于倩倩,邱 紅,熊慧華,李 雯,楊 菊,胡廣原
華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院腫瘤科,武漢 430030
HPV血清學(xué)陽(yáng)性協(xié)同ATM基因的變體增加飲酒人群中食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)*
于倩倩,邱 紅,熊慧華,李 雯,楊 菊,胡廣原△
華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院腫瘤科,武漢 430030
目的 探討毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)癥突變(ATM)基因的多態(tài)性和人乳頭瘤病毒16(HPV16)感染對(duì)于食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的協(xié)同作用。方法 對(duì)303例食管鱗狀細(xì)胞癌患者和304例無(wú)癌對(duì)照者的外周血標(biāo)本進(jìn)行ATM基因分型和HPV16的血清學(xué)檢測(cè)。ATM的單核苷酸多態(tài)性(SNP)位點(diǎn)(rs373759,rs189037)通過(guò)熒光定量Taq-Man技術(shù)進(jìn)行基因分型,HPV16的血清學(xué)狀態(tài)通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(ELISA)檢測(cè)。危險(xiǎn)因素與食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性采用非條件Logistic回歸模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果 在飲酒人群中,rs373759的基因型與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)存在明顯的相關(guān)性(Ptrend=0.006),相比于CC型,CT型的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)提高了1.82倍(95%CI 1.10,3.01),TT型的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)提高了2.50倍(95%CI1.15,5.45);相比于rs189037的GG基因型,rs189037AG/AA型人群中食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有輕度提高(OR值1.64;95%CI 1.00,2.68)。HPV16血清學(xué)陽(yáng)性是飲酒人群(OR值1.92;95%CI1.20,3.07)和吸煙人群(OR值1.96;95%CI1.26,3.50)中食管鱗狀細(xì)胞癌的易感因素。rs373759的基因型和HPV16血清學(xué)狀態(tài)對(duì)于食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有交互作用(PG×E=0.009,OR值2.04;95%CI 1.19,3.48)。相比于HPV16陰性且rs373759CC型的人群,HPV陰性且rs373759CT/TT型的人群發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增高(OR值2.43;95%CI 1.25,4.72),HPV陽(yáng)性且rs373759CC型的人群發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步增高(OR值2.51;95%CI 1.23,5.13),HPV16陽(yáng)性且rs373759CT/TT型的人群食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加了3.83倍(95%CI 1.93,7.61)。結(jié)論 HPV16血清學(xué)陽(yáng)性協(xié)同ATM rs373759的突變基因型增加了飲酒人群中食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。
食管鱗狀細(xì)胞癌; ATM; 基因多態(tài)性; HPV16; 飲酒
Key words esophageal squamous cell carcinoma; ATM; polymorphism; HPV16; drinking
DNA損傷修復(fù)和細(xì)胞周期調(diào)控的紊亂在腫瘤的發(fā)病過(guò)程中扮演著重要的角色[1]。毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)癥突變(ATM)基因作為下游多個(gè)細(xì)胞周期檢測(cè)點(diǎn)的觸發(fā)因素,掌控著基因組穩(wěn)定性的命脈[2]。人乳頭瘤病毒(HPV)可以與細(xì)胞周期通路上相關(guān)的位點(diǎn)結(jié)合,引起凋亡和(或)轉(zhuǎn)錄通路的功能異常[34]。ATM的基因多態(tài)性和HPV的感染均與多種腫瘤的發(fā)病相關(guān)[58]。我們以往的研究表明HPV16可協(xié)同凋亡相關(guān)的基因促進(jìn)食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)?。?]。那么,ATM的基因多態(tài)性和HPV感染對(duì)于食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病是否有協(xié)同作用?
