細(xì)胞色素P4501B1與腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展

王曉紅1(綜述)，劉易欣2(審校)

(1.天津華興醫(yī)院病理科，天津300270;2.天津市中心婦產(chǎn)科醫(yī)院病理科，天津300100)

細(xì)胞色素 P4501B1(cytochrome P450 isoform 1B1，CYP1B1)是細(xì)胞色素P450超基因家族成員之一，參與調(diào)節(jié)多個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄因子，并能夠氧化代謝多種前致癌物及抗癌藥物，如激活多環(huán)芳烴、雜環(huán)胺、芳族胺、硝基多環(huán)烴，并介導(dǎo)17-雌二醇的C4-羥化，其代謝產(chǎn)物4-羥化雌激素能明顯增加8-羥基鳥嘌呤的水平，引起DNA單鏈斷裂，具有DNA損傷效應(yīng)，具有潛在的致癌性[1]。CYP1B1在人類肝臟中不表達(dá)，但在受內(nèi)分泌調(diào)節(jié)的組織(如子宮、乳腺、卵巢、睪丸、前列腺和腎上腺等)中持續(xù)性表達(dá)，有雌激素代謝活性，并在多種腫瘤組織中過量表達(dá)，包括乳腺癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、前列腺癌、肺癌、結(jié)腸癌及淋巴瘤等。該文就CYP1B1的結(jié)構(gòu)、功能及其與腫瘤關(guān)系的相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 CYP1B1的結(jié)構(gòu)和基因多態(tài)性

人類CYP1B1基因定位于染色體2p21～22，全長(zhǎng)12 kb，由3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子組成。其互補(bǔ)DNA全長(zhǎng)5.1 kb，編碼543個(gè)氨基酸的酶蛋白。CYP1B1的大小和氨基酸數(shù)目在已知CYP中都是最大的，但結(jié)構(gòu)卻是最簡(jiǎn)單的，為CYP1B亞族的唯一成員。

CYP1B1基因是高多態(tài)性的，目前發(fā)現(xiàn)CYP1B1有23種等位基因。CYP1B1*1為野生型。單核苷酸多態(tài)性有CYP1B1*2、CYP1B1*3、CYP1B1*4、CYP1B1*5、CYP1B1*6、CYP1B1*7等6種，他們導(dǎo)致5種類型的氨基酸替換，分別是Arg48Gly(48C→G)(CYP1B1*2)、Ala119Ser(119G→T)(CYP1B1*2)、Leu432Val(432C→G)(CYP1B1*3)、Asn 453Ser(453A→G)(CYP1B1*4)和 Ala443Gly(443C→G)，其突變頻率在不同種族和地區(qū)的人群分布有較大的不同，基因多態(tài)性具有明顯的種族差異[2]。并且，單核苷酸多態(tài)性在Arg48Gly(48C→G)和Ala119Ser(119G→T)中顯示出完全的連鎖不平衡。外顯子3上有三個(gè)多態(tài)性等位基因位點(diǎn)導(dǎo)致了氨基酸的改變，因453A→G和443C→G比較少見，故432C→G的研究成為熱點(diǎn)。

