基因多態(tài)性與胃癌的相關(guān)性研究

張夢(mèng)青， 宋 光

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科，黑龍江 哈爾濱 150001

胃癌是一種侵襲性的惡性腫瘤，是全球腫瘤相關(guān)死亡的主要原因，而中國是胃癌發(fā)病的高發(fā)區(qū)，其發(fā)病率和死亡率居高不下。由于缺乏理想的早期診斷基因生物標(biāo)志物，大部分患者已進(jìn)入臨床中晚期階段，并且錯(cuò)過了最佳治療期，盡管最近在外科和綜合治療方面取得了進(jìn)展，其5年生存率也非常低。胃癌的發(fā)病機(jī)制至今仍不明確，先前研究發(fā)現(xiàn)胃癌與癌基因激活、抑癌基因的失活、細(xì)胞因子、代謝酶基因等多態(tài)性有關(guān)，而一些新發(fā)現(xiàn)的基因如DNA修復(fù)基因、Toll樣受體(TLRs)基因、PI3K-AKT-mTOR基因、PSCA、TERT及miRNA基因多態(tài)性等與胃癌也有密切關(guān)系。盡早發(fā)現(xiàn)并確診胃癌是降低死亡率的主要手段。找到涉及胃癌起源和發(fā)展的復(fù)雜生物分子機(jī)制，從單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)方面研究胃癌，已成為近幾年的研究熱點(diǎn)。

1 DNA修復(fù)基因多態(tài)性與胃癌

DNA修復(fù)基因在維持人類基因組DNA的穩(wěn)定性和完整性方面起著至關(guān)重要的作用。核苷酸切除修復(fù)(nucleotide excision repair，NER)是DNA修復(fù)機(jī)制的一種主要方式。XPC、XPD和XPG是NER途徑研究較多的成員。NER負(fù)責(zé)消除各種內(nèi)源性或外源性損傷，包括紫外線誘導(dǎo)的光產(chǎn)物、龐大的單加成物、交聯(lián)和氧化損傷。NER基因發(fā)生遺傳變異可能會(huì)改變個(gè)體的DNA修復(fù)能力，進(jìn)而導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定和發(fā)生各種癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。

1.1XPC基因多態(tài)性與胃癌XPC由XPC基因編碼，在染色體3p25上跨越33 kb，包含16個(gè)外顯子和15個(gè)內(nèi)含子，由NER通路中的940個(gè)氨基酸組成，與HR23B相互作用形成復(fù)合物，作為DNA早期損傷識(shí)別在啟動(dòng)NER方面發(fā)揮作用。在對(duì)496例日本胃癌患者中參與NER途徑的基因(即ERCC1、XPA、XPC、XPD和XPG)中的8種潛在功能性單核苷酸多態(tài)性(SNPs)進(jìn)行了基因分型并評(píng)估了總生存期和無復(fù)發(fā)生存期，發(fā)現(xiàn)與CC/CT基因型相比，XPC rs2228000 TT基因型與總體生存率低和無復(fù)發(fā)生存率增加的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)；與GG/CG基因型相比，XPG rs17655 CC基因型與較短的總體生存率顯著相關(guān)[1]。LIU等[2]對(duì)NER途徑中8個(gè)關(guān)鍵基因的39個(gè)SNPs研究發(fā)現(xiàn)XPC rs2607775 CG基因型賦予胃癌風(fēng)險(xiǎn)比非癌癥受試者增加1.73倍的可能性，揭示其與胃癌風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。NER系統(tǒng)基因多態(tài)性對(duì)胃癌易感性的影響并不一定由單一基因多態(tài)性決定，可能需要多個(gè)基因相互合作，相互影響。NER通路多態(tài)性的檢測可能被應(yīng)用于胃癌風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測和未來的個(gè)性化預(yù)防。

