谷胱甘肽转硫酶M1基因型与胃癌易感性的研究

作者：周涛,樊薇,韩炜,高艳景

1山东大学齐鲁医院  消化内科  （山东  济南  250012）

2山东省医学科学院  基础医学研究所  （山东  济南  250062）      【关键词】  胃肿瘤 基因型 流行病学 分子

    【摘要】目的：探讨中国汉族人群GSTM1基因型与胃癌易患性的关系，为胃癌高危人群的确定和胃癌的一级预防提供分子生物学手段。方法：501例，分为胃癌（GC）组、慢性萎缩性胃炎（CAG）组、慢性浅表性胃炎（CSG）组、胃溃疡（GU）组、十二指肠溃疡（DU）组及正常对照组，采用统一的调查表，调查年龄、性别、学历、职业、吸烟史、饮酒史、饮食习惯、肿瘤家族史等。采用序列特异性引物的聚合酶链反应（PCRSSP）检测GSTM1基因型测定组的基因型频率，ELISA法测定Hp感染，病例对照研究方法进行流行病学分析。结果：单因素分析显示与胃癌有关联的危险因素为年龄、性别、文化程度、职业、HP感染、吸烟、GSTM1空白基因型，其中大蒜为保护性因素；多因素分析显示与胃癌有关联的危险因素分别为HP感染、GSTM1空白基因型，大蒜仍为保护性因素。HP感染与GSTM1空白基因型对胃癌的发生存在协同作用；吸烟与GSTM1空白基因型存在协同作用。结论：具有GSTM1基因型的个体发生胃癌的危险性增加，该基因型可以认为是胃癌易患性的标志。检测该基因型能够对胃癌高危人群的确定，对胃癌的早期发现和一级预防提供有益的线索。

    【关键词】胃肿瘤?基因型?流行病学，分子

      The study of the association of GSTM1 gene polymorphism with susceptibility to gastric cancer

    ZHOU Tao1,FAN Wei1, HAN Wei1,GAO Yanjing1,YUAN Mengbiao1,LI Junman1,LI Huiqing2,LI Yanqing1

    1Department of Gastroenterology,Qilu Hospital of Shandong University(Jinan 250012,China)

    2Institute of Basic Medicine,Shandong Academy of Medical Sciences(Jinan 250062,China)

    【ABSTRACT】Objective:To explore the association of GSTM1 gene polymorphism with susceptibility to gastric cancer in Chinese Han nationality in order to provide molecular measure to definethe high risk population of gastric cancer and for primary prevention.Methods:All subjects have been divided into Gastric cancer(GC),chronic atrophic gastritis(CAG),chronic superficial gastritis(CSG),gastric ulcer,duodenal ulcer and control groups which had been diagnosed by means of endoscopical and histopathological observation.Data on lifestyle have been routinely collected by means of common questionnaire sheets.The questionnaire comprises questions on age,sex,education ,occupation,smoking and drinking,dietary habits and family history of cancer,et al.GSTM1 genotypes were detected by polymerase chain reaction of sequencespecific primers(PCRSSP).Hp infection was detected by enzymelinked immunosorbent assay (ELISA).The approach of case control was used by the analyses of risk fators.Results:The risk factors associated with the development of gastric cancer were age,sex ,education,occupation,helicobacter pylori infection,tobacco smoke,GSTM1 null genotype,garlic was protective factor.Multivariate analysis have shown that the risk factors were helicobacter pylori infection,GSTM1 null genotype,garlic was also a protective factor.There is synergistic action between helicobacter pylori infection and GSTM1 genotype,tobacco smoke and GSTM1 genotype in the development of gastric cancer.Conclusion:The GSTM1 null genotype,helicobacter pylori infection and tobacco smoke was associated with susceptibility to gastric cancer.Individuals with this genotype has risk associated with the development of gastric cancer,this genotype may be considered as a marker associated with susceptibility to gastric cancer,and detecting this susceptible genotype can provide the clue to define the high risk population of gastric cancer and for diagnosis in early stage and for primary prevention.