2 基因多態(tài)性與疾病之間的關(guān)系

2.1 CYP1B1基因多態(tài)性與乳腺癌 Okobia等[3]利用聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性技術(shù)研究了尼爾利亞南部人群CYP1B1432Val/Leu雜合子患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)較Val/Val增高59%(OR=1.59，95%CI 1.01～2.58)，這在絕經(jīng)前的婦女(OR=2.04，95%CI 1.10～3.78)中較絕經(jīng)后的婦女(OR=1.08，95%CI 0.57～2.04)相關(guān)性更明顯，而純合子 Leu/Leu患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)提高不明顯(51%)。相反，Zheng等[4]利用聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性技術(shù)研究了上海市人群432C→G基因多態(tài)性與乳腺癌相關(guān)性。CC的基因型頻率在病例組和對(duì)照組分別是53%和46%(P=0.06)，在調(diào)整了其他因素后，Leu/Leu型患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)是Val/Val型的2.3倍(95%CI 1.2～4.5)，這種相關(guān)性在絕經(jīng)后婦女(OR=3.1，95%CI 1.0～9.1)中較絕經(jīng)前婦女(OR=1.9，95%CI 0.8～4.3)更明顯。同樣，Jiao等[5]研究了中國寧夏回族自治區(qū)人群Ala119Ser(119G→T)和Leu432Val(432C→G)與乳腺癌的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)乳腺癌患者的119G→T或432C→G突變率較對(duì)照組高(分別為 OR=3.3，95%CI 1.28～ 8.28;OR=2.8，95%CI 1.04～7.51)，同時(shí)擁有119T和432C基因型的人群患病顯著增高(OR=4.69，95%CI 1.97～ 11.19)。Sillanp??等[6]研究了芬蘭籍的高加索人群，認(rèn)為單純的CYP1B1基因多態(tài)性與乳腺癌之間并無明顯的相關(guān)性，但在擁有CYP1B1432Val/Val純合子的吸煙婦女，其乳腺癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)較擁有Leu/Val雜合子基因型的婦女顯著提高(雜合子Leu/Val基因型OR=2.6，95%CI 1.07～ 6.46，純合子 Val/Val基因型 OR=5.1，95%CI 1.30～19.89)。Reding等[7]認(rèn)為單核苷酸多態(tài)性與激素治療的相互作用能在一定程度上影響乳腺癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。由于P4501B1的基因多態(tài)性與乳腺癌的相關(guān)性結(jié)論的不一致，Yao等[8]收集了26組、涉及19028例乳腺癌和21275例對(duì)照的對(duì)照試驗(yàn)，就CYP1B1 Val432Leu多態(tài)性與乳腺癌的易患性進(jìn)行Meta分析，得出結(jié)論:Val432Leu多態(tài)性與乳腺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn) 無 相 關(guān) 性。Economopoulos等[9]也對(duì) Arg48Gly、Ala119Ser和Asn453Ser三個(gè)多態(tài)性等位基因與乳腺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)之間相關(guān)性作了Meta分析，得出同樣的結(jié)論。但是Economopoulos等[10]隨后認(rèn)為Val432Leu多態(tài)性與乳腺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)之間相關(guān)性可能存在種族差異。

2.2 CYP1B1基因多態(tài)性與肺癌 Xu等[11]分析了包括7067例肺癌患者和9374例對(duì)照的10組病例對(duì)照研究，對(duì)于CYP1B1單核苷酸多態(tài)性與肺癌的風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系進(jìn)行了Meta分析，結(jié)果顯示擁有432GG基因型的個(gè)體與432CC基因型的個(gè)體相比，患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)提高39.7%，擁有432GC基因型的個(gè)體患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)提高26.3%。攜有119TT基因型的個(gè)體肺癌風(fēng)險(xiǎn)增高2.13倍，對(duì)于Arg48Gly，攜有48GG基因型的個(gè)體與48CC相比，患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)明顯增高(OR=3.859，95%CI 2.536～5.87)，基因密碼子 453(A→G)的多態(tài)性與肺癌之間沒有相關(guān)性。然而，CYP1B1多態(tài)性與肺癌之間的關(guān)系可能受到種族、地域等因素的影響。因此推想，CYP1B1432GG、119TT和48GG的基因型對(duì)提高肺癌患病風(fēng)險(xiǎn)有一個(gè)低滲透性的影響。并且，吸煙人群通過與CYP1B1 Ala119Ser基因型的“基因-環(huán)境”相互作用使患肺癌風(fēng)險(xiǎn)顯著提高，CYP1B1 Ala119Ser和Leu432Val結(jié)合進(jìn)一步增加了肺癌的易患性。

