌已成為我國發病率和死亡率最高的惡性腫瘤[1]。57%的肺癌患者在發現時已遠處轉移[2],5年生存率低于10%[3]。癌癥發生發展過程中DNA修復能力起關鍵作用[4],核苷酸切除修復(nucleotide excision repair,NER)是DNA修復的重要方式,該修復過程通過轉錄因子ⅡH (transcription factor ⅡH,TFⅡH)與DNA修復組分相互作用[5-8]發揮DNA修復功能。

GTF2H1(general transcription factor ⅡH,polypeptide 1;p62)是TFⅡH的核心結構組分之一,N-末端含pleckstrin同源結構域,中間含BSD1和BSD2結構域,C-末端含3螺旋束基序[5-8]。苯并(a)芘二醇環氧化物處理人成纖維細胞導致DNA損傷,細胞中GTF2H1蛋白質水平在1 h內提升2倍以上[9];83例非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)組織與其癌旁組織相比較,GTF2H1 mRNA表達顯著下調至0.47倍[10]。

我們前期通過500例患者和517例對照研究發現GTF2H1基因rs3802967位點突變與肺癌發病風險顯著相關(CT+TTvs.CC,P=0.024)[11]。本文報道擴大樣本進一步探索該位點與肺癌風險相關性。

資 料 和 方 法

研究對象2009年1月至11月收集海軍軍醫大學附屬長海醫院、復旦大學泰州健康科學研究院肺癌患者外周血液樣本。納入標準:病理組織學檢查確診的新發肺癌患者,無其他器官惡性腫瘤史,無年齡、性別限制。對照組按年齡、性別和地區進行頻數匹配,選擇同一時期相應社區健康體檢者的血液樣本。本研究通過復旦大學生命科學學院倫理委員會批準,流行病學調查資料收集及血液樣本采集均獲得研究對象知情同意。

DNA提取及基因分型檢測采用Qiagen血液DNA提取試劑盒(德國Qiagen公司),提取全血基因組DNA。基因分型檢測使用2×48-Plex SNP scanTM試劑盒[12-14]?；蚍中唾|量控制按照質量控制流程進行,包括>95%的基因分型檢出率、重復檢出的基因型、內部陽性對照樣品檢測。

數據分析采用χ2檢驗分析人口統計變異值、人群吸煙狀況、家族癌癥病史、對照組與病例組等位基因頻率差異及哈迪-溫伯格平衡(Hardy-Weinberg equilibrium,HWE)定律。分別采用等位基因模型、基因型模型、顯性模型和隱性模型進行非條件Logistic回歸分析,計算比值比(odds ratios,OR)和95%CI,校正年齡、性別、吸煙狀況和家族病史。進一步按年齡、性別、吸煙情況、家族史和肺癌組織學類型對各種模型分別進行分析。采用SPSS 19.0軟件進行數據處理,P<0.01為差異有統計學意義。

結 果

樣本總體情況及基因分型結果本研究納入肺癌病例885例,其中腺癌403例,鱗癌290例,小細胞癌79例,其他類型113例;對照組896例。病例組和對照組在性別和年齡上無顯著差異,而病例組中吸煙者和有家族史者明顯多于對照組(表1)。GTF2H1基因rs3802967位點基因分型結果顯示TT基因型354個,CT基因型921個,CC基因型506個,符合HWE定律(P=0.086),表明所調查群體無明顯影響遺傳平衡的因素,適合進行群體遺傳學研究。

rs3802967位點多態性與肺癌易感性的關系通過多種模型分析GTF2H1基因rs3802967位點多態性與肺癌易感性的關系(表2),rs3802967 C>T突變顯著增加肺癌風險(校正后OR=1.428,95%CI:1.243～1.641,P=4.961×10-7)。Logistic回歸分析表明,與攜帶野生CC基因型個體相比,攜帶rs3802967 CT基因型(校正后OR=1.918,95%CI:1.521～2.423,P=4.068×10-8)和TT基因型(校正后OR=2.008,95%CI:1.505～2.685,P=2.286×10-6)個體患肺癌風險均明顯升高。顯性模型分析顯示,攜帶rs3802967 CT/TT基因型個體與攜帶野生CC基因型個體相比,肺癌風險上升1.943倍(校正后P=3.989×10-9)。

aχ2test;bIndependentttest.