    【KEY WORDS】Stomach neoplasms?Genotype?Epidemiology,molecular   

　　分子流行病学研究发现，肿瘤的发生主要是由环境中的致癌物所致，在理论上只要长期接触足够量的致癌因子，所有的个体均可能发生肿瘤，但实际上只有少数接触者发病，说明个体对致癌因子的反应有显著差异，即存在肿瘤易患性的不同。研究表明，肿瘤的发生主要由癌基因激活和抑癌基因失活共同控制，个体肿瘤易患性的差异存在于癌变的每一阶段［1、2、3］，在癌变的启动阶段，代谢酶基因的多态性在决定环境致癌剂的效应中起着关键性作用，因此，对谷胱甘肽转硫酶（GST）基因多态性与胃癌、结直肠癌等消化道肿瘤的易患性关系的研究十分活跃［4、5、6］。胃癌是我国死亡率最高的恶性肿瘤之一，胃癌发生一般遵循慢性浅表性胃炎→慢性萎缩性胃炎→胃癌这一发展规律，并且消化性溃疡的发生与胃癌的发生具有某些共有的关联因素（如Hp）［7］。因此，我们选择胃癌（GC）、慢性萎缩性胃炎（CAG）、胃溃疡（GU）、慢性浅表性胃炎（CSG）、十二指肠溃疡（DU）5组作为指示病例，以正常人为对照组，观察分析5种疾病共有的关联因素与GST基因多态性的关系，分析其协同作用，从病变衍生过程的角度为胃癌病因的研究提供科学依据。

    1  材料与方法

    1.1  研究对象及临床资料  收集5种病人及正常对照501例，均经胃镜与病理学检查确诊，均为山东省居民，汉族。采用统一的调查表对每个研究对象进行调查，调查项目包括年龄、性别、学历、职业、吸烟史、饮酒史、饮食习惯、肿瘤家族史等，调查表由山东省医学科学院基础医学研究所监制。

1.2  主要试剂  GSTM1基因及内对照βglobin基因特异性引物由上海生物工程公司合成，幽门螺旋杆菌抗体检测试剂盒购自福建三明市蓝波生物技术研究所，Tag酶购自上海生物工程公司，X174/HinCⅡ MARKER购自大连宝生物工程公司。见表1。 表1  PCR引物序列基因名称引物序列片段长度

　1.3  实验方法  所有研究对象均隔夜空腹于次晨抽取外周静脉血5ml,加入ACD防凝剂，采用金酶标法测定幽门螺杆菌（Hp）抗体（IgG型），检测方法按试剂盒说明进行。基因型检测：分离外周血白细胞，用蛋白酶K消化，饱和酚/氯仿抽提，乙醇沉淀的方法提取基因组DNA；参照文献构建GSTM1基因扩增引物，由上海Sangong公司合成，采用PCRSSP方法检测基因型。配制2%含溴乙锭5mg/L的琼脂糖凝胶，取10μl扩增产物加入3μ16×加样缓冲液，100V稳压电泳60分钟，紫外灯下观察，确定基因型别。见图1。

    1.4  统计学方法  计算各组的基因型频率,采用病例对照分析的流行病学方法,分析采用2×K联列表法和非条件Logistic回归方法，分析指标为OR值、95%可信限，以可信限不包括1.0为显著性界限。计算采用SPSS10.0软件。

    2  结  果

    2.1  6组病例GSTM1基因型分布及Hp感染情况  见表2、3。经检测，所调查人群的基因型分布符合HardyWeinberg平衡。表2  GSTM1基因型在各组中的分布组别例数不同基因型例数表3  各组的Hp感染情况组别例数Hp感染

    2.2  GSTM1基因型及其它调查因素与胃癌危险性的关联度的单因素分析  结果显示，与胃癌有关联的危险因素为年龄、性别、文化程度、职业、Hp感染、吸烟、GSTM1空白基因型，而大蒜为保护性因素。见表4。

    2.3  GSM1基因型及其它调查因素与胃癌危险性的关联度的多因素分析  采用非条件Logistic回归模型调整年龄、性别、文化程度、职业4个因素可能引起的混杂作用后发现，与胃癌有关联的危险因素分别为Hp感染、GSM1空白基因型，大蒜仍为保护性因素（见表5）。 表4  胃癌与正常对照病例对照Logistic回归分析（单因素）