1.2XPD基因多態(tài)性與胃癌XPD基因位于染色體19q13.3上，編碼含有22個(gè)外顯子和21個(gè)內(nèi)含子的2.3 kb mRNA。XPD蛋白是具有87 kD大小的760個(gè)氨基酸的多肽。LUNN等[3]發(fā)現(xiàn)XPD蛋白質(zhì)具有單鏈DNA依賴性ATP酶和5′-3′DNA解旋酶活性，這對(duì)于NER途徑和轉(zhuǎn)錄是必需的。該基因發(fā)生變異，同樣也會(huì)導(dǎo)致DNA修復(fù)能力的下降。目前Asp312Asn和Lys751Gln是XPD基因研究較多的兩個(gè)常見的SNP位點(diǎn)。LONG等[4]對(duì)中國廣西人群進(jìn)行的一項(xiàng)病例對(duì)照研究顯示密碼子751 Gln等位基因與胃竇腺癌(GAA)風(fēng)險(xiǎn)增加顯著相關(guān)，且在幽門螺桿菌感染誘導(dǎo)的GAA中具有功能意義。XIAO等[5]在納入包括86篇文章共38 848例患者和48 928名對(duì)照者的Meta分析中揭示了XPD Asp312Asn多態(tài)性與亞洲人群癌癥風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，尤其與胃癌、食管癌和膀胱癌相關(guān)性更大。

1.3XPG基因多態(tài)性與胃癌XPG基因，也被稱為ERCC5基因，其編碼具有1 186個(gè)氨基酸的單鏈特異性DNA核酸內(nèi)切酶，在DNA修復(fù)期間在3′末端切割損傷的DNA鏈。rs751402C/T和rs873601G/A是XPG基因兩個(gè)常見的多態(tài)性位點(diǎn)。ZHOU等[6]對(duì)431例胃賁門癌患者和432名健康對(duì)照者的兩個(gè)SNP位點(diǎn)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)rs751402T等位基因和TT基因型與年輕人(≤61歲)胃賁門癌風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)，其有潛力作為胃癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測指標(biāo)，而在rs873601G/A中未發(fā)現(xiàn)其與胃賁門腺癌相關(guān)性。SU等[7]在2017年進(jìn)行的薈萃分析揭示了rs751402T/C多態(tài)性與中國漢族人群胃癌風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。有學(xué)者[8]對(duì)XPG基因多態(tài)性與癌癥易感性的研究中得出，rs873601G/A的AA基因型與與整體癌癥易感性增加有關(guān)，并且進(jìn)一步分層分析顯示rs751402 C>T和rs873601 G>A與胃癌風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)性更大。其他研究發(fā)現(xiàn)，XPG其他多態(tài)性位點(diǎn)與胃癌也有關(guān)，如FENG等研究表明，XPG rs17655G/C GC和CC基因型與胃癌風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)；ZHANG等研究發(fā)現(xiàn)，XPG基因rs2094258 TT/CT基因型可能與南部地區(qū)胃癌風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[9-10]。XPG基因多態(tài)性可能成為胃癌診斷的一種新的分子生物標(biāo)志物。

2 TLRs基因多態(tài)性與胃癌

TLRs屬于Ⅰ型跨膜蛋白受體，作為生物機(jī)體內(nèi)的一類重要模式識(shí)別受體(PRRs)，可識(shí)別來源于入侵病原體的特異性高度保守序列，即病原相關(guān)分子模(PAMPs)，對(duì)天然和獲得性免疫應(yīng)答反應(yīng)進(jìn)行調(diào)控。TLRs的激活對(duì)炎癥反應(yīng)的起始和維持起重要作用，TLRs信號(hào)傳導(dǎo)失調(diào)可能導(dǎo)致炎癥和抗炎細(xì)胞因子之間的不平衡狀態(tài)，然后增加對(duì)慢性炎癥性疾病和癌癥的易感性。發(fā)生在TLRs基因位點(diǎn)上變異，將會(huì)影響TLR蛋白的表達(dá)甚至生物學(xué)功能，引發(fā)一系列自身免疫疾病、感染性疾病甚至腫瘤的發(fā)生。

