中国人肺癌易患性与CYP2E1基因多型性相关

中华肿瘤杂志 2000年第1期第22卷 基础研究

作者：李之山　谭文　邵康　张联　林东昕

单位：李之山（中国医学科学院中国协和医科大学肿瘤研究所肿瘤医院，100021，北京）；谭文（中国医学科学院中国协和医科大学肿瘤研究所肿瘤医院，100021，北京）；邵康(兰州医科大学附属医院)；张联（北京市肿瘤防治研究所北京医科大学临床肿瘤学院）；林东昕（中国医学科学院中国协和医科大学肿瘤研究所肿瘤医院，100021，北京）

　　关键词： 肺肿瘤；CYP2E1基因；肿瘤易患性；基因多型性；分子流行病学

　　【摘要】　目的　研究致癌物代谢酶细胞色素P450 2E1基因(CYP2E1)多型性与肺癌风险的关系。方法　以PCR-RFLP方法，分析92例肺癌患者和137例正常对照者RsaI识别的CYP2E1基因型。结果　c1/c1基因型频率在肺癌病例组为72.8%，显著（P＜0.01）高于对照组的54.7%。多因素分析表明，携带c1/c1的个体发生肺癌的危险性比携带c1/c2和c2/c2的个体高2.5倍（OR 2.5，95% CI 1.8～3.8）。分层分析发现，c1/c1基因型主要增加肺鳞状细胞癌的危险性（OR 2.6, 95% CI 2.3～5.8）。重要的是，研究发现CYP2E1 c1/c1基因型与吸烟有协同作用。c1/c1基因型或吸烟单因素作用的OR分别为3.9和4.1，而二者联合作用的OR为7.9；当吸烟量＜20包-年时，c1/c2和c2/c2基因型的OR为2.4，而c1/c1基因型的OR为7.6；当吸烟量≥20包-年时，前者的OR为5.5，而后者的OR增加到8.7。结论　CYP2E1 c1/c1基因型是中国人肺癌的遗传易患性因素，此种基因型与吸烟有协同作用。

Susceptibility to lung cancer in Chinese is associated with genetic polymorphism in cytochrome P4502E1

LI Zhishan, TAN Wen, SHAO Kang, et al.

　　（Cancer Institute (Hospital), Chinese Academy of Medical Sciences, Peking Union Medical College, Beijing 100021, China）

　　【Abstract】　Objective　To investigate the genetic polymorphism of cytochrome P4502E1 (CYP2E1) as a susceptibility factor for lung cancer in Chinese population.Methods　The genotype frequencies of RsaI restriction fragment length polymorphisms were analyzed in 92 lung cancer cases and 137 frequency-matched normal controls.Results　The CYP2E1 c1/c1 genotype was found in 72.8% of lung cancer cases, which was significantly higher (P＜0.01) than that in controls (54.7%). By multivariate analysis, this genotype was found to be associated with a 2.5-fold increased risk of lung cancer (adjusted OR 2.5, 95% CI 1.8-3.8). Stratified analysis suggested an interaction between CYP2E1 c1/c1 genotype and cigarette smoking. The odds ratio (OR) for the CYP2E1 c1/c1 genotype, cigarette smoking and both factors combined was 3.9 (95% CI 1.1-15.2), 4.1 (95% CI 1.1-15.9) and 7.9 (95% CI 2.4-29.4), respectively. The interaction between CYP2E1 c1/c1 genotype and pack-years of cigarette smoking followed the same pattern, with a markedly increased risk in the heaviest smokers.Conclusion　The CYP2E1 c1/c1 genotype is a susceptibility factor for development of lung cancer in Chinese and there is an apparent gene-environment interaction between the susceptible genotype and cigarette smoking.