2.3 CYP1B1基因多態(tài)性與卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌 朱壯彥等[12]應(yīng)用等位基因特異性聚合酶鏈反應(yīng)法對(duì)53例卵巢癌患者和30例對(duì)照者進(jìn)行CYP1B1基因密碼子119(G→T)、密碼子432(C→G)突變分析，結(jié)果顯示CYP1B1基因密碼子432中等位基因G使卵巢癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加2.71倍，其純合突變(G→G)基因型、雜合突變(C→G)基因型與野生(C→C)基因型相比，患卵巢癌的危險(xiǎn)度分別提高了4.53倍和4.43倍。由此得出結(jié)論:CYP1B1基因密碼子432突變等位基因與卵巢癌的發(fā)生有一定關(guān)系，突變基因型增加了卵巢癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。提示CYP1B1-Val等位基因(單獨(dú)或與環(huán)境、激素暴露聯(lián)合)是卵巢癌的易患因素。然而，Cecehin等[13]的研究結(jié)果相反，為明確白種人群中CYP1BI*3(即密碼子432)多態(tài)性是否為卵巢癌危險(xiǎn)因子，采用限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性對(duì)223例卵巢癌與280例健康女性CYP1BI*3基因型進(jìn)行分析研究發(fā)現(xiàn)，病例組與對(duì)照組間無顯著差異。不支持CYP1BI*3基因變異與卵巢癌發(fā)生相關(guān)的結(jié)論。Wang等[14]通過一項(xiàng)Meta分析發(fā)現(xiàn)，CYP1B1基因Arg48Gly、Leu432Val和Asn453Ser多形性與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，而Ala119Ser多形性與子宮內(nèi)膜癌易患性無關(guān)。

2.4 CYP1B1 基因多態(tài)性與前列腺癌 Tokizane 等[15]研究高加索人群的前列腺癌患者(n=50)發(fā)現(xiàn)，Val432純合子基因型占總體比例的34%，而對(duì)照組(n=50)占12%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Cui等[16]收集了10組包括3221例患者和3447例對(duì)照的病例對(duì)照研究，Meta分析認(rèn)為，除亞裔人群外，CYP1B1 Leu432Val多態(tài)性與前列腺癌沒有相關(guān)性。

2.5 CYP1B1基因多態(tài)性與其他病變 李益格等[17]采用等位基因特異性聚合酶鏈反應(yīng)對(duì)55例子宮內(nèi)膜異位癥患者和45例對(duì)照組進(jìn)行CYP1B1基因第2外顯子119(G→T)、第3外顯子432(C→G)突變分析，探討子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)生與CYPIB1基因多態(tài)性之間的相關(guān)性。結(jié)論認(rèn)為:CYP1B1基因119(G→T)突變等位基因與子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)生有一定關(guān)系，突變基因型增加了子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，并且119雜合型突變(Ala/Ser)聯(lián)合密碼子432野生型能增加子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。另外，Crous-Bou等[18]認(rèn)為，在伴有K-ras突變的胰腺導(dǎo)管腺癌患者中，432GG基因型頻率是其野生型(432CC)的 5 倍(OR=5.25，P=0.121)，并認(rèn)為在患有胰腺導(dǎo)管腺癌的患者中，CYP1B1的多態(tài)性可能與K-ras激活途徑有關(guān)。

