IL-6和IL-1β單核苷酸多態(tài)性與非吸煙女性肺癌易感性的關(guān)系

宿濛 周寶森

肺癌是嚴(yán)重危害人類健康和生命的惡性腫瘤。盡管大規(guī)模流行病學(xué)調(diào)查已證實(shí)吸煙是確認(rèn)的導(dǎo)致肺癌發(fā)生的最主要危險(xiǎn)因素[1,2]，但是非吸煙肺癌患者的易感特征尚不明確，尤其是女性肺癌多以非吸煙者居多。因此以非吸煙女性肺癌患者作為研究對(duì)象，排除吸煙暴露因素的干擾，探索肺癌的其他危險(xiǎn)因素具有重要的意義。白介素-6（interleukin-6, IL-6）是白介素家族中具有多功能生物活性的細(xì)胞因子，多種疾病可能都與IL-6基因調(diào)節(jié)異常有關(guān)，包括炎癥、自身免疫疾病和惡性腫瘤。研究報(bào)道[3,4]IL-6-174、-572及-634位點(diǎn)存在單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism, SNP），且與多種疾病發(fā)生有關(guān)。IL-6-634位點(diǎn)是一個(gè)C/G多態(tài)位點(diǎn)，研究[5,6]表明當(dāng)該位點(diǎn)呈現(xiàn)C等位基因時(shí)，外周血中IL-6水平明顯升高，該位點(diǎn)多態(tài)可能通過對(duì)mRNA轉(zhuǎn)錄及蛋白表達(dá)產(chǎn)生影響，進(jìn)而可能對(duì)腫瘤易感性產(chǎn)生影響。IL-1是一種前炎性細(xì)胞因子，主要由單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，包括三個(gè)家族成員：IL-1α、IL-1β、IL-1βRa，其中IL-1α、IL-1β為激動(dòng)劑，與廣泛存在的靶細(xì)胞表面IL-1β受體結(jié)合，產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)。IL-1β蛋白在炎癥、腫瘤、排斥反應(yīng)以及免疫性疾病等病理過程中常有異常表達(dá)，并直接影響疾病的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后。研究[7-9]表明該基因上存在多個(gè)多態(tài)位點(diǎn)，而其中位于啟動(dòng)子區(qū)的IL-1β-31、-511位點(diǎn)一直是國內(nèi)外研究關(guān)注的熱點(diǎn)。IL-1β-31位點(diǎn)位于IL-1β基因的啟動(dòng)子區(qū)，研究[10,11]報(bào)道該位點(diǎn)處于TATA盒序列內(nèi)，C/T多態(tài)可能影響轉(zhuǎn)錄因子與基因的結(jié)合，進(jìn)而對(duì)正常的轉(zhuǎn)錄過程造成影響，導(dǎo)致對(duì)腫瘤易感性的改變。

本研究分析沈陽地區(qū)非吸煙女性人群IL-6-634和IL-1β-31兩個(gè)位點(diǎn)SNP與肺癌風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系，并探索油煙暴露及結(jié)核病史與基因多態(tài)性的交互作用對(duì)肺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 本研究采用病例對(duì)照研究方法，共納入肺癌病例363例和健康對(duì)照370例。病例為2004年1月-2009年11月在遼寧省腫瘤醫(yī)院進(jìn)行治療的非吸煙女性肺癌患者，所有患者均經(jīng)組織病理學(xué)確診。對(duì)照選自于同期醫(yī)院體檢中心進(jìn)行體檢的健康女性，按年齡（±5歲）與病例頻數(shù)匹配。在收集血液標(biāo)本的同時(shí)，通過調(diào)查問卷的形式獲取病例組與對(duì)照組的一般情況（姓名、年齡、民族、婚姻狀況和受教育程度），油煙暴露史、結(jié)核病史等危險(xiǎn)因素暴露資料。非吸煙者指終生吸煙總數(shù)少于100支的個(gè)體；烹飪油煙暴露史定義為從事烹飪15年以上，每周煎或炸2次以上，且烹調(diào)過程中經(jīng)常出現(xiàn)眼部及咽喉部煙霧刺激感。所有觀察對(duì)象均簽署知情同意書并征得倫理委員會(huì)同意。