2.1TLR4基因多態(tài)性與胃癌TLR4可識(shí)別幽門螺桿菌的脂多糖受體(LPS)，在激活先天性免疫和病原體識(shí)別中起關(guān)鍵作用。TLR4與LPS或其他配體結(jié)合并與CD14和髓樣差異蛋白-2(MD-2)結(jié)合后，可以傳導(dǎo)促進(jìn)免疫相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄的相關(guān)信號(hào)，從而激活并放大隨后的免疫應(yīng)答包括NF-κB和MAPK信號(hào)通路。TLR4是TLRs家族中研究較多的一個(gè)成員。ZHANG等[11]在2013年進(jìn)行的一項(xiàng)薈萃分析中發(fā)現(xiàn)，TLR4中的兩個(gè)SNPs(rs4986790和rs4986791)與癌癥風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)；在進(jìn)一步的癌癥分層分析觀察到顯著升高的風(fēng)險(xiǎn)與胃癌和其他癌癥中的rs4986790 G等位基因相關(guān)。而隨后的研究發(fā)現(xiàn)，TLR4多態(tài)性rs4986790(+896A/G)和rs4986791(+1196C/T)可能與高加索人胃癌風(fēng)險(xiǎn)顯著增加有關(guān)，在中國人群中未發(fā)現(xiàn)相關(guān)性[12]。其他學(xué)者通過研究333例癌前病變患者和312名健康對(duì)照者得出結(jié)論，TLR4單核苷酸多態(tài)性+896A/G和+1196C/T與癌前病變腸上皮化生(IM)和上皮內(nèi)瘤變(IN)的風(fēng)險(xiǎn)無關(guān)，但是卻發(fā)現(xiàn)TLR4其他位點(diǎn)基因如+2856T/C(rs10759932)的C等位基因顯著降低了IM和IN的風(fēng)險(xiǎn)，與中國漢族人群胃癌癌前病變的風(fēng)險(xiǎn)降低有關(guān)[13]。

2.2TLR9基因多態(tài)性與胃癌TLR9也是TLRs基因家族中的一個(gè)成員，其在幽門螺桿菌感染的免疫反應(yīng)中也起重要作用。患者存在持續(xù)性幽門螺桿菌感染，可能會(huì)發(fā)生各種慢性胃炎、消化性潰瘍甚至各種癌前病變等。TLR9識(shí)別細(xì)菌DNA中豐富的非甲基化CpG寡核苷酸，導(dǎo)致NF-κB活化，從而傳遞一系列免疫炎癥反應(yīng)信號(hào)，清除細(xì)菌感染等。TLR9-1237 T/C和 TLR9-1486 T/C是兩個(gè)研究較多的多態(tài)性位點(diǎn)。在進(jìn)行一項(xiàng)包含314例胃癌患者和314名健康對(duì)照者的病例研究發(fā)現(xiàn)，TLR9-1237 T/C與胃癌易感性無關(guān)，TLR9-1486 T/C與TT基因型相比，CC變異純合子和CT雜合子與中國人群胃癌風(fēng)險(xiǎn)增加和預(yù)后不良相關(guān)[14]。其可能與TLR9-1486 T/C變異導(dǎo)致TLR表達(dá)減少，對(duì)細(xì)菌識(shí)別能力下降有關(guān)。LOGANATHAN等[15]對(duì)南印度泰米爾人TLR4和TLR9多態(tài)性研究結(jié)果表明，TLR4 rs4986790、rs4986791和TLR9 rs352140多態(tài)性是影響印度泰米爾人慢性幽門螺桿菌感染的疾病易感性和臨床表現(xiàn)的潛在遺傳危險(xiǎn)因素。

3 PI3K/AKT/mTOR基因多態(tài)性與胃癌

PI3K/AKT/mTOR信號(hào)傳導(dǎo)通路是一條經(jīng)典抗凋亡、促存活信號(hào)通路，該通路的異常激活在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用[16]。該途徑關(guān)鍵基因發(fā)生改變可能影響蛋白質(zhì)功能和信號(hào)傳導(dǎo)，促進(jìn)癌癥的發(fā)生和發(fā)展。