3 CYP1B1可能的致癌機(jī)制

CYP1B1在轉(zhuǎn)錄水平受多環(huán)芳香烴激活，通過芳香烴受體復(fù)合物發(fā)揮作用。CYP1B1編碼雌二醇的代謝酶，主要的代謝產(chǎn)物為4-羥基雌二醇，CYP1B1在各種腫瘤組織中的過表達(dá)增加了雌二醇到4-OH雌二醇的轉(zhuǎn)化，可能是乳腺和子宮內(nèi)膜的重要致癌物質(zhì)，盡管CYP1B1在各種正常組織內(nèi)有微量表達(dá)，但在腫瘤組織內(nèi)表達(dá)量高于正常組織。此外，Shimada等[19]認(rèn)為，CYP1B1基因多態(tài)性還影響酶的功能，CYP1B1 Arg48變異型比Gly48型對(duì)雌二醇到4-OH雌二醇的催化活性明顯增強(qiáng)，Val432型比Leu432型對(duì)4-OH雌二醇到2-OH雌二醇轉(zhuǎn)化活性也明顯增強(qiáng)。相反，Leu432型比Val432型對(duì)苯并芘有較高的氧化率，因此CYP1B1基因多態(tài)性影響個(gè)體對(duì)于內(nèi)源性和外源性致癌物質(zhì)的易患性。有資料顯示[20]，吸煙或飲酒的CYP1B1基因型變異人群(CYP1B1*2和CYP1B1*3)，通過基因-環(huán)境之間的相互作用，使頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)提高數(shù)倍。Hu等[21]通過實(shí)時(shí)的反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)法研究暴露在多環(huán)芳烴和二口惡英環(huán)境中的垃圾焚燒工人外周血白細(xì)胞中CYP1B1的表達(dá)情況，結(jié)果顯示多環(huán)芳烴和二口惡英增加細(xì)胞中CYP1B1的表達(dá)，并且CYP1B1*3基因型個(gè)體對(duì)暴露該物質(zhì)的反應(yīng)更為敏感。

CYP1B1基因的啟動(dòng)子/增強(qiáng)子部位的甲基化水平也影響其轉(zhuǎn)錄。Tokizane等[15]證實(shí)CYP1B1基因的低甲基化在前列腺癌中起重要作用。Habano等[22]在CYP1B1 DNA的甲基化調(diào)節(jié)與結(jié)直腸癌關(guān)系的研究中也發(fā)現(xiàn)了相似的作用。在乳腺癌中，CYP1B1表達(dá)的調(diào)控還受miRNA miR-27b的影響，而miRNA miR-27b在有CYP1B1 mRNA翻譯的乳腺癌中很少表達(dá)[23]。此外，CYP1B1 mRNA 的表達(dá)受四氯二苯并-P-二口惡英和(或)脫甲基物質(zhì)5-氮-2'-脫氧胞苷所誘導(dǎo)。

CYP1B1參與體內(nèi)雌激素的代謝和前致癌物的激活，進(jìn)而導(dǎo)致各種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。兒茶酚-O-甲基轉(zhuǎn)移酶(catechol-O-methyl-transferase，COMT)是致癌性兒茶酚雌激素和兒條酚胺類的主要滅活酶，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中亦起著重要的作用，有研究發(fā)現(xiàn)乳腺癌中CYP1B1的表達(dá)量高于正常乳腺組織，而COMT的表達(dá)量低于正常乳腺組織，其作用機(jī)制可能是CYP1B1水平增高，催化雌激素代謝生成4-OHE2，變成主要的兒茶酚雌激素，在乳腺組織積聚而沒有足量的COMT使過多的兒茶酚雌激素排除體外，最終誘發(fā)腫瘤的發(fā)生。因此，CYP1B1可能是與COMT這兩種因素共同作用導(dǎo)致乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展[24]。

Yuan等[25]分析認(rèn)為，在乳腺癌中環(huán)加氧2/前列環(huán)素E2通路對(duì)CYP1B1的表達(dá)具有正向調(diào)控作用。1，25(OH)2D3可通過抑制環(huán)加氧2/前列環(huán)素E2通路減少 CYP1B1的表達(dá)，對(duì)乳腺癌巨噬細(xì)胞趨化因子7的增殖產(chǎn)生抑制作用。

4 結(jié)語

CYP1B1蛋白在多種惡性腫瘤中過表達(dá)，CYP1B1基因的多態(tài)性與惡性腫瘤之間的關(guān)系還沒有一致的結(jié)論。然而，CYP1B1蛋白的水平及生物活性與其基因多態(tài)性、機(jī)體激素暴露水平、基因的甲基化水平、機(jī)體內(nèi)兒茶酚-O-甲基轉(zhuǎn)移酶之間的平衡、miRNA miR-27b、環(huán)加氧2/前列環(huán)素 E2通路CYP1B1表達(dá)的調(diào)控、外源性的致癌物質(zhì)影響都有密切的關(guān)系。所以，為了更明確其對(duì)惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系，有必要進(jìn)行深入研究。

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