1.2 基因分型 采集外周靜脈血后應(yīng)用經(jīng)典酚-氯仿法提取血液中的DNA，應(yīng)用Taqman熒光定量PCR基因分型技術(shù)進(jìn)行IL-6-634和IL-1β-31位點(diǎn)基因多態(tài)性的檢測，PCR使用的Taqman探針及引物由美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司（ABI）設(shè)計(jì)合成，Taqman Master Mix購自美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司。以SDS軟件Allelic Discrimination程序進(jìn)行基因型的分析，通過檢測同一基因不同等位基因所標(biāo)記的FAM和VIC熒光強(qiáng)度，判斷待測樣本的基因型。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 以χ2檢驗(yàn)比較各基因型、相關(guān)危險(xiǎn)因素暴露在病例與對(duì)照之間分布的差異，以比值比（odds ratio, OR）及其95%可信區(qū)間（confidence interval, CI）表示相對(duì)危險(xiǎn)度。采用非條件Logistic回歸分析多態(tài)基因型與肺癌間相關(guān)性及其與危險(xiǎn)因素的交互作用。所有統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)都為雙側(cè)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α取0.05，統(tǒng)計(jì)學(xué)分析均由SPSS 16.0軟件完成。

2 結(jié)果

2.1 研究對(duì)象的基本情況 本研究共選取非吸煙女性肺癌病例363例，對(duì)照370例，所有觀察對(duì)象的基本情況見表1。病例組與對(duì)照組間在年齡、受教育程度方面比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；危險(xiǎn)因素暴露的比較中發(fā)現(xiàn)，病例組中有油煙暴露的個(gè)體和有結(jié)核病史的個(gè)體所占比例均高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，計(jì)算比值比后表明有油煙暴露的個(gè)體患癌風(fēng)險(xiǎn)是無油煙暴露個(gè)體的1.81倍（95%CI: 1.32-2.49, P＜0.001），有結(jié)核病史的個(gè)體患癌風(fēng)險(xiǎn)是無結(jié)核病史個(gè)體的1.84倍（95%CI: 1.09-3.11,P=0.022），提示油煙暴露和結(jié)核病史可能是非吸煙女性肺癌的危險(xiǎn)因素。

2.2 IL-6-634和IL-1β-31位點(diǎn)多態(tài)性與非吸煙女性肺癌危險(xiǎn)性的關(guān)系 IL-6-634位點(diǎn)（rs1800796）為C→G多態(tài)，χ2擬合優(yōu)度檢驗(yàn)表明病例組與對(duì)照組基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡定律（χ2=2.608, P=0.271； χ2=2.696, P=0.260），病例組及對(duì)照組基因型頻率見表2。Logistic回歸分析結(jié)果表明，攜帶CG基因型的個(gè)體發(fā)生肺癌的危險(xiǎn)性是攜帶CC基因型個(gè)體的1.61倍（95%CI: 1.19-2.19, P=0.002）；至少攜帶一個(gè)突變等位基因G的個(gè)體（CG/GG）患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)同樣高于CC基因型的個(gè)體（OR=1.48, 95%CI:1.10-1.98, P=0.010）。IL-1β-31位點(diǎn)（rs1143627）為C→T多態(tài)，χ2擬合優(yōu)度檢驗(yàn)表明病例組與對(duì)照組基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡定律（χ2=0.297, P=0.862； χ2=0.294,P=0.863）。Logistic回歸分析結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)不同變異基因型與非吸煙女性肺癌易感性存在有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的關(guān)聯(lián)。