　3  讨  论

　  本研究表明，胃癌的发生与年龄、性别、文化程度、职业有关，在调整这四个因素的作用后发现，胃癌的发生与GSTM1空白基因型、Hp感染有关，大蒜为保护性因素，GSTM1空白基因型与吸烟、Hp感染对胃癌的发生具有协同作用。国内外流行病学资料也表明，男性胃癌的发病率较高，男女之比约为2~3∶1；发病年龄多属中老年，青少年较少，40~60岁约占2/3，40岁以下者占1/4，余者在60岁以上，胃癌好发于较低的社会经济阶层［8、9］。这与本研究的结果是一致的。代谢酶分为Ⅰ相代谢酶和Ⅱ相代谢酶，外源性致癌物能否启动癌变过程，取决于两类代谢酶相互作用的结果，而代谢酶的活性和底物特异性又主要由个体等位基因所确定。人类GST基因是一个超基因家族，目前研究最多的是GSTM亚家族，共包括GSTM1GSTM5 5个基因，定位于人类染色体1p13.3，其中GSTM1基因多态与肿瘤关系的研究较多。GSTM1空白基因型在中国、印度和白种人群中占31%~66%。GSTM1表型属显性遗传，可通过检测外周血淋巴细胞抗反芪氧化物（GSTtSBo）的GST活性来分析其表型。一些学者研究了失去GSTtSBo活性个体与肺癌危险性的关系，结果发现，在瑞典和美国人群中，有GSTM1酶活性的比例对照组显著高于肺癌组。当按吸烟程度分组时，仅在重度吸烟者（＞30年）差异显著，但有作者应用RFLP作基因型分析的结果不支持上述结论。应用ASPCR方法在日本和芬兰人群的检测结果表明，GSTM1空白基因型增加患肺鳞癌的危险性，而与腺癌的发生无关。

    本研究发现，GSTM1基因型与Hp感染在胃癌的发生中具有协同作用，其确切机制虽然并不明了，但可以推测该基因型可能对Hp的某些基因毒性代谢产物或者由Hp感染而产生的某些致癌物的代谢存在遗传上的缺陷，从而在同样的暴露情况下更易发展成胃癌，这一观点目前尚缺乏直接的证据，需要进一步的研究加以证实，流行病学资料表明，Hp感染与胃癌的发生在社会经济背景、地理、时间和病理学方面有着惊人的浪行病学相关性。在社会经济状况较差的人群中有着较高的Hp感染率，同时发现胃癌发生的危险性增加。胃癌的发生是一个漫长的过程，Hp感染的时间对胃癌的发生可能起着关键的作用，因为致癌因子的效应也与暴露时间相关，发展中国家Hp感染率高，并且多在儿童期感染，经过一定时间后可致萎缩性胃炎、肠化生及不典型增生，从而增加了胃癌发生的危险性［10］。本研究发现吸烟、GSTM1空白基因基因型对胃癌及慢性萎缩性胃炎的发生存在协同作用，吸烟与胃癌发病危险性的关系尽管还不象吸烟与肺癌的关系那样明确，但也逐渐引起国内外学者的关注。烟草的烟雾中含有很多致癌物如联胺、氧化乙烯、喹啉、亚硝胺等，这些物质可以通过不同的机制诱发DNA的损害，导致DNA错误地复制和突变，如苯并芘，它可以与鸟嘌呤结合形成芽孢状的DNA，特异性地导致G→T突变。研究发现吸烟可作为一种激化因子，催化胃粘膜上皮细胞发生突变，进而演变为胃癌［11］。本研究发现，常吃大蒜（大于2kg/年）有预防胃癌的作用。大蒜为百合科葱属生蒜（Allium sativum）的地下鳞茎，为我国人民乃至全世界广为食用的植物，是一种公认的保健食品，民间用于治疗疾病已有数千年的历史。山东烟台地区为胃癌高发区，临沂地区为低发区，山东省苍山县以种植大蒜著称，当地居民常年以生大蒜佐餐，其胃癌死亡率（3.45/10万）显著低于栖霞县（40.08/10万）。表明大蒜有预防胃癌发生的作用。国内外大量研究表明，多食生大蒜可能有预防胃癌的作用［12］。具有该易感基因型的个体对环境中的致癌物如烟草中的苯并芘、亚硝胺具有更高的敏感性，因此对这一部分人群给予密切检测，有助于胃癌的早期发现，同时对这一部分人群进行饮食生活习惯方面的健康指导，如戒烟、根除Hp、增加大蒜等保健食品的摄入量，可能会对减少胃癌的发病起一定作用。

    参  考  文  献

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