為此,我們將在受試者人群中檢測(cè)ATM的單核苷酸多態(tài)性(SNP)位點(diǎn)rs373759和rs189037的基因型和HPV16的血清學(xué)狀態(tài),并分析二者對(duì)食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病的聯(lián)合作用。
1.1 研究分組
食管鱗狀細(xì)胞癌病例組人群(n=303)和對(duì)照組人群(n=304)均是出生在湖北省的中國(guó)漢族人群。病例組是病理報(bào)告確診為食管鱗狀細(xì)胞癌的患者,2009至2012年期間就診于華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院。病例組的排除標(biāo)準(zhǔn)包括患者存在第2原發(fā)腫瘤、原發(fā)食管以外的腫瘤、起源不明的腫瘤、或組織病理學(xué)診斷為鱗狀細(xì)胞癌以外的病理類型的腫瘤。無(wú)癌對(duì)照組來(lái)源于2009至2012年期間在同濟(jì)醫(yī)院體檢中心接受了全面健康檢查的人群。304例健康對(duì)照組的受試者與病例組的受試者在年齡(±5歲)和性別的頻率上匹配良好。
我們以采訪的形式對(duì)受試者進(jìn)行信息采集,包括年齡、性別、民族、籍貫、疾病史、家族史、吸煙史和飲酒史等。對(duì)于每天至少吸1支卷煙且至少持續(xù)1年的受試者被定義為“吸煙者”,其余為“非吸煙者”;飲酒每周至少1次且持續(xù)1年以上的受試者被定義為“飲酒者”,其余為“非飲酒者”。
本研究方案得到同濟(jì)醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn),所有受試者均簽署了知情同意書。我們?cè)谡鞯檬茉囌咄獾那闆r下每人留取了2mL的新鮮血液標(biāo)本。
1.2 基因分型
基因組DNA采用日本FUJIFILM公司的QG DNA全血試劑盒從外周血標(biāo)本中提取,并儲(chǔ)存在-80℃冰箱。使用7900HT型實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀(Applied Biosystems,F(xiàn)oster City,CA,USA)通過(guò)TaqMan方法對(duì)ATM的SNP(rs373759和rs189037)進(jìn)行基因分型,具體方法見既往的研究[10]。rs373759和rs189037的探針從Applied Biosystems公司訂購(gòu),基因分型結(jié)果應(yīng)用SDS 2.3等位基因分析軟件(Applied Biosystems)分析。將基因分型結(jié)果隨機(jī)抽樣10%進(jìn)行驗(yàn)證,得到100%的重復(fù)率。
1.3 HPV16血清學(xué)檢測(cè)
考慮HPV16是食管鱗狀細(xì)胞癌患者中最常感染的HPV亞型[8],我們按照武漢華美公司HPV16 L1-衣殼抗體酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)試劑盒說(shuō)明書,檢測(cè)所有受試者血清中抗HPV16L1-衣殼蛋白的免疫球蛋白G(IgG)的水平。陽(yáng)性結(jié)果的判定參照說(shuō)明書的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)人員僅負(fù)責(zé)檢測(cè)打亂編碼的樣品,對(duì)樣品來(lái)自病例組還是對(duì)照組并不知曉。隨機(jī)抽取5%的樣品復(fù)核,得到100%的一致率。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法
應(yīng)用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征(年齡和性別)和暴露因素(吸煙、飲酒和HPV16血清學(xué)狀態(tài))以及ATM的基因型在病例組和對(duì)照組的分布差異采用Pearsonχ2檢驗(yàn),比值比(OR)和95%可信區(qū)間(CI)基于單因素和多因素的Logistic回歸模型來(lái)計(jì)算。ATM的基因型與食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的潛在關(guān)系通過(guò)多因素Logistic回歸來(lái)確定OR值和95%CI。不同基因型與食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)性的Trend檢驗(yàn)在回歸分析中調(diào)節(jié)了年齡、性別、吸煙、飲酒和HPV16血清學(xué)狀態(tài)。HPV16和ATM的基因型對(duì)于食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的聯(lián)合作用在多因素Logistic回歸模型中評(píng)估。變量間的交互作用采用單一交互參數(shù)的1-自由度的基于多因素Logistic回歸模型的Wald檢驗(yàn)[11]。對(duì)照組中基因型分布的Hardy-Weinberg平衡采用擬合優(yōu)度的χ2檢驗(yàn)。利用SHEsis軟件對(duì)rs373759和rs189037進(jìn)行連鎖不平衡分析。所有顯著性檢驗(yàn)均采用雙側(cè)概率檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 研究對(duì)象的一般特征和暴露因素的分布
303例食管鱗狀細(xì)胞癌病例組和304例無(wú)癌對(duì)照組的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征和暴露因素的分布見表1。在病例組中,平均年齡為(58.7±8.5)歲,且85.1%是男性;在對(duì)照組中,平均年齡為(57.8±12.0)歲,且83.2%是男性。兩組年齡行t檢驗(yàn)P=0.315,年齡按表1分組,χ2檢驗(yàn)P<0.001;性別χ2檢驗(yàn)P=0.516。分析時(shí)將年齡分為<51歲,51~歲和>70歲,主要參考食管鱗狀細(xì)胞癌高發(fā)年齡的區(qū)間。病例組人群吸煙和飲酒的比例均高于對(duì)照組人群(吸煙70.6%vs.50.3%,P<0.001;飲酒63.0%vs.51.0%,P=0.003)。病例組HPV16血清學(xué)陽(yáng)性的比例高于對(duì)照組(54.8%vs.43.4%,P=0.005;在多因素Logistic回歸模型中,調(diào)節(jié)OR值1.69;95%CI 1.20,2.38)。