　　【Subject words】　Lung neoplasm; CYP2E1; Neoplastic susceptibility; Genetic polymorphism; Molecular epidemiology

　　在中国，肺癌死亡率已上升为恶性肿瘤死亡率的第3位^［1］。吸烟是肺癌的主要原因,然而吸烟者中只有约10%的人发病，多数人可活过正常寿命期。这提示，虽然吸烟是肺癌的始动因素，但个体易患性因素起重要作用。香烟含多种致癌物，其中大多数须经代谢活化后才有致癌性。研究表明，不同个体对致癌物代谢能力存在差异，这种差异部分是由遗传决定的。因此，调控致癌物代谢能力的遗传特性是决定癌症易患性的重要因素。

　　细胞色素P450 2E1（CYP2E1）参与香烟特有亚硝胺的代谢活化，在肺组织中有较高表达^［2］，因此可能参与肺癌变过程。有若干研究报道CYP2E1基因多型性与肺癌风险的关系^［3-6］，但尚无中国人群的资料。癌症遗传易患性因素具有显著的人种特征。因此，研究中国人群的易患性因素对了解肺癌病因和预防具有重要意义。

表1　CYP2E1基因型与肺癌危险性

　　^*OR以c1/c1和c2/c2基因型频率合并后计算　　^△　校正了性别、年龄和吸烟状况材料与方法

　　1. 研究对象及其相关资料：组织病理学确诊的原发性肺癌病例为1997年8月～1998年6月在中国医学科学院肿瘤医院进行手术治疗的患者。其组织病理学类型、年龄、性别和吸烟史等资料来源于病历记录。正常对照来自北京和山东等地进行健康普查的人群，按性别和年龄与病例进行频数配对。

　　2. CYP2E1基因分型：DNA样品来自研究对象的肺外科手术标本或外周血淋巴细胞。以PCR扩增和RsaI酶切确定CYP2E1基因型^［7］。所用引物为5′CCAGTCGAGTCTACATTGTCA和5′AGAC CTCCACATTGACTAGC。PCR反应条件为：94℃ 30 s，57℃ 30s，72℃ 2 min，35个循环后，72℃ 10 min。扩增产物与RsaI温育4 h后，于琼脂糖凝胶电泳分析基因型。

　　3. 数据统计分析：以χ²检验比较病例与对照以及不同类型肺癌之间CYP2E1基因型分布的差异。以比值比(OR)及其95%可信限(CI)表示相对风险度。累计吸烟量(包-年)的计算公式为:包-年＝每日吸烟支数×吸烟年数÷20支。

　　结果

　　本组病例中，男性占83%，女性占17%。对照组中，男性占87%，女性占13%。病例组平均年龄(岁)为59.8±8.4，对照组为57.2±8.9，差异均无显著性。然而，肺癌病例组吸烟人数及平均累计吸烟量均多于对照组，分别为75.9%比54.7%和28.6±25.8包-年比17.5±21.3包-年，差异均有极显著性(P＜0.01)。吸烟导致肺癌的相对危险度(OR)为2.6 (95% CI 1.4～5.0）。

　　CYP2E1三种基因型在病例和对照组中的分布见表1。总体而言，72.8%的肺癌病例携带CYP2E1 c1/c1基因型，而对照组携带此种基因型的只有54.7%，差异有极显著性（χ²＝7.6，P＜0.01）。多变量分析表明，携带c1/c1基因型者发生肺癌的风险，比携带至少一个c2等位基因者高2.5倍（95% CI 1.5～2.8）。根据组织病理学类型分析发现，c1/c1基因型主要增加患鳞癌的风险（OR 3.5，95% CI 2.3～5.8），而与肺腺癌和其他类型肺癌风险似无显著相关（表1）。

