王 卓, 高长明, 丁建华, 吴建中, 张晓梅, 张元颖, 李苏平, 刘燕婷, 曹海霞
恶性肿瘤严重危害人类健康,大量研究表明其病因既有环境因素的作用,也有遗传因素的作用。业已证明,肿瘤的发生发展与基因异常,细胞增殖、分化和凋亡等有关。食管癌是世界上第8位常见的恶性肿瘤和第5位常见癌症死亡原因,全世界每年约有30万人死于此病,而我国食管癌的发病率和死亡率均居世界第一[1]。
JWA基因是由周建伟等率先发现和克隆的新的环境应答基因,具有活跃的生物学功能[2]。近期研究已发现JWA基因多态性与中国汉族人群患膀胱癌、胃癌和食管癌、白血病等多种恶性肿瘤的危险性有关[3-6]。本研究检测分析食管癌患者及其相应对照人群JWA G723T多态性,以探讨其与食管癌易感性的关系。
1.2 基因型分析 采用多聚酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)和变性高效液相色谱法 (denaturing high performence liquid chromatography,DHPLC)对JWA G723T多态性位点进行分析。扩增引物为Takara公司合成,上游引物:5'-CTTCGGAACCTCAAGAACAAAC-3'和下游引物 5'-TCTGAGGTCTTCTCTCTGAAACATC-3'。PCR反应体系总体积均为 25 μL,含有引物 10 pmol,4 × dNTPs 0.25 mmol/L,MgCl22.0 mmol/L,10 × Buffer 2.5 μL,热启动Taq酶1 U和0.5 μL基因组DNA。扩增反应条件为:95℃预变性7 min;95℃ 30 s,62℃ 30 s和72℃ 30 s,共35个循环;72℃延伸5 min,94℃变性4 min后,再将PCR产物的温度按0.1℃/s的梯度降低到25℃,置4℃冰箱保存。
1.1 标本收集 1999年8月至2000年9月,在淮安市楚州区人民医院随机收集经组织病理学确诊的食管癌93例,同时在患者居住的村镇收集相同年龄组(按相差5岁分组)、无癌症病史的一般人群200名为对照组,抽静脉血标本。血标本置乙二胺四乙酸钠抗凝管,分离白细胞层。用QIAamp DNA提取试剂盒提取白细胞DNA,DNA置-30℃低温冰箱保存备用。
PCR产物直接上样到DHPLC仪(WAVE 3500,Transgenomic,USA)进行基因型鉴定。流动相为0.1 mol/L N-三乙基乙酰胺(分析纯)和不同浓度梯度的乙晴,流速0.9 mL/min,选择application type为mutation,按照仪器设定的洗脱梯度走样。杂合子基因型可从DHPLC图形直接确定,野生型纯合子和变异型纯合子的DHPLC图形相同,需与已知纯合型混合,经过变性和复性过程,再次上样DHPLC仪分析确定。结果JWA基因G723T被区分为T/T,G/G,T/G三种基因型。本实验中对照组有7例、病例组有1例未检出。
1.3 统计学分析 统计学分析用 SAS软件和Epi-Info软件进行,以比值比(odds ratio,OR)及其95%可信区间(95%confidence interval,95%CI)表示相对危险度,以多因素非条件logistic回归模型计算调整OR及其95%CI,计算时调整了性别和年龄。用Mantel-Haenszel χ2检验基因型频率分布差异和相对危险度的统计学显著性。
2.1 食管癌与对照组的均衡性检验 对照组男、女性分别为132人和68人;平均年龄±标准差分别为(60.76 ±8.46)岁和(58.72 ±9.54)岁;食管癌组男、女性分别为54例和39例,平均年龄±标准差分别为 (61.20 ±9.49)岁和(58.69 ±7.71)岁。对照组与食管癌组之间的性别、年龄分布差异无统计学意义。
2.2 食管癌组与对照组的遗传平衡检验及基因型分布 对照组JWA 723 T/T、T/G和G/G基因型的分布频率分别为65.80%、30.57%和 3.63%,病例组分别为43.48%、44.57%和11.96%,两组间的基因分布频率有显著差异(χ2=15.556,P=0.001)(见表1)。
表1 JWA G723T基因型频率分布与食管癌易感性的关系
对食管癌组和对照组的基因型频率进行了遗传平衡检验,两组的基因型频率观察值与期望值差异无显著性(χ2分别为0.009 7和 0.002 3,P 值均 >0.05),表明食管癌组和对照组的基因型频率均符合Hardy-Weinberg比例,样本具有代表性。
与T/T基因型相比,T/G基因型发生食管癌的性别、年龄调整比值比上升到1.50(95%CI:1.14~1.95),G/G基因型发生食管癌的性别、年龄调整比值比上升到 4.53(95%CI:1.62 ~12.65)。合并T/G和G/G基因型分析显示G等位基因发生食管癌的性别、年龄调整比值比上升到2.50(95%CI:1.50~4.16),显著增加食管癌的易感性(P=0.000 4)。