表1 人口統(tǒng)計(jì)變量和危險(xiǎn)因素在食管鱗狀細(xì)胞癌病例組和無(wú)癌對(duì)照組的分布[例(%)]Table1 Distribution of demographic variables and risk factors in ESCC group and cancer-free control group[n(%)]
2.2 在研究人群中ATM的基因型和食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性
ATM rs373759和ATM rs189037在病例組和對(duì)照組中的分布和與食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性如表2所示。rs373759和rs189037的基因型在對(duì)照組人群中的頻率均符合Hardy-Weinberg平衡(rs373759,P=0.652;rs189037,P=0.920)。不論是rs373759(CC,CT和TT)還是rs189037(GG,AG和AA)的基因型在兩組人群中的分布均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(rs373759,P=0.162;rs189037,P=0.358)。rs373759的CT型和TT型的頻率在病例組均高于對(duì)照組(CT型44.2%vs.44.1%;TT型13.9%vs.9.2%),但是食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)在CT型(OR值1.27;95%CI 0.88,1.83),TT型(OR值1.55;95%CI 0.88,2.73)以及CT+TT型(OR值1.33;95%CI 0.94,1.87)的人群中均沒有明顯增高。rs189037的AA型的頻率在病例組高于對(duì)照組(19.1%vs.14.8%),但是食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)在AA型(OR值1.33;95%CI 0.80,2.19)的人群中沒有明顯增高。
2.3 在飲酒人群中ATM的基因型和HPV16血清學(xué)狀態(tài)與食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性
ATM rs373759和ATM rs189037在飲酒人群中的分布和與食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性如表3所示。在飲酒人群中,rs373759的基因型在對(duì)照組和病例組中的分布有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(CC型50.5%vs.37.7%;CT型40.0%vs.47.1%;TT型9.7%vs.15.2,P=0.046),且食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)在CT型(OR值1.82;95%CI 1.10,3.01),TT型(OR值2.50;95%CI 1.15,5.45)以及CT/TT型(OR值1.95;95%CI 1.21,3.14)的人群中均明顯增高。rs189037的AG型和AA型的頻率在病例組均高于對(duì)照組(AG型50.3%vs.45.2%;AA型19.9%vs.15.5%),但是差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.160)。相比于rs189037的GG基因型,在AG/AA型人群中食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有輕度提高(OR值1.64;95%CI 1.00,2.68)。同時(shí),在飲酒人群中,HPV16血清學(xué)陽(yáng)性使食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)提高(調(diào)節(jié)OR值1.92;95%CI 1.20,3.07)。
我們?cè)诜秋嬀迫巳褐幸策M(jìn)行了類似的分析,發(fā)現(xiàn)rs373759和rs189037的基因型在病例組和對(duì)照組的分布無(wú)顯著性差異,不同基因型與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)亦無(wú)相關(guān)性;HPV16的血清學(xué)狀態(tài)與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)無(wú)相關(guān)性,數(shù)據(jù)未列出。
表2 ATM基因型在對(duì)照組和病例組中的分布以及與食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性Table2 Distribution of ATM genotypes in control and case groups and the association of ATM polymorphism with risk of ESCC
表3 ATM基因型和HPV16血清學(xué)狀態(tài)在飲酒人群中的分布以及與食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性Table3 Distribution of ATM genotypes and HPV16serologic status and their associations with risk of ESCC in drinkers
2.4 在吸煙人群中ATM的基因型和HPV16血清學(xué)狀態(tài)與食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性
