肿瘤防治研究  2016, Vol. 43 Issue (02): 133-136
本刊由国家卫生和计划生育委员会主管,湖北省卫生厅、中国抗癌协会、湖北省肿瘤医院主办。
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文章信息

杨照环, 曹蕾, 何冰, 裴娜, 吴敬, 张雪梅, 林佳.
YANG Zhaohuan, CAO Lei, HE Bing, PEI Na, WU Jing, ZHANG Xuemei, LIN Jia.
细胞色素P450 2E1-1239G>C变异对转移性非小细胞肺癌患者预后的影响
Association of Cytochrome P450 2E1-1239G>C Genetic Variation with Prognosis of Metastatic Non-small Cell Lung Cancer Patients
肿瘤防治研究, 2016, 43(02): 133-136
Cancer Research on Prevention and Treatment, 2016, 43(02): 133-136
http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2016.02.008

文章历史

收稿日期: 2015-03-31
修回日期: 2015-10-26
细胞色素P450 2E1-1239G>C变异对转移性非小细胞肺癌患者预后的影响
杨照环1,2, 曹蕾3, 何冰3, 裴娜1, 吴敬3, 张雪梅3, 林佳3     
1. 063000 唐山,华北理工大学公共卫生学院;
2. 063000 唐山,华北理工大学附属唐山市工人医院肿瘤放化疗科;
3. 063000 唐山,华北理工大学生命科学学院
摘要: 目的 探讨细胞色素P450 CY-1239G>C遗传变异对非小细胞肺癌患者预后的影响。方法 采用聚合酶链反应-限制性片断长度多态性方法(PCR-RFLP)对200例非小细胞肺癌患者的CYP2E1 -1239G>C遗传变异进行基因分型。应用Kaplan-Meier法进行单因素生存分析,应用Cox多元回归进行多因素生存分析。结果 在所有非小细胞肺癌患者中,CYP2E1-1239GG基因型患者的中位生存时间为55.7月,高于携带-1239CC或CG基因型患者(24.2月)。无远处转移者中位生存时间为59.0月,显著高于有远处转移患者(23.1月)(P<0.001)。进一步对转移性非小细胞肺癌患者的预后进行分析,发现CYP2E1-1239 CC或CG基因型患者的中位生存时间(13.0月)显著低于GG基因型患者(35.3月)(P=0.005)。Cox回归多因素生存分析显示,CYP2E1-1239G>C变异是转移性非小细胞肺癌预后的独立影响因素(P<0.05)。结论 CYP2E1-1239G>C变异与转移性非小细胞肺癌患者预后密切相关。
关键词: 细胞色素P450 2E1     遗传变异      转移性非小细胞肺癌      生存分析     
Association of Cytochrome P450 2E1-1239G>C Genetic Variation with Prognosis of Metastatic Non-small Cell Lung Cancer Patients
YANG Zhaohuan1,2, CAO Lei3, HE Bing3, PEI Na1, WU Jing3, ZHANG Xuemei3, LIN Jia3     
1. College of Public Health,North China University of Science and Technology,Tangshan 063000,China;
2. Department of Tumor Radiotherapy and Chemotherapy,Tangshan Gongren Hospital,North China University of Science and Techology,Tangshan 063000,China;
3. College of Life Science,North China University of Science and Technology,Tangshan 063000,China
AbstractObjective To investigate the association of genetic variations (-1239G>C) in Cytochrome P450 2E1 gene with the prognosis of metastatic non-small cell lung cancer(NSCLC) patients. Methods We determined the genotypes of CYP2E1-1239G>C variants by polymerase chain reaction-based restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). Statistical analysis was performed using the Sigma State 11.0 statistical software package. Kaplan-Meier Log-rank analysis and COX regression were used to conduct survival analysis. Results The median survival time of CYP2E1-1239GG genotype carriers was longer than that of carriers with -1239CC or CG genotypes carriers (55.7 vs. 24.2 months). The median survival time of the patients without distant metastasis was significantly longer than that with distant metastasis (59 vs. 23.1 months,P<0.001). We found that the metastatic NSCLC patients with at least one CYP2E1-1239C allele had shorter median survival time compared with those with -1239GG genotype (13 vs. 35.3 months,P=0.005). The Cox model analysis showed that CYP2E1 polymorphism was an independent factor for the prognosis of metastatic NSCLC patients(P<0.05). Conclusion The CYP2E1-1239G>C polymorphism is associated with the prognosis of metastatic NSCLC patients.
Key words: Cytochrome P450 2E1(CYP2E1)     Genetic variation      Metastatic non-small cell lung cancer      Survival analysis     
0 引言

