IGF-1和IGFBP-3基因多态性与非吸烟女性肺癌关联研究*

孔金玉 王 旭 许芳秀 曲金力 钱碧云

·临床研究与应用·

IGF-1和IGFBP-3基因多态性与非吸烟女性肺癌关联研究*

孔金玉①王 旭②许芳秀①曲金力①钱碧云①

目的：探讨胰岛素样生长因子-1（IGF-1）和胰岛素样生长因子结合蛋白-3（IGFBP-3）单核苷酸多态性与非吸烟女性肺癌发病的关系。方法：采用TaqMan单核苷酸多态性分型技术，检测287例中国汉族女性肺癌患者和281例正常女性对照者IGF-1和IGFBP-3基因位点的基因型。结果：IGF-1基因rs2946834位点的三种基因型（CC/CT/TT）在女性非吸烟肺癌患者和对照间的分布具有显著性差异（P＜0.001），与TT基因型相比，CC基因型显著降低女性肺癌的发病风险（OR=0.28，95%CI：0.15～0.54）。另外，在非吸烟女性中，IGF-1（rs1520220）GG基因型可降低晚期肺癌发病风险（OR=0.30，95%CI：0.09～0.96）。结论：IGF-1基因单核苷酸多态性可能与女性非吸烟肺癌的发病相关，这一结论有待于大样本以及功能学研究的进一步证实。

IGF-1 IGFBP-3基因多态性 女性 非吸烟肺癌 危险因素

1Department of Epidemiology and Biostatistics;2Department of Clinical Laboratory,Tianjin Medical University Cancer Institute

and Hospital,National Clinical Research Center of Cancer,Tianjin Key Laboratory of Cancer Prevention and Therapy,Tianjin

300060,China

This study was supported by grants from the National Natural Science Foundation of China(Grant No.81372229)and the Natural

Science Foundation of Tianjin(Grant No.13JCYBJC23100)

肺癌是当今世界最常见的恶性肿瘤，每年平均新发病例数超过160万例，死亡病例数接近140万例［1］。胰岛素样生长因子家族（IGFs）在机体的正常生长发育及肿瘤的发生发展中都起重要的调节作用［2］。IGFs与其受体结合并发挥生物学效应，受到一系列特异的胰岛素样生长因子结合蛋白（IGFBPs）的调节［3］。目前，关于IGF-1和IGFBP-3基因多态性与肺癌相关的报道并不多。另外，非吸烟女性肺癌由于其与吸烟肺癌在发病率、病因学、临床特征、分子机制等方面都明显不同，是国际上研究的热点之一。本研究期望通过检测IGF-1和IGFBP-3基因不同基因型在非吸烟女性人群中的分布情况，分析其单核苷酸多态性（SNP）与肺癌发病的关系，从而为肺癌的病因学寻找理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象

本研究采用病例对照研究，包括287例原发性非吸烟女性肺癌患者和281例健康对照者。病例为2007年1月至2010年12月在天津医科大学肿瘤医院住院的非吸烟女性肺癌患者，所有患者均经病理明确诊断，并根据最新国际抗癌联盟（UICC）2009年肺癌TNM分期标准及WHO肺癌组织学分型标准分类。对照为同期在该院参加健康体检合格的妇女，并与病例按年龄频数匹配。病例组资料来自于该院住院病历，对照组则使用统一的调查表进行流行病学调查。调查内容主要包括人口统计学特征、家族恶性肿瘤史、生理生育情况等资料。

1.2 方法

经本院伦理委员会审查批准，在获得书面的知情同意书后，所有患者及对照人群均抽取EDTA抗凝静脉血5 mL（清晨空腹），1 200×g、离心20 min，分离出白细胞（WBC），置于冻存管中于-80℃冰箱保存。TKM法提取WBC中基因组DNA，紫外分光光度计检测DNA浓度和纯度。所有SNPs位点均采用TaqMan SNP分型技术（ABI7500实时定量荧光PCR仪）进行基因分型。PCR反应体积为5 μL，内含2×TaqMan Master Mix 2.5 μL、40×探针0.1 μL、dH2O 1.7 μL、模板DNA（30 ng/μL）0.7 μL。反应条件：95℃变性10 min，92℃15 s，60℃60 s，共45个循环，以灭菌水为阴性对照。随机抽取10%的样品重复实验，一致性为100%。rs1520220、rs2195239、rs2854746、rs2946834、rs2960436和rs7965399基因分型成功率分别为99.6%、96.1%、98.1%、96.8%、98.2%和97.9%。