如表4所示,在吸煙人群中,rs373759的CT型和TT型在病例組中的比例均高于對(duì)照組,但是分布差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(CT型43.5%vs.39.2%,TT型15.0%vs.11.8%,P=0.341),CT/TT型與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)(調(diào)節(jié)OR值1.47;95%CI 0.94,2.30)無(wú)相關(guān)性(P=0.089)。rs189037的基因型在吸煙人群中的分布無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.557),不同基因型與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)亦無(wú)明顯相關(guān)性。然而,HPV16血清學(xué)陽(yáng)性使吸煙人群的食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增高(調(diào)節(jié)OR值1.96;95%CI 1.26,3.05)。
在非吸煙人群中,rs373759和rs189037的基因型以及HPV16的血清學(xué)狀態(tài)在病例組和對(duì)照組的分布無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。數(shù)據(jù)未列出。
表4 ATM基因型和HPV血清學(xué)狀態(tài)在吸煙人群中的分布以及與食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性Table4 Distribution of ATM genotypes and HPV16serologic status and their associations with risk of ESCC in smokers
2.5 ATM的基因型和HPV16血清學(xué)狀態(tài)在飲酒人群中對(duì)食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的聯(lián)合作用
ATM基因編碼的蛋白對(duì)于細(xì)胞周期起到重要的監(jiān)控作用;而HPV可以作用于細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)通路的蛋白,引起通路的功能異常??紤]到基因和暴露因素功能上的關(guān)聯(lián),我們聯(lián)合分析了二者與食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性,如表5所示。在rs373759和HPV16的聯(lián)合分析中,以HPV16陰性且rs373759CC型的人群為參照,HPV陰性且rs373759CT/TT型的人群發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增高(P=0.009,調(diào)節(jié)OR值2.43;95%CI 1.25,4.72),HPV陽(yáng)性且rs373759CC型的人群發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步增高(P=0.012,調(diào)節(jié)OR值2.51;95%CI 1.23,5.13),HPV陽(yáng)性且rs373759CT/TT型的人群發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)最高(P<0.01,調(diào)節(jié)OR值3.83;95%CI 1.93,7.61)。同時(shí),rs373759的基因型和HPV16的血清學(xué)狀態(tài)對(duì)于食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有交互作用(P=0.009,調(diào)節(jié)OR值2.04;95%CI 1.19,3.48)。
在rs189037和HPV16的聯(lián)合分析中,與HPV16陰性且rs189037GG型的人群相比,HPV16陰性且rs189037AG/AA型的人群食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增高(P=0.006,調(diào)節(jié)OR值2.68;95%CI 1.33,5.37),HPV16陽(yáng)性且rs189037 GG型的人群食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)也明顯增高(P=0.002,調(diào)節(jié)OR值3.72;95%CI 1.65,8.42),HPV16陽(yáng)性且rs189037AG/AA型的人群食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增高到3.60倍(P<0.01,95%CI 1.78,7.29)。但是HPV16的血清學(xué)狀態(tài)和rs189037的基因型之間無(wú)交互作用(P=0.063,調(diào)節(jié)OR值1.61;95%CI 0.97,2.66)。
表5 ATM rs373759/rs189037和HPV16在飲酒人群中對(duì)于食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的聯(lián)合作用Table5 Synergistic effects of ATM rs373759/rs189037genotypes and HPV16serologic status on ESCC risk in drinkers
我們對(duì)ATM rs373759和ATM rs189037進(jìn)行了連鎖不平衡分析,發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)SNP位點(diǎn)高度連鎖不平衡(D’=0.951,圖1)。因此,rs373759和rs189037這兩個(gè)位點(diǎn)對(duì)于食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的聯(lián)合作用未納入分析。
圖1 ATM的SNP基因型連鎖不平衡分析圖Fig.1 Linkage disequilibrium analysis of ATM SNPs