JWA 基因在人染色体的定位是3p14(NT_022423.12),JWA在大多数真核生物细胞中均有较高的转录和翻译水平,其启动子序列中含有多种顺式反应元件(应激反应元件、佛波酯反应元件、高铁血红蛋白反应元件和热休克反应元件),而且广泛参与细胞对多种环境理化因素(如热休克、非电离辐射、氧化应激、多种分化诱导刺激、多种环境化学污染物等)的应答反应,这些反应元件是否参与JWA转录调控及具体的转录机理仍不清楚。JWA基因SNPs位点的存在可能是个体易感性差异的一个标志,SNPs位点可能影响 JWA对各种环境刺激的应答反应,对DNA损伤和修复过程产生负面效应,最终引发肿瘤的产生。
JWA G723T多态性位点位于JWA mRNA 3'非翻译区(3'-untranslated region,3'-UTR)。我们的研究发现病例组和对照组JWA G723T基因型分布频率有显著差异(χ2=15.556,P=0.001)。在调整了性别和年龄后,与T/T基因型相比,T/G基因型发生食管癌的危险性上升到1.50(95%CI:1.14~1.95),G/G基因型发生食管癌的危险性上升到4.53(95%CI:1.62 ~12.65)。然而 Tang 等[4]研究显示JWA 723 G/G基因型降低了食管癌(OR=0.58,95%CI:0.35 ~ 0.98)的发病风险;Shen 等[5]研究也表明JWA G723T等位基因显著降低了人群患白血病的危险性(OR=0.53,95%CI:0.37 ~0.78);Li等[3]研究同样发现 JWA 723 G/G 基因型显著降低了人群患膀胱癌的危险性(OR=0.52,95%CI:0.28~0.97)。这些研究结果与本研究结果相反,原因可能是研究对象的来源不同,本研究是在患者居住的村镇收集相同年龄组的一般人群对照,其他研究的对象是医院内对照;其次Tang等[4]对食管癌的研究结果接近临界值(95%CI:0.35~0.98),基因型分布频度差异并不显著。
现在还不清楚JWA 3'-UTR基因多态性对酶的结构和功能有什么影响,虽然基因的3'非翻译区并不翻译成蛋白,但他常常在维持mRNA稳定性方面起着重要作用。如果mRNA二级结构发生改变,翻译就会受影响,因此该基因多态性有可能导致酶活性或功能的改变。本研究发现JWA G723T等位基因显著增加食管癌的易感性,而该多态性位点与生活习惯是否有协同作用仍需扩大样本进一步研究。
[1]姜孝芳,李惠武.食管癌早期预警指标的研究进展[J].甘肃医药,2010,29(1):15-18.
[2]Chen R,Li A,Zhu T,et al.JWA-a novel environmental responsive gene,involved in estrogen receptor-associated signal pathway in MCF-7 and MDA-MB-231 breast carcinoma cells[J].J Toxicol Environ Health A,2005,68(6):445-456.
[3]Li CP,Zhu YJ,Chen R,et al.Functional polymorphisms of JWA gene are associated with risk of bladder cancer[J].J Toxicol Environ Health A,2007,70(11):876-884.
[4]Tang WY,Wang L,Li C,et al.Identification and functional characterization of JWA polymorphisms and their association with risk of gastric cancer and esophageal squamous cell carcinoma in a Chinese population[J].J Toxicol Environ Health A,2007,70(11):885-894.
[5]Shen Q,Tang WY,Li CP,et al.Functional variations in the JWA gene are associated with increased odds of leukemias[J].Leuk Res,2007,31(6):783-790.
[6]Zhu YJ,Li CP,Tang WY,et al.Single nucleotide polymorphism of the JWA gene is associated with risk of leukemia:a case-control study in a Chinese population[J].J Toxicol Environ Health A,2007,70(11):895-900.