2.3 IL-6-634位點(diǎn)多態(tài)性與暴露危險(xiǎn)因素交互作用 本研究進(jìn)一步分析了IL-6-634位點(diǎn)多態(tài)性與油煙暴露或結(jié)核病史聯(lián)合作用對(duì)肺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的影響（表3）。叉生分析結(jié)果顯示以攜帶CC基因型且無油煙暴露者為參照，單純攜帶CG或GG基因型者發(fā)生肺癌的風(fēng)險(xiǎn)升高（OR=1.64, 95%CI:1.14-2.35），單純有油煙暴露者發(fā)生肺癌的風(fēng)險(xiǎn)同樣增高（OR=1.97, 95%CI: 1.29-3.01），既有油煙暴露同時(shí)攜帶CG或GG基因型發(fā)生肺癌的危險(xiǎn)性明顯升高（OR=2.45,95%CI: 1.54-3.90），均提示IL-6-634突變基因型CG或GG與油煙暴露聯(lián)合作用可能增加非吸煙女性肺癌發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，Logistic回歸結(jié)果中油煙暴露與基因型交互項(xiàng)顯示這種聯(lián)合作用不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.329），說明油煙暴露與突變基因型之間可能不存在相乘交互作用；接下來我們以相加交互作用模型計(jì)算了交互作用指數(shù)并進(jìn)行了參數(shù)估計(jì)，結(jié)果顯示油煙暴露與突變基因型之間可能不存在相加交互作用（SI=0.85, 95%CI: 0.36-2.00）；與攜帶CC基因型且無結(jié)核病史者相比，攜帶CG或GG基因型者發(fā)生肺癌危險(xiǎn)升高（OR=1.52, 95%CI: 1.11-2.08），既有結(jié)核病史并且攜帶CG或GG基因型者患癌危險(xiǎn)明顯升高（OR=2.44, 95%CI: 1.05-5.66），結(jié)果提示IL-6-634突變基因型CG或GG聯(lián)合結(jié)核病史可能增加肺癌發(fā)生的危險(xiǎn)性，Logistic回歸結(jié)果中結(jié)核病史與基因型交互項(xiàng)顯示這種聯(lián)合作用不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.628），說明結(jié)核病史與突變基因型之間可能不存在相乘交互作用；以相加交互作用模型計(jì)算交互作用指數(shù)并進(jìn)行參數(shù)估計(jì)結(jié)果顯示，結(jié)核病史與突變基因型之間可能不存在相加交互作用（SI=0.90, 95%CI: 0.18-4.53）。

表 2 IL-6-634和IL-1β-31位點(diǎn)多態(tài)性與非吸煙女性肺癌危險(xiǎn)性的關(guān)系Tab 2 Association between IL-6-634 and IL-1β-31 polymorphisms and the risk of lung cancer risk in female non-smokers

表 3 IL-6-634基因多態(tài)與油煙暴露及結(jié)核病史的交互作用對(duì)非吸煙女性肺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的影響Tab 3 Interaction of IL-6-634 polymorphism and cooking oil fumes exposure and history of tuberculosis on risk of lung cancer in female nonsmokers

3 討論

肺癌是世界范圍內(nèi)常見的惡性腫瘤之一，研究認(rèn)為肺癌的發(fā)生是一個(gè)多基因參與、多因素共同作用的多階段過程，除與吸煙、環(huán)境污染、職業(yè)等暴露因素存在密切聯(lián)系外，還與個(gè)體對(duì)肺癌的遺傳易感性有關(guān)。已知SNP是引起個(gè)體對(duì)肺癌遺傳易感性的主要原因[12]，能夠影響煙草及其他環(huán)境致癌物的代謝和解毒、DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞周期的調(diào)控以及其他細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng)。