食管癌是全球八大惡性腫瘤之一,其致死率位于腫瘤相關(guān)死亡率的第6位。自伊朗北部經(jīng)過(guò)中亞各國(guó)延伸到中國(guó)中北部,常常被稱為——食管癌帶,這個(gè)區(qū)域的病例90%是食管鱗狀細(xì)胞癌[12]。由于臨床上缺乏對(duì)于早期食管鱗狀細(xì)胞癌的診斷方法,導(dǎo)致其在高發(fā)地區(qū)的5年生存率不到10%[1314]。目前已知的食管鱗狀細(xì)胞癌的高危因素包括吸煙、過(guò)度的酒精攝入、較差的營(yíng)養(yǎng)狀況、蔬菜水果的低攝入和喝高溫的飲品[12]。一些研究者認(rèn)為,高危人乳頭瘤病毒(HPV)的感染與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病相關(guān)[8],但是沒有形成一致性的結(jié)論。
關(guān)于食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病相關(guān)的遺傳標(biāo)志的探索,在中國(guó)人群中有3個(gè)基于全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)的臨床研究[11,1516]。本課題組在既往的研究中選擇了其中凋亡通路相關(guān)的單核苷酸多態(tài)性(SNP)位點(diǎn)進(jìn)行了驗(yàn)證,并發(fā)現(xiàn)其中的某些位點(diǎn)聯(lián)合HPV的感染對(duì)食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病有協(xié)同促進(jìn)作用[9]。盡管食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的遺傳因素的研究較多,但是可應(yīng)用于臨床診療的遺傳標(biāo)志仍然在探索中。
以往的研究表明,惡變細(xì)胞獲得無(wú)限的增殖潛能是腫瘤形成的基本步驟。毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)癥突變(ATM)基因編碼磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)樣絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,在DNA雙鏈的修復(fù)和細(xì)胞的凋亡與衰老中起到關(guān)鍵性作用[2]。ATM激活后可觸發(fā)包括p53[17]在內(nèi)的多條細(xì)胞周期檢測(cè)點(diǎn)相關(guān)通路——檢測(cè)點(diǎn)相關(guān)通路對(duì)于DNA損傷應(yīng)答和基因組穩(wěn)定性的維持是必需的。目前大量的研究表明ATM基因多態(tài)性與多種腫瘤的發(fā)病相關(guān),如肺腺癌[5]、甲狀腺癌[6]、乳腺癌[7]等。ATM基因與食管癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的研究數(shù)據(jù)較少,但是有研究表明ATM基因是潛在的食管癌早期診斷的生物學(xué)標(biāo)志之一[18]。
HPV感染與食管癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的研究可以追溯到1982年。我們之前的研究也表明,HPV16血清學(xué)陽(yáng)性在飲酒的亞組人群中增加食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[19]。高危HPV的E6和E7腫瘤蛋白可與抑癌基因p53和Rb相結(jié)合,引起細(xì)胞凋亡通路的失活和轉(zhuǎn)錄通路的激活,為惡變細(xì)胞的永生化創(chuàng)造了條件[34]。
我們的研究探索了ATM rs373759和ATM rs189037的基因型與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性,并進(jìn)一步分析了ATM基因型和HPV16血清學(xué)狀態(tài)對(duì)于食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的聯(lián)合作用。在全體受試者中,rs373759和rs189037的基因型與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)無(wú)明顯相關(guān)性。我們以飲酒狀態(tài)對(duì)全體受試者進(jìn)行分層,發(fā)現(xiàn)在飲酒人群中,rs373759的基因型與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)存在明顯的相關(guān)性(Ptrend=0.006),相比于CC型,TT型的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)提高了2.5倍(95%CI 1.15,5.45);rs189037在飲酒人群中的分布未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,但是AG/AA型的人群比GG型的人群發(fā)生食管鱗狀細(xì)胞癌的風(fēng)險(xiǎn)有輕度增高(OR值1.64;95%CI 1.00,2.68)。在非飲酒人群中,rs373759和rs189037的基因型在對(duì)照組和病例組中的分布無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)亦無(wú)相關(guān)性。在以吸煙狀態(tài)分層的不同人群中,rs373759和rs189037的基因型與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)亦無(wú)明顯相關(guān)性。HPV16血清學(xué)陽(yáng)性是吸煙或飲酒人群中食管鱗狀細(xì)胞癌的危險(xiǎn)因素,但是在非吸煙或非飲酒的人群中,HPV16的血清學(xué)狀態(tài)與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)無(wú)相關(guān)性。我們進(jìn)一步在飲酒人群中探討了ATM基因型與HPV16血清學(xué)狀態(tài)對(duì)于食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的交互作用,發(fā)現(xiàn)HPV16陽(yáng)性和rs373759的CT/TT基因型對(duì)于食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有協(xié)同促進(jìn)作用(PG×E=0.009),相比于HPV16陰性且rs373759CC型的人群,HPV16陽(yáng)性且rs373759 CT/TT型的人群食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加3.83倍。