近年来肺癌在我国的发病率和死亡率急剧上升,已经位居我国肿瘤发病率和死亡率的首位[1]。肺癌包括非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)和小细胞肺癌(small cell lung cancer,SCLC)两种,其中非小细胞肺癌约占肺癌总数的80%[2, 3]。转移性非小细胞肺癌指Ⅲb或Ⅳ期NSCLC。由于缺乏有效的早期诊断方法,约30%~40%的非小细胞肺癌在确诊时即属于晚期,且常伴有远处淋巴或血行转移[4]。常见转移部位包括脑、骨、肺内和肝等。处于Ⅰ、Ⅱ期的早期患者的治疗目前还是以手术切除为主,即便是早期术后的患者,其中也有30%~50%肿瘤复发导致死亡。这证明患者本身及其肿瘤组织可能存在着某种生物学差异[5, 6]

细胞色素P450酶系(cytochrome P450,简称CYP)属Ⅰ相代谢酶,是参与药物与环境等化学物质体内生物转化的主要药物代谢酶。CYP2E1是细胞色素P450超家族的重要成员,参与体内亚硝胺类化合物和小分子卤代烃类化合物的代谢。CYP2E1存在常见的单核苷酸多态,即由限制性内切酶PstⅠ/RsaⅠ连锁识别的-1239G>C和-999C>T多态[7]。-1239G>C多态位于CYP2E1 5’端的基因转录激活区域,是转录因子HNF1的结合区域,可能影响基因表达水平[8]。本研究以中国北方人群为研究对象,探讨CYP2E1-1239G>C基因多态与非小细胞肺癌预后的关系。

1 资料与方法 1.1 研究对象

200例病例为2008年3月至2012年12月期间唐山市工人医院初诊的非小细胞肺癌患者。以查阅病历资料和问卷调查的方法收集研究对象的一般人口学资料及临床病理资料,并获得患者知情同意。在200例研究对象中,男性和女性分别为130例(65.0%)和70例(35.0%);中位年龄60岁;不吸烟者与吸烟者分别为114例(57.0%)和86例(43.0%);无远处转移158例(79.0%),有远处转移42例(21.0%)。

1.2 研究方法 1.2.1 外周血收集及基因组DNA提取

个体均提供3 ml外周血(EDTA抗凝血-80℃保存),用于基因组DNA提取。全基因组DNA提取采用北京天根生物公司提供的试剂盒(按照厂商的操作说明)进行。

1.2.2 基因型检测

以聚合酶链反应-限制性片段长度多态性分析(PCR-RFLP)进行基因分型。CYP2E1上游引物为:5′-TTC ATT CTG TCT TCT AAC TGG-3′;下游引物为:5′-CCA GTC GAGTCT ACA TTG TCA -3′。由10 ng模板DNA,0.3 μmol/L 引物,2.5 mmol/L MgCl2,25 mmol/L dNTPs,1.5U DNA聚合酶组成25 μl PCR反应体系。PCR反应条件为:94℃预变性3 min后,于94℃ 2 min,55℃ 30 s,72℃ 30 s进行35个循环,最后72℃延伸5 min,得到扩增产物410 bp。在PCR产物中加入限制性核酸内切酶PstⅠ(New England Biolabs公司,英国),37℃温育过夜。

1.3 统计学方法

采用Sigma Stat 11.0软件进行统计学分析。应用Kaplan-Meier法绘制生存曲线,采用对数秩和检验(Log rank)法分析各因素在生存时间上的意义,Cox回归模型进行多因素分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 基因分型检测结果

酶切产物于2%琼脂糖凝胶进行电泳分析。PstⅠ酶切产物:-1239GG基因型出现一个410 bp片段;-1239CC基因型产生290和120 bp两个片段;-1239GC基因型产生410、290、120 bp三个片段,见图 1

A: partial DNA sequence; B: enzyme digestion picture; M: markers;
1: -1239CC genotype; 2 and 4: -1239GC genotypes; 3 and 5-9: -1239GG genotypes
图 1 CYP2E1-1239G>C遗传变异各基因型测序及酶切图谱 Fig. 1 Analysis of each gene sequencing and enzyme digestion in CYP2E1-1239G>C genetic variant
2.2 非小细胞肺癌预后影响因素分析