IL-6基因編碼的蛋白在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中有重要的作用，能作為自分泌和旁分泌的生長因子刺激或抑制腫瘤細(xì)胞生長。不少類型的腫瘤細(xì)胞都能產(chǎn)生IL-6，Yanagawa等[13]報(bào)道在肺癌患者的胸腔積液中檢測到了IL-6，有些研究也表明某些肺癌細(xì)胞株可產(chǎn)生IL-6；Arias等[14]檢測了22例肺癌患者和8例正常人支氣管肺泡灌洗液中IL-6水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肺癌患者的IL-6水平明顯高于對(duì)照組。IL-6基因位于染色體7p21區(qū)域，有報(bào)道[15,16]稱其SNP與前列腺癌、乳腺癌發(fā)生相關(guān)聯(lián)。李巖等[17]對(duì)中國北方地區(qū)人群非小細(xì)胞肺癌易感性研究發(fā)現(xiàn)，IL-6啟動(dòng)子區(qū)-572位點(diǎn)SNP與肺癌易感性相關(guān)，風(fēng)險(xiǎn)降低主要發(fā)生在肺鱗癌，而與肺腺癌無關(guān)。本研究中IL-6-634位點(diǎn)的研究結(jié)果表明，對(duì)照人群突變雜合型CG和突變純合型GG的基因型頻率分別為31.6%、5.4%，突變等位基因G的頻率為21.2%，與Seow等[18]（34.0%, 6.2%）和Lim等[19]（32.2%,5.3%）結(jié)果基本一致；而病例組基因型頻率分布與對(duì)照組相比有明顯差異，且攜帶突變型CG或GG者患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)要明顯高于攜帶野生型CC者，提示IL-6-634位點(diǎn)SNP可能是非吸煙女性肺癌發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，OR值為1.61，但與Seow等的研究結(jié)果不一致（OR=1.1, 95%CI:0.7-1.8），雖然都是選擇非吸煙人群，但是Seow等選擇的是定居在新加坡的中國女性，可能在環(huán)境暴露因素方面存在差異。

IL-1β基因位于人染色體2q13區(qū)域，其調(diào)控序列存在與蛋白濃度相關(guān)的SNPs位點(diǎn)，直接決定了IL-1β蛋白的表達(dá)水平，進(jìn)而影響疾病的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后。有研究發(fā)現(xiàn)其中位于啟動(dòng)子區(qū)的IL-1β-31、-511位點(diǎn)SNP與腫瘤發(fā)生相關(guān)，Zienolddiny等[20]分析IL-1β-31、-511位點(diǎn)與非小細(xì)胞肺癌危險(xiǎn)的聯(lián)系，研究指出攜帶-31T等位基因和-511C等位基因可明顯增加患肺癌的危險(xiǎn)性，攜帶-31TT和-511CC基因型患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)分別是攜帶野生型的2.39和2.51倍。本研究選擇-31位點(diǎn)SNP探討其與非吸煙女性肺癌的關(guān)聯(lián)，結(jié)果提示攜帶CT或TT突變型者肺癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)要低于CC攜帶者，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這與Zienolddiny等的研究結(jié)果相矛盾，可能是由于本研究選取的是非吸煙女性，排除了吸煙因素的混雜；另外，本次對(duì)照人群的CC、CT、TT基因型頻率分別為21.6%、53.8%、24.6%，與Zienolddiny等[20]研究的對(duì)照人群頻率存在一定差異，也可能與該位點(diǎn)基因多態(tài)在不同種族之間分布存在差異有關(guān)。