ATM基因變異增加了多種腫瘤的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn),但是與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是否相關(guān)尚待進(jìn)一步的研究。來(lái)自國(guó)際癌癥基因組聯(lián)盟(ICGC)的一項(xiàng)研究表明,細(xì)胞周期通路上的基因變異與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病有密切的相關(guān)性[20]。ATM基因編碼的蛋白激酶(屬于PI3K家族的成員)是細(xì)胞周期維穩(wěn)的核心監(jiān)控者。活化的ATM蛋白能夠磷酸化多種調(diào)控雙鏈DNA損傷應(yīng)答的蛋白酶。這對(duì)于維持下游細(xì)胞周期檢測(cè)點(diǎn)相關(guān)通路的正常運(yùn)作和基因組的穩(wěn)定性起到不可替代的作用[21]。因此,結(jié)合我們的研究發(fā)現(xiàn),ATM的基因變異可能作為食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的潛在生物標(biāo)志。
在以往的研究中,HPV16感染與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是否相關(guān)仍然存在爭(zhēng)議。結(jié)果的不一致性可能歸結(jié)于研究設(shè)計(jì)的不同,檢測(cè)方法的不同,人群和種族差異,以及其他相關(guān)危險(xiǎn)因素的干擾。我們參考以往研究的檢測(cè)方法[2224],采用ELISA試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)血清中抗HPV16L1衣殼蛋白的IgG,發(fā)現(xiàn)HPV16感染在吸煙或飲酒的人群中增加了食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。我們的研究結(jié)果得到了其他臨床研究的支持——在近期發(fā)表的兩項(xiàng)Meta分析中,綜合多項(xiàng)研究數(shù)據(jù)得出——高危HPV感染增加了食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[8,25]。
關(guān)于HPV16與細(xì)胞周期通路相關(guān)的基因在口腔鱗癌發(fā)病中的交互作用已有研究報(bào)道[24]。同時(shí),我們的結(jié)果亦得到來(lái)自分子生物學(xué)研究的支持。高危HPV引發(fā)細(xì)胞惡變主要通過(guò)E6和E7腫瘤蛋白——E6與p53結(jié)合導(dǎo)致p53信號(hào)通路的失活;E7降解pRB從而引起E2F依賴的轉(zhuǎn)錄通道的激活——來(lái)影響細(xì)胞周期的調(diào)控[34],而p53/Rb通路正是ATM下游的調(diào)節(jié)靶點(diǎn)。因此,HPV16和ATM對(duì)食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)在飲酒的亞組人群中有協(xié)同促進(jìn)作用是有據(jù)可循的。
我們的研究仍存在一些缺點(diǎn)和不足。首先,我們僅在飲酒人群中發(fā)現(xiàn)了ATM基因型與食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān),這可能限制了ATM的基因多態(tài)性作為易感標(biāo)志在全體人群中的適用性。有研究表明乙醇代謝產(chǎn)物可以激活A(yù)TM蛋白[26]。因此,我們猜想,飲酒可能在一定程度上放大了ATM在細(xì)胞周期調(diào)控中的作用,故在飲酒人群中更明顯地體現(xiàn)了ATM與食管鱗狀細(xì)胞癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性。當(dāng)然,這種假設(shè)需要進(jìn)一步的驗(yàn)證。其次,我們判斷受試者是否感染了HPV16是通過(guò)ELISA的方法來(lái)檢測(cè)血清中的抗體水平。我們知道,任何部位HPV16的感染均可引起機(jī)體的免疫反應(yīng)。這對(duì)我們的分組可能造成一定的偏倚。
盡管如此,我們的研究仍具有一定的臨床意義。雖然食管鱗狀細(xì)胞癌的治療策略不斷改進(jìn),但其預(yù)后依然不容樂觀,這很大程度上是由于疾病早期無(wú)特異性的癥狀和臨床缺乏識(shí)別早期食管鱗狀細(xì)胞癌的方法。而我們以經(jīng)濟(jì)微創(chuàng)的方法檢測(cè)受試者外周血的生物標(biāo)志,可以幫助識(shí)別食管鱗狀細(xì)胞癌的易感人群。這可能為后續(xù)的篩查試驗(yàn)縮窄了目標(biāo)人群,一定程度上提高了醫(yī)療資源的投入效益比。我們的研究是首次發(fā)現(xiàn)ATM基因多態(tài)性和HPV16對(duì)飲酒人群中食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有交互作用,為未來(lái)的研究提供了良好的線索。
綜上所述,我們的研究表明ATM rs373759和ATM rs189037的基因型在飲酒的中國(guó)人群中與食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān);HPV16血清學(xué)陽(yáng)性是飲酒或吸煙人群食管鱗狀細(xì)胞癌的易感因素;HPV16血清學(xué)陽(yáng)性協(xié)同ATM的基因型明顯增加了飲酒人群中食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。
[1] Zhou B,Zhang H,Damelin M,et al.Tumour-initiating cells: challenges and opportunities for anticancer drug discovery[J].Nat Rev Drug Discov,2009,8(10):806-823.