在200例非小细胞肺癌患者中,CYP2E1 -1239GG基因型携带者中位生存时间(55.7月)高于-1239CC或CG基因型携带者的中位生存时间(24.2月),差异无统计学意义(P=0.095)。无远处转移者中位生存时间为59.0月,显著高于具有远处转移患者的中位生存时间(23.1月)(P=0.000),见图 2。其他因素如吸烟、年龄和性别并不影响非小细胞肺癌患者的总体生存率。

图 2 是否远处转移与非小细胞肺癌患者预后的关系 Fig. 2 Relationship between distant metastasis and prognosis of non-small cell lung cancer (NSCLC) patients

将年龄、性别和吸烟、是否存在远处转移和CYP2E1变异引入Cox回归模型进行多因素生存分析,结果表明,是否存在远处转移是非小细胞肺癌预后的独立影响因素(P=0.000),见表 1

表 1 影响非小细胞肺癌患者预后的Cox回归多因素分析 Table 1 Cox regression analysis of multiple factors for NSCLC patients’ prognosis
2.3 转移性非小细胞肺癌患者预后影响因素分析

由于是否存在远处转移是非小细胞肺癌预后的独立影响因素,我们进一步分析了CYP2E1 -1239G>C变异在肺转移性和转移性非小细胞肺癌组对生存患者总体生存时间的影响。结果发现,在远处转移组CYP2E1各基因型在研究对象中的分布频率为:-1239GG基因型占66.7%,CC和CG基因型占33.3%。CYP2E1-1239GG基因型携带者中位生存时间为35.3月,而至少携带一个C等位基因的转移性非小细胞肺癌患者的中位生存时间为13.0月,Log rank检验差异有统计学意义(χ2=7.905,P=0.005)。在Kaplan-Meier生存曲线中也可以看到这种差异,见图 3。然而,在非远处转移组,没有发现CYP2E1-1239G>C遗传变异可影响非小细胞肺癌患者预后。

图 3 CYP2E1-1239G>C基因型与转移性非小细胞肺癌患者预后的关系 Fig. 3 Relationship between CYP2E1-1239G>C genetic variation and prognosis of metastatic non-small cell lung cancer patients

男性和女性转移性非小细胞肺癌患者的中位生存时间分别为20.0和23.3月,Log rank检验发现差异无统计学意义(P=0.990)。不吸烟者的中位生存时间(31.2月)高于吸烟者的中位生存时间(13.5月),然而差异无统计学意义(P=0.472)。对不同年龄患者的预后进行比较,发现<60岁者的中位生存时间(31.2月)与≥60岁者的中位生存时间(23.1月)差异无统计学意义(P=0.644)。将年龄、性别、吸烟因素和CYP2E1遗传变异引入Cox回归模型进行多因素生存分析,结果表明,CYP2E1-1239G>C多态是转移性非小细胞肺癌预后的独立影响因素(P=0.024),见表 2

表 2 影响转移性非小细胞肺癌患者预后的Cox回归多因素分析 Table 2 Cox regression analysis of multiple factors for metastatic NSCLC patients’ prognosis
3 讨论

病因学调查研究显示,肺部慢性疾病、大气污染、吸烟、职业等诸多因素与肺癌的发生发展密切相关,但不同个体对各种病因的敏感度不同。转移性非小细胞肺癌患者预后受遗传因素、肿瘤相关因素和治疗相关因素等多种因素的影响[9]。目前,转移性非小细胞肺癌预后较差,铂类联合第三代细胞毒药物方案仍然是转移性非小细胞肺癌的一线标准治疗方案。