表2 GTF2H1基因rs3802967位點多態性與肺癌易感性的關聯Tab 2 Association between GTF2H1 rs3802967 polymorphism and lung cancer susceptibility

aAdjusted by gender,age,smoking status and family history.

rs3802967位點多態性與肺癌易感性分層分析rs3802967突變等位基因在年齡大于60歲、男性、吸煙以及鱗癌患者中顯著增加肺癌風險,其中顯性模型結果得到的關聯最顯著(表3)。其他模型分層分析表現出與顯性模型相似的結果(表4～6)。

男性中CT+TT個體肺癌患病風險升高2.141倍(P=1.852×10-8),女性中無關聯;吸煙者中CT+TT個體肺癌風險上升2.382倍(P=1.813×10-9),非吸煙者無關聯;進一步分層后,發現男性吸煙者中CT+TT個體與CC個體相比風險上升2.283倍(P=2.718×10-8),女性吸煙、女性非吸煙、男性非吸煙分層中rs3802967與肺癌易感性均無關聯(表3)。

60歲以上人群中CT+TT個體與CC個體相比,肺癌患病風險增加2.228倍(校正后P=2.219×10-7);CT和TT基因型與肺癌易感性的相關性在無腫瘤家族史人群較有腫瘤家族史人群表現更顯著,且攜帶CT和TT基因型人群患鱗癌的風險更高(P=4.908×10-8)。病理類型-年齡、病理類型-家族史分層中,rs3802967在年長者(P=9.386×10-6)、年輕者(P=2.095×10-3)、有腫瘤家族史者(P=6.391×10-4)及無腫瘤家族史者(P=1.855×10-5)中均與鱗癌風險上升相關,而此位點與腺癌的關聯未在年輕者和有家族史人群中發現(表3)。

表3 肺癌風險與GTF2H1 rs3802967位點顯性模型關聯分層分析Tab 3 Stratification analysis of GTF2H1 rs3802967 and lung cancer risk in dominant model

aAdjusted by gender,age,smoking status and family history.

表4 肺癌風險與GTF2H1 rs3802967位點等位基因模型關聯分層分析Tab 4 Stratification analysis of GTF2H1 rs3802967 and lung cancer risk in allele model

aAdjusted by gender,age,smoking status and family history.

討 論

GTF2H1與XPC蛋白的C-末端和N-末端相互作用,參與TFIIH中其他蛋白亞基招募,啟動NER修復過程發生[5]。GTF2H1基因 -1 796～805 bp為啟動子區域,其中-78～-66 bp為表觀調控區域。Fantom等預測軟件提示-78～-68 bp為潛在轉錄起始位點,-78 bp為進化保守位點。rs3802967位于該基因-79 bp,在啟動子區域內且緊鄰上述功能區域/點。 rs3802967 C>T熒光素酶報告基因系統導入H1299人肺腺癌細胞系后熒光素酶活性增加,功能預測也提示其可以與轉錄因子AP-1結合[11],推測rs3802967 C>T改變GTF2H1表達,進而參與肺癌發生發展。

本實驗室前期研究發現,rs3802967 CT+TTvs.CC總體上增加肺癌患病風險(P=0.024)[11]。本次擴大樣本量進一步研究發現該位點顯著增加肺癌易感性(P=3.989×10-9),年齡小于60歲、男性、吸煙、鱗癌亞組中也驗證了前期研究結果。與前期研究不同的是,本研究還在年齡大于60歲、腺癌患者中發現該位點與肺癌易感性顯著關聯;進一步分析顯示男性吸煙者中肺癌患病風險顯著上升(P=2.718×10-8)。

aAdjusted by gender,age,smoking status and family history.

大型隊列研究發現吸煙者肺鱗癌患病風險顯著增高[15]。香煙煙霧濃縮物處理后,肺成纖維細胞IMR-90和支氣管上皮細胞BEAS-2B內XPC蛋白含量降低[16],煙草削弱了NER通路修復功能。本研究結果中吸煙、男性和男性吸煙者中rs3802967位點多態與肺癌風險增加相關,其可能原因為rs3802967 C>T突變與吸煙相互作用,調節GTF2H1基因轉錄水平,共同參與鱗癌發生發展。

表6 肺癌風險與GTF2H1 rs3802967位點隱性模型關聯分層分析Tab 6 Stratification analysis of GTF2H1 rs3802967 and lung cancer risk in recessive model

aAdjusted by gender,age,smoking status and family history.

前期研究中年長者與肺癌無關聯[11],而本研究中年長者rs3802967位點C>T肺癌風險明顯增加。年長者真皮成纖維細胞中XPA、ERCC3和PCNA等DNA修復酶的蛋白表達量降低,導致NER在內的多種DNA修復途徑效率下降[17-18],NER修復下降可增加突變率和遺傳不穩定性,提高癌癥發生風險,這已經在罕見病(如遺傳性非息肉性結腸直腸癌、著色性干皮病等)中得到了驗證[19]。因此有理由推測患者隨著年齡的增加,DNA修復效率下降,與rs3802967共同促進肺癌發生發展。

綜上所述,本研究結果表明GTF2H1基因rs3802967位點C>T突變顯著增加肺癌風險,尤其是鱗癌患病風險。該位點突變還增加了年齡大于60歲、男性、有吸煙史、無家族史人群患肺癌的風險。rs3802967有望成為肺癌易感個體篩查參考指標,對于深入揭示肺癌的病理過程、研發肺癌治療有效手段有重要的臨床現實意義。