[2] Stagni V,Oropallo V,F(xiàn)ianco G,et al.Tug of war between survival and death:exploring ATM function in cancer[J].Int J Mol Sci,2014,15(4):5388-5409.
[3] McLaughlin-Drubin M E,Munger K.The human papillomavirus E7oncoprotein[J].Virology,2009,384(2):335-344.
[4] Howie H L,Katzenellenbogen R A,Galloway D A.Papillomavirus E6proteins[J].Virology,2009,384(2):324-334.
[5] Shen L,Yin Z,Wu W,et al.Single nucleotide polymorphism in ATM gene,cooking oil fumes and lung adenocarcinoma susceptibility in Chinese female non-smokers:a case-control study[J].PLoS One,2014,9(5):e96911.
[6] Xu L,Morari E C,Wei Q,et al.Functional variations in the ATM gene and susceptibility to differentiated thyroid carcinoma[J].J Clin Endocrinol Metab,2012,97(6):1913-1921.
[7] Wang H C,Chang W S,Tsai R Y,et al.Association between ataxia telangiectasia mutated gene polymorphisms and breast cancer in Taiwanese females[J].Anticancer Res,2010,30(12):5217-5221.
[8] Li X,Gao C,Yang Y,et al.Systematic review with meta-analysis:the association between human papillomavirus infection and oesophageal cancer[J].Aliment Pharmacol Ther,2014,39(3):270-281.
[9] Yang J,Wu H,Wei S,et al.HPV seropositivity joints with susceptibility loci identified in GWASs at apoptosis associated genes to increase the risk of esophageal wquamous cell carcinoma(ESCC)[J].BMC Cancer,2014,14(1):501.
[10] Yang J,Liu B,Li W,et al.Association of p53and MDM2polymorphisms with risk of human papillomavirus(HPV)-related esophageal squamous cell carcinoma(ESCC)[J].Cancer Epidemiol,2013,37(5):629-633.
[11] Wu C,Kraft P,Zhai K,et al.Genome-wide association analyses of esophageal squamous cell carcinoma in Chinese identify multiple susceptibility loci and gene-environment interactions[J].Nat Genet,2012,44(10):1090-1097.
[12] Jemal A,Bray F,Center M M,et al.Global cancer statistics[J].CA Cancer J Clin,2011,61(2):69-90.
[13] Aghcheli K,Marjani H A,Nasrollahzadeh D,et al.Prognostic factors for esophageal squamous cell carcinoma-αpopulationbased study in Golestan Province,Iran,a high incidence area[J].PLoS One,2011,6(7):e22152.
[14] Li J,Song Q,Zhou X,et al.Major cancer mortality and changes in Yanting,2004-2009:introduction to cancer challenges in a high risk area[J].Asian Pac J Cancer Prev,2011,12(2): 409-413.
[15] Wang L D,Zhou F Y,Li X M,et al.Genome-wide association study of esophageal squamous cell carcinoma in Chinese subjects identifies susceptibility loci at PLCE1and C20orf54[J].Nat Genet,2010,42(9):759-763.
[16] Wu C,Hu Z,He Z,et al.Genome-wide association study identifies three new susceptibility loci for esophageal squamouscell carcinoma in Chinese populations[J].Nat Genet,2011,43(7):679-684.
[17] Banin S,Moyal L,Shieh S,et al.Enhanced phosphorylation of p53by ATM in response to DNA damage[J].Science,1998,281(5383):1674-1677.
[18] Jiang Y,Liang Z D,Wu T T,et al.Ataxia-telangiectasia mutated expression is associated with tobacco smoke exposure in esophageal cancer tissues and benzo[a]pyrene diol epoxide in cell lines[J].Int J Cancer,2007,120(1):91-95.