mTOR是PI3K/AKT/mTOR信號(hào)傳導(dǎo)通路的關(guān)鍵成員。mTOR也是細(xì)胞生長和繁殖的重要調(diào)節(jié)因子，可以接受來自生長因子、營養(yǎng)、能量狀態(tài)等信號(hào)的調(diào)節(jié)，在血管生成和細(xì)胞生長、增殖、代謝、遷移、分化、凋亡等方面具有重要的生物學(xué)功能[17]。AKT基因主要編碼PI3K/AKT/mTOR途徑的重要下游效應(yīng)物，其調(diào)節(jié)關(guān)鍵細(xì)胞功能，包括葡萄糖代謝和蛋白質(zhì)合成。AKT包括AKT1、AKT2、AKT3。先前的研究曾發(fā)現(xiàn)mTOR啟動(dòng)子rs2295080T/G多態(tài)性與胃癌風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān),含有G等位基因的個(gè)體與T等位基因相比能顯著降低胃癌風(fēng)險(xiǎn)，揭示了這種有效影響mTOR表達(dá)的SNP可能是胃癌早期診斷的新生物標(biāo)志物，也是利用mTOR抑制劑治療胃癌的適宜指標(biāo)[18]。PIAO等[17]通過對(duì)mTOR和AKT基因多態(tài)性與胃癌易感性研究得出mTOR外顯子區(qū)rs1064261(TC+CC)基因型和AKT rs1130233(GA+AA)基因型與男性胃癌風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，還發(fā)現(xiàn)在正常人-萎縮性胃炎-胃癌疾病進(jìn)展中AKT rs1130233 (GA+AA)基因型與幽門螺桿菌感染之間存在顯著作用。WANG等[19]對(duì)AKT1、AKT2共5個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)研究發(fā)現(xiàn)，AKT1 rs2494752G等位基因AG/GG可能影響增加胃癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn),其機(jī)制可能是rs2494752 G等位基因顯著增加AKT1的轉(zhuǎn)錄活性。PI3K也是此信號(hào)通路中的重要一員，參與抑制凋亡和促進(jìn)細(xì)胞增殖的過程，包括PIK3CA、PIK3CB、PIK3R1、PIK3R2、PIK3R3等亞基。GE等[20]進(jìn)行的病例對(duì)照研究結(jié)果證明，位于PIK3R3的啟動(dòng)子區(qū)域中的SNP rs7536272顯示與增加的轉(zhuǎn)錄活性和PIK3R3表達(dá)的上調(diào)相關(guān)，因此參與胃癌發(fā)育。這些發(fā)現(xiàn)提供了支持mTOR、AKT和PI3K作為特定類型胃癌的潛在生物標(biāo)志物的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

4 前列腺干細(xì)胞抗原(PSCA)基因多態(tài)性與胃癌

PSCA是一種前列腺特異性細(xì)胞表面抗原，在前列腺癌中呈高表達(dá)，作為前列腺診斷的一種分子標(biāo)志物。SAEKI等[21]提出PSCA基因位于染色體8q24.2上，編碼細(xì)胞表面糖蛋白PSCA，屬于Thy-1/LY-6家族的糖基磷脂酰肌醇(GPI)錨定細(xì)胞表面蛋白，在細(xì)胞的細(xì)胞黏附、增殖、存活中起多種作用。在日本和韓國，先后開展的全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)均發(fā)現(xiàn)PSCA rs2294008和rs2976392位點(diǎn)多態(tài)性與胃癌的發(fā)生有關(guān)[22]，特別是與非賁門型胃癌相關(guān)[23]。QIU等[24]對(duì)中國東部地區(qū)1 124例胃癌患者和1 192名健康對(duì)照者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，rs2294008C/T的T等位基因和rs2976392G/A的A等位基因與胃腺癌風(fēng)險(xiǎn)增加顯著相關(guān)。近幾年曾先后進(jìn)行多項(xiàng)Meta分析更加進(jìn)一步驗(yàn)證了PSCA基因多態(tài)性與胃癌易感性的關(guān)系[25-27]。PSCA可能是胃癌中潛在的腫瘤抑制因子，其基因發(fā)生變異可能會(huì)導(dǎo)致胃癌組織中PSCA表達(dá)降低，可能是導(dǎo)致胃癌發(fā)生的原因。PSCA基因有可能成為胃癌檢測和診斷的分子生物標(biāo)志物。