1.3 统计学分析

采用SPSS 17.0软件进行统计学处理。使用双侧χ2检验比较病例组和对照组在人口统计学特征、肺癌可能危险因素及IGF-1和IGFBP-3基因型分布的差异；对照人群中检测IGF-1和IGFBP-3基因型分布的Hardy-Weinberg平衡。应用多因素非条件Logistic回归分析计算优势比（odds ratio，OR）及其95%可信区间（confidence interval，CI），并按相关因素分层。检验水准α=0.05，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 研究对象的一般情况

本研究共纳入287例非吸烟女性肺癌病例和281例女性健康对照者，其中肺腺癌235例（81.9%），肺鳞癌23例（8.0%）。病例组和对照组按年龄匹配（P=0.521），其他环境因素信息见表1。肺癌患者和健康对照者在体质指数（BMI）、肿瘤家族史、初潮年龄、绝经状态方面差异有统计学意义（P＜0.01）。

2.2 遗传平衡检验

对照组IGF-1基因rs1520220（P=0.407）、rs2946834（P=0.052）、rs2195239（P=0.746）、rs7965399（P=0.455）位点和IGFBP-3基因rs2854746（P=0.499）、rs2960436（P= 0.838）位点基因型经过Hardy-Weinberg遗传平衡检验，P值符合Hardy-Weinberg遗传平衡定律，说明这6个位点的基因型期望值与观察值吻合较好，样本有较好的代表性。

2.3 IGF-1和IGFBP-3基因多态性与非吸烟女性肺癌危险性的关系

IGF-1 rs2946834位点基因型频率分布在病例组和对照组间的差异有统计学意义（P＜0.001，表2）。单因素Logistic回归分析显示，与CC基因型相比，IGF-1 rs2946834位点TT基因型可显著降低非吸烟女性肺癌发病风险（OR=0.27，95%CI：0.17～0.44），当排除混杂因素如年龄、BMI、肿瘤家族史、初潮年龄、绝经状态后，仍差异具有统计学意义（OR为0.28，95%CI：0.15～0.54）。本研究进而按BMI、肿瘤家族史、绝经年龄和临床分期对IGF-1和IGFBP-3各位点基因多态性进行分层分析（表3），结果发现在女性非吸烟者中，IGF-1 rs1520220 GG基因型降低晚期肺癌发病风险（OR=0.45，95%CI：0.22～0.93），经多因素调整后，仍差异具有统计学意义（OR=0.30，95%CI：0.09～0.96）。

3 讨论

本研究分析了IGF-1和IGFBP-3基因多态性位点和非吸烟女性肺癌的关系，发现IGF-1 rs2946834基因多态性与肺癌发病危险性有关，携带IGF-1 rs2946834 TT基因型显著降低肺癌的发病风险。分层结果显示，IGF-1 rs1520220基因多态性与非吸烟女性晚期肺癌发病相关。

IGF-1在人类多种组织细胞中广泛存在，在受体和结合蛋白的介导下，通过自分泌、旁分泌和内分泌的方式作用于靶器官，促进肿瘤细胞生长和分化，在调节细胞增殖、分化和凋亡过程中发挥了重要作用。体外实验研究已表明肺癌细胞能够分泌IGF，并以自分泌或旁分泌形式作用于自身以促进增殖［4］。IGFBP-3是一种促凋亡因子，可通过竞争性与IGF-1受体结合，调节组织局部IGF-1的浓度而起作用，并且IGFBP-3还可不依赖于IGF-1而抑制细胞增殖，促进细胞凋亡［5］。流行病学研究发现血清中高水平IGF-1增加肺癌发病风险［6］，而血清中IGFBP-3水平则与肺癌发病呈负相关，起到抑癌作用［7］。Wang等［8］采用免疫组织化学方法检测肺癌组织中IGF-1和IGFBP-3的表达，结果发现IGF-1在肺癌组织中高表达，而IGFBP-3在肺癌组织中低表达。