[19] Qi Z,Jiang Q,Yang J,et al.Human papillomavirus(HPV)infection and the risk of esophageal squamous cell carcinoma[J].Dis Esophagus,2013,26(1):61-67.
[20] Song Y,Li L,Ou Y,et al.Identification of genomic alterations in oesophageal squamous cell cancer[J].Nature,2014,509(7498):91-95.
[21] Bakkenist C J,Kastan M B.DNA damage activates ATM through intermolecular autophosphorylation and dimer dissociation[J].Nature,2003,421(6922):499-506.
[22] Van Doornum G J,Korse C M,Buning-Kager J C,et al.Reactivity to human papillomavirus type 16L1virus-like particles in sera from patients with genital cancer and patients with carcinomas at five different extragenital sites[J].Br J Cancer,2003,88(7):1095-1100.
[23] Kamangar F,Qiao Y L,Schiller J T,et al.Human papillomavirus serology and the risk of esophageal and gastric cancers: results from a cohort in a high-risk region in China[J].Int J Cancer,2006,119(3):579-584.
[24] Chen X,Sturgis E M,Lei D,et al.Human papillomavirus seropositivity synergizes with MDM2variants to increase the risk of oral squamous cell carcinoma[J].Cancer Res,2010,70(18):7199-7208.
[25] Hardefeldt H A,Cox M R,Eslick G D.Association between human papillomavirus(HPV)and oesophageal squamous cell carcinoma:a meta-analysis[J].Epidemiol Infect,2014,142(6):1119-1137.
[26] Clemens D L,Schneider K J,Nuss R F.Ethanol metabolism activates cell cycle checkpoint kinase,Chk2[J].Alcohol,2011,45(8):785-793.
(2014-08-22 收稿)
HPV Seropositivity Synergized with ATM Variants Increases the Risk of Esophageal Squamous Cell Carcinoma in Drinkers
Yu Qianqian,Qiu Hong,Xiong Huihua et al
Department of Oncology,Tongji Hospital,Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430030,China
Objective To investigate the synergistic effects of human papilloma virus 16(HPV16)and the Ataxia telangiectasia mutated(ATM)gene polymorphism on the risk of esophageal squamous cell carcinoma(ESCC).Methods The peripheral blood of 303ESCC patients and 304cancer-free controls was evaluated for the ATM polymorphism and HPV16serology.ATM single nucleotide polymorphism(SNP)loci(rs373759,rs189037)were genotyped by TaqMan fluorescent quantitative techniques.The serum status of HPV16was measured by enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA).The associations of risk factors with the ESCC risk were staistically analysized non-conditional Logistic regression models.Results In the drinking population,rs373759genotypes were significantly associated with the risk of ESCC(Ptrend=0.006).People with rs373759CT genotype had a 1.82-fold(95%CI1.10,3.01)increased risk for ESCC and those with rs373759TT genotype had a 2.50-fold(95% CI 1.15,5.45)increased risk for ESCC when compared with rs373759CC genotype.Compared with rs189037GG genotype,the participants with rs189037AG/AA genotypes were associated with a mildly increased risk of ESCC(OR1.64;95%CI 1.00,2.68).HPV16seropositivity was a susceptible factor for ESCC in drinkers(OR1.92;95%CI 1.20,3.07)and smokers(OR 1.96;95%CI1.26,3.50).rs373759genotypes and HPV16serological status had interactions on the risk of ESCC(PG×E=0.009,OR2.04;95%CI1.19,3.48).The risk of ESCC was elevated in the group with negative HPV16and rs373759CT/TT genotypes(OR2.43;95%CI1.25,4.72),the group with positive HPV16and rs373759CC genotype(OR2.51;95%CI 1.23,5.13),and the group with positive HPV16and rs373759CT/TT genotypes(OR3.83;95%CI1.93,7.61)relative to the group of negative HPV16and rs373759CC genotype.Conclusion HPV16synergized with ATM rs373759variants increases the risk of ESCC in drinkers.
R735.1
10.3870/j.issn.1672-0741.2015.01.010
*國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.81272492,No.81372434,No.81071832)
于倩倩,女,1987年生,博士研究生,E-mail:15926200258@163.com
△通訊作者,Corresponding author,E-mai:h.g.y.121@163.com
華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2015年1期