5 端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(TERT)基因多態(tài)性與胃癌

近幾年研究發(fā)現(xiàn)，TERT也是癌癥易感性的基因，其與多種癌癥的發(fā)生有關(guān)。端粒酶，一種維持染色體末端端粒長度的核糖核蛋白復(fù)合物，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的永生和腫瘤發(fā)生[28]。作為端粒酶的逆轉(zhuǎn)錄酶組分，TERT在維持端粒、染色體穩(wěn)定性和預(yù)防惡性腫瘤中起關(guān)鍵作用[29]。

ZHANG等[30]研究發(fā)現(xiàn)，TERT基因rs2736100的G等位基因(TG+GG)和rs2853669的G等位基因(TG+ GG)與胃癌風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，還發(fā)現(xiàn)rs2736100與吸煙之間的相互作用與更高的胃癌風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。BAYRAM等[31]對(duì)土耳其人hTERT基因的4個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)研究發(fā)現(xiàn)，hTERT rs2736109 G> A rs2735940 T> C和rs2736100 T> G多態(tài)性與GC易感性風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，可能是評(píng)估胃癌易感性的有用遺傳生物標(biāo)志物。

6 miRNA基因多態(tài)性與胃癌

microRNA(miRNA)是一類內(nèi)源性的、長度約20～24個(gè)核苷酸的非編碼小分子RNA。據(jù)推測，miRNA調(diào)節(jié)著人類三分之一的基因。miRNA可以通過與靶基因完全互補(bǔ)結(jié)合，切斷靶基因的mRNA分子；也可以與靶基因不完全互補(bǔ)結(jié)合，抑制靶基因的翻譯。miRNA包括許多基因位點(diǎn)，如miR-146a、miR-196a2、miR-27a等，其基因多態(tài)性已成為近年來研究熱點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其與腫瘤發(fā)生、發(fā)展相關(guān)。

近幾年關(guān)于miRNA國內(nèi)研究的較少，并且尚未得出一致性的結(jié)論。JIANG等[32]發(fā)現(xiàn)，miR-146a rs2910164的GG基因型與胃癌風(fēng)險(xiǎn)降低相關(guān)，未發(fā)現(xiàn)miR-196a2 rs11614913、miR-27a rs895819與胃癌易感性的相關(guān)性。相反，也有人發(fā)現(xiàn)，攜帶miR-196a2 rs11614913 CC基因型與CT和TT基因型相比能顯著降低胃癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[33]。YANG等[34]研究發(fā)現(xiàn)，miR-27a基因(rs11671784)中的G/A多態(tài)性降低了miR-27a的表達(dá)，降低了胃癌風(fēng)險(xiǎn)并在胃癌發(fā)生中起作用。進(jìn)一步深層次研究miRNA基因多態(tài)性有助于了解胃癌發(fā)生原理。以期miRNA能成為胃癌診斷和預(yù)后的分子生物標(biāo)志物。

7 其他基因多態(tài)性與胃癌

基因多態(tài)性已成為近年來的研究熱點(diǎn)，目前發(fā)現(xiàn)一些調(diào)控miRNA成熟的基因如DGCR8和AGO1基因、miRNA靶結(jié)合位點(diǎn)基因多態(tài)性、TFF1、MDM2等與胃癌易感性相關(guān)，對(duì)胃癌基因多態(tài)性的探索仍需進(jìn)一步深層次的研究。

8 展望

人類基因組是一個(gè)十分復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，基因與疾病的之間的相互作用也十分復(fù)雜，人類對(duì)基因的研究永無止境。篩選和鑒定SNPs作為人類遺傳變異的預(yù)測生物標(biāo)記可能會(huì)影響個(gè)體對(duì)癌癥風(fēng)險(xiǎn)和早期癌癥患者治療反應(yīng)的敏感性。進(jìn)一步為胃癌基因診斷和靶向治療提供良好的應(yīng)用前景。