　　我们以既不吸烟又不是c1/c1基因型的个体为参照，分析了CYP2E1基因型与吸烟的相互作用，结果归纳于表2。结果显示，c1/c1基因型或吸烟单一因素的OR分别为3.9（95% CI 1.1～15.2）和4.1（95% CI 1.1～15.9）；然而，既吸烟又携带CYP2E1 c1/c1的个体，其OR值达7.9 （95% CI 2.4～29.4）。我们根据累计吸烟量，将研究对象分为轻度吸烟者(＜20包-年)和重度吸烟者(≤20包-年)，以进一步验证c1/c1基因型与吸烟的协同作用。结果发现，当吸烟量＜20包-年时，携带c1/c2和c2/c2基因型的OR为2.4，而携带c1/c1基因型的OR增加到7.6；当吸烟量≥20包-年时，前一种基因型的OR为5.5，而后一种基因型的OR则增高到8.7（表2）。这些结果表明，对于肺癌风险，CYP2E1 c1/c1基因型与吸烟有显著的协同作用。

表2　CYP2E1 c1/c2基因型和吸烟相互作用与肺癌危险性

　　讨论

　　香烟含有几十种致癌物，其中有些致癌物可直接攻击DNA，引起基因损伤，另一些致癌物如多环芳烃类和亚硝胺类化合物，则需要代谢激活后才能损伤DNA。CYP2E1可激活香烟特有亚硝胺等致癌物，所以它可能涉及吸烟引起的肺癌变过程。我们在研究中发现，CYP2E1 c1/c1基因型与中国人肺癌尤其是与吸烟高度相关的肺鳞癌风险增高显著相关。此外，c1/c1基因型与吸烟之间有协同作用，既吸烟又携带此种基因型的个体，发生肺癌的风险显著增高。Wu等^［4］最近报道的资料与本研究结果相似，他们发现CYP2E1 c1/c1基因型是美国墨西哥人肺癌易患性因素，与吸烟有高于相乘的协同作用。

　　越来越多的资料表明，特定肿瘤的发病率在不同的人种之间有很大差异。在美国，白人和黑人以及不同民族的白人之间肺癌发病率有明显的差异，而此种差异无法以吸烟的差别来解释。Liu^［8］综合分析了8个中国的肺癌病例-对照研究资料，发现吸烟引起肺癌的归因危险性为38.2%，显著低于美国报道的86%。产生这种差异的原因还不完全清楚，虽然有许多因素，如吸烟习惯和香烟的类型可能影响吸烟相关性肺癌的发生率，但不同的人种对香烟致癌的遗传易感性差异可能也是重要原因。RsaI识别的CYP2E1等位基因频率在不同的人种中差别很大。本研究对照组的c2基因型频率为45.3%，与国内其他作者^［9］的报道(45.6 %)非常接近。然而，c2基因型频率在高加索人种和美国黑人中却很低^［4,6］。c2基因型似乎有保护作用，所以中国人吸烟相关性肺癌发病率较低可能与人群中c2基因型频率较高有关。上述结果进一步表明，在探讨特定基因作为肿瘤易感性标志物时，必须考虑人种差异。另一方面，肿瘤是基因-环境相互作用的结果，在研究易患性因素时，不可忽视特定的暴露因素，不能简单地把一个特定人群的研究结果外延到另一个不同的人群。

　　CYP2E1 c1/c1纯合子易患肺癌的机理还不清楚。RsaI多态位点在该基因调节区，可能影响基因转录。尽管体外实验发现c2等位基因的转录水平高于c1，但体内实验均证明c1基因型的酶活性高于c2基因型^［10］。因此, c1/c1纯合子易患肺癌的原因可能是此种基因型者体内CYP2E1活性高，可产生更多的活性致癌物。

　　本研究结果表明，CYP2E1基因多型性与中国人肺癌风险相关，c1/c1基因型与吸烟之间存在明显的“基因-环境”相互作用。这些结果支持调控致癌物代谢的遗传特性，是决定癌症易患性的重要因素。

　　基金项目：国家杰出青年科学基金资助项目(39825122)；北京市自然科学基金资助项目(7982033)

　　参考文献：

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收稿日期：1998-10-09