近年來女性肺癌的發(fā)病率急速上升，尤其在我國，女性肺癌發(fā)病率是日本、高加索人群的兩倍甚至更高，但我國女性的主動(dòng)吸煙率遠(yuǎn)低于歐美，絕大多數(shù)肺癌的發(fā)生不能歸因于吸煙，可能是由環(huán)境致癌物的暴露，慢性呼吸系統(tǒng)疾病引起[21]。目前女性肺癌和油煙暴露的關(guān)系受到廣泛的關(guān)注，已有報(bào)道[22]稱烹調(diào)時(shí)高溫加熱食用油產(chǎn)生的油煙中發(fā)現(xiàn)了多環(huán)芳烴、芳香胺等致癌物。并且有研究[23]發(fā)現(xiàn)結(jié)核感染與肺癌發(fā)生可能相關(guān)，在結(jié)核分枝桿菌感染的肺組織中發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞可以產(chǎn)生一種與表皮生長因子功能相似的上皮調(diào)節(jié)蛋白，可能造成鱗狀上皮化生并導(dǎo)致肺癌的發(fā)生。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)有油煙暴露的女性患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)是無油煙暴露者的1.81倍（95%CI:1.32-2.49, P＜0.001）；此外還發(fā)現(xiàn)有結(jié)核病史者發(fā)生肺癌的風(fēng)險(xiǎn)是無結(jié)核病史者的1.84倍（95%CI: 1.09-3.11,P=0.022）。以上結(jié)果均提示油煙暴露和結(jié)核病史可能是非吸煙女性肺癌發(fā)生的危險(xiǎn)因素。攜帶IL-6-634雜合CG基因型同時(shí)伴有油煙暴露時(shí)，比單獨(dú)油煙暴露或單獨(dú)攜帶IL-6-634雜合CG基因型時(shí)發(fā)生肺癌的風(fēng)險(xiǎn)要明顯增加，提示我們IL-6-634基因多態(tài)性與油煙暴露可能存在交互作用，既有結(jié)核病史并且攜帶CG或GG基因型者患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)也高于單純攜帶CG或GG型者或單純有結(jié)核病史者，提示結(jié)核病史與IL-6-634雜合基因型也存在交互作用。但本研究交互作用并未得到任何有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的結(jié)果，因?yàn)楸狙芯康臉颖玖坎淮?，可能?huì)影響交互作用統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)的效能；另外由于未考慮其它未知的可能的混雜因素的作用，我們得到的交互作用指數(shù)SI都是小于1的，所以也不能簡單認(rèn)為油煙暴露或結(jié)核病史與突變基因型之間相互獨(dú)立，仍需要后續(xù)研究進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證。

本研究也存在一定的局限性，選取同期醫(yī)院體檢中心進(jìn)行體檢的健康女性，可能從一定程度上造成偏倚，這些健康女性來自某個(gè)有條件參加體檢的階層，并且可能與病例在居住地分布上都會(huì)有差別，因此在評(píng)價(jià)環(huán)境暴露與患癌風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)時(shí)得出的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度可能會(huì)被夸大；另外本研究樣本量不大，可能在評(píng)估環(huán)境-基因型的交互作用時(shí)降低檢驗(yàn)效能，對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。

綜上所述，本研究相比較以往研究擴(kuò)大了樣本量并對(duì)非吸煙女性肺癌進(jìn)行了針對(duì)性的研究，發(fā)現(xiàn)油煙暴露、結(jié)核病史和IL-6-634基因多態(tài)均是非吸煙女性肺癌發(fā)生的危險(xiǎn)因素，油煙暴露與IL-6-634突變基因型同時(shí)存在可能增加非吸煙女性患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)，IL-6-634突變基因型聯(lián)合結(jié)核病史同樣能夠增加女性肺癌發(fā)生的危險(xiǎn)性。IL-1β-31基因多態(tài)性可能與非吸煙女性肺癌發(fā)生無關(guān)。以上結(jié)果有助于后續(xù)研究者了解沈陽市非吸煙女性肺癌發(fā)生的危險(xiǎn)因素，能夠更好地對(duì)肺癌高危人群進(jìn)行篩查、早診和治療。在今后的研究中我們將繼續(xù)收集標(biāo)本，在肺癌不同組織學(xué)類型病例中繼續(xù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，另外IL-6和IL-1β基因多態(tài)性與其他炎性細(xì)胞因子多態(tài)性的交互作用也值得進(jìn)一步研究。