近些年研究发现，IGF-1和IGFBP-3基因多态性与肿瘤的发生发展密切相关［9-12］。本研究发现在6个SNPs中，rs2946834与肺癌发病相关。Chang等［13］研究发现，rs2946834与晚期前列腺癌发病风险相关。另外rs2946834还与乳腺癌及结直肠癌的无进展生存及预后相关［14-15］。rs2946834与肿瘤发病相关，可能是由于其位置接近IGF-1基因3'UTR区域。人们越来越认识到3'UTR在mRNA加工、转化、稳定性及翻译方面扮演者重要角色，通过调节mRNA结合蛋白或microRNA。基因变异可以改变3'UTR区域mRNA序列，对mRNA稳定性和转化表达有一定的影响。由此，rs2946834在肺癌发病中的作用与机制有待于进一步的功能验证研究。

此外，本研究也发现在女性非吸烟人群中，IGF-1 rs1520220与晚期肺癌发病相关。已有研究报道rs1520220与胃癌发病及预后相关［11，16］。尽管有研究报道，IGF-1（rs2195239）和IGFBP-3（rs2960436）与胃癌的发病及预后相关［16-17］，IGF-1（rs7965339）与乳腺癌及前列腺癌发病相关［10，18］，但本研究未发现上述位点在女性非吸烟肺癌的发病风险中有重要影响。除了本次研究的6个SPN位点之外，另有研究报道IGFBP（-1590C＞A，-202A＞C）基因多态性与肺癌的发病风险相关［12，19］。Zhang等［20］研究发现，在中国人群中，IGF-1（rs5742714）与肺癌的生存预后相关［20］。目前，rs1520220的功能仍然未知，rs1520220位于IGF-1基因第3个内含子区域，内含子区域的基因变异可能会改变RNA剪接识别信号，从而引起蛋白质功能改变。

本研究可能存在以下不足，第一，以医院为基础的病例对照研究，不可能完全排除选择偏倚，需要进行大样本以人群为基础的病例对照研究用以阐明IGF-1 rs2946834、rs1520220基因多态性与肺癌危险性间的关系。第二，限于研究的病例为“女性非吸烟肺癌”患者，因此样本数量较少，限制了本研究的统计学效应。第三，需要进一步开展IGF-1 rs2946834和rs1520220多态性方面的功能机制研究以及对于其他位点的多中心人群的关联验证研究。

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（2014-04-01收稿）

（2014-05-07修回）

（本文编辑：杨红欣）

Relationship between polymorphisms in IGF-1 and IGFBP-3 and non-smoking female lung cancer

Jinyu KONG1,Xu WANG2,Fangxiu XU1,Jinli QU1,Biyun QIAN1
Correspondence to:Biyun QIAN;E-mail:qianbiyun@126.com

Objective:This study aimed to investigate the associations between single-nucleotide polymorphism(SNP)of IGF-1 and IGFBP-3 gene and risk of non-smoking female lung cancer in Chinese population.Methods:Genotyping was performed using the TaqMan method in 287 histologically confirmed non-smoking female lung cancer cases and 281 healthy controls.Results:The genotype distributions of IGF-1 polymorphisms were significantly different between cases and controls(P＜0.001).Analysis of multivariate logistic regression showed that the carriers of the CC genotype exhibited a significantly decreased risk of lung cancer in non-smoking female(adjusted OR=0.28,95%CI:0.15-0.54).IGF-1 rs1520220 GG genotype may reduce the risk of advanced lung cancer incidence in nonsmoking female(adjusted OR=0.30,95%CI:0.09-0.96).Log-rank test and Cox regression analyses revealed that variant genotypes of IGF-1 rs2946834 CT/TT had a significantly decreased lung cancer mortality risk compared with the homozygote CC in≥60 age group or patients with a lung tumor＞3 cm.Conclusion:The IGF-1 polymorphism was associated with the risk of lung cancer and prognosis among non-smoking female.More rigorous laboratory studies of large sample population and functional studies are warranted to confirm our findings.

IGF-1,IGFBP-3,single-nucleotide polymorphism,nonsmoking female lung cancer,risk factors

10.3969/j.issn.1000-8179.20140543

孔金玉 硕士研究生。研究方向为肺癌病因学及分子流行病学。

①天津医科大学肿瘤医院肿瘤流行病与生物统计室，国家临床医学研究中心，天津市肿瘤防治重点实验室（天津市300060）；②检验科

*本文课题受国家自然科学基金项目（编号：81372229）和天津市自然科学基金项目（编号：13JCYBJC23100）资助

钱碧云 qianbiyun@126.com

E-mail：kongjinyu@126.com