CYP2E1基因定位于10q24.3q,由9个外显子和8个内含子共11 413个碱基组成,编码493个氨基酸组成的功能蛋白酶[10]。CYP2E1参与亚硝胺及其前致癌物N-亚硝基二甲胺和N-亚硝基四吡咯烷的代谢,存在RsaⅠ/PstⅠ多态连锁位点。该位点(-1239G>C和-999C>T)位于CYP2E1基因启动子区转录因子HNF1的结合区域,会影响基因的表达水平[11]。而CYP2E1活性的高表达已经证明和非小细胞肺癌低生存率密切相关[12]。体外实验已经证明-1239C等位基因的转录水平高于-1239G等位基因[13]。此外,流行病学研究也表明,CYP2E1-1239G>C与癌症的发展和患者的生存相关[14]。目前对CYP2E1多态性与转移性非小细胞肺癌患者预后是否产生影响的研究结果不一致或报道很少。本研究在中国人群中探讨了CYP2E1-1239G>C变异对转移性非小细胞肺癌患者生存期的影响,发现携带-1239GG基因型的个体比至少携带一个-1239C等位基因的个体的生存时间长,说明携带CYP2E1 -1239GG基因型的转移性非小细胞肺癌患者预后好。可能是因为CYP2E1-1239C基因型携带者的CYP2E1酶活性较高,可代谢产生更多的活性致癌物,从而对CYP2E1-1239C基因型携带患者的预后产生不良影响。本结果与Feng等[15]对CYP2E1-1239G>C遗传变异与胃癌患者生存率关系的结果一致。而李伟英等研究了四种Ⅰ、Ⅱ相药物代谢酶基因多态与76例晚期非小细胞肺癌患者预后的关系,认为CYP2E1-1239G>C基因多态对非小细胞肺癌患者预后没有明显影响[16]。这种研究结果的不一致可能是由于研究对象的差异造成的,也可能是同一位点在不同肿瘤中对患者临床预后的影响存在差异。

引入年龄、性别和吸烟影响因素的Cox回归模型分析结果表明,CYP2E1-1239G>C多态是转移性非小细胞肺癌预后的独立影响因素。Haque等分析肿瘤类型、肿瘤分期、相关蛋白的表达和CYP2E1遗传变异等因素与非小细胞肺癌患者生存期的相关性,发现CYP2E1遗传变异是影响非小细胞肺癌的独立预后因素,这与我们的研究结果一致[17]。而Hanagiri研究小组的多变量分析认为只有性别差异是影响非小细胞肺癌的独立预后因素[18]。于晨等则认为治疗方式是影响晚期非小细胞肺癌患者生存的独立预后因素[19]。大量流行病学研究证实吸烟是导致肺癌的首要危险因素[20]。但本研究对患者的吸烟状况进行的单因素和多因素分析均未显示吸烟因素与肺癌的预后显著相关(P>0.05)。这些结果的差异可能与本研究未对患者的病理分期和治疗方式等因素进行分析以及样本量偏少有关。

综上,本研究发现中国北方人群CYP2E1 -1239G>C多态可影响转移性非小细胞肺癌患者预后。然而,这项研究的结果可能需要在其他人群中和更大的样本量中进行进一步的研究证实,并进行功能性机制的阐明。

参考文献
[1] He J, Chen WQ. Chinese Journal of tumor registration, 2012[M]. Beijing: Military Medical Science Press, 2012: 28-39. [赫捷, 陈万清. 2012中国肿瘤登记年报[M]. 北京: 军事医学科学出版社, 2012: 28-39.]
[2] Vogelstein B, Papadopoulos N, Velculescu VE, et al. Cancer Genome Landscapes[J]. Science, 2013, 339(6127): 1546-58.
[3] Yuan X, Wu H, Han N, et al. Notch signaling and EMT in non-small cell lung cancer: biological significance and therapeutic application[J]. J Hematol Oncol, 2014, 7: 87.
[4] D‘Antonio C, Passaro A, Gori B, et al. Bone and brain metastasis in lung cancer: recent advances in therapeutic strategies[J]. Ther Adv Med Oncol, 2014, 6(3): 101-14.
[5] Mountain CF. Staging classification of lung cancer: a critical evaluation[J]. Clin Chest Med, 2002, 23(1): 103-21.
[6] Naruke T, Goya T, Tsuchiya R, et al. Prognosis and survival in resected lung carcinoma based on the new international staging system[J]. J Thorac Cardiovasc Surg, 1988, 96(3): 440-7.
[7] Zhan P, Wang J, Zhang Y, et al. CYP2E1 RsaⅠ/PstⅠ polymorphism is associated with lung cancer risk among Asians[J]. Lung Cancer, 2010, 69(1): 19-25.
[8] Bartsch H, Nair U, Risch A, et al. Genetic polymorphism of CYP genes, alone or in combination, as a risk modifier of tobacco-related cancers[J]. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev, 2000, 9(1): 3-28.
[9] Jazieh AR, Hussain M, Howington JA, et al. Prognostic factors in patients with surgically resected stagesⅠandⅡnon-small cell lung cancer[J]. Ann Thorac Surg, 2000, 70(4): 1168-71.
[10] Raunio H, Hakkola J, Hukkanen J, et al. Expression of xenobiotic-metabolizing CYPs in human pulmonary tissue[J]. Exp Toxicol Pathol, 1999, 51(4-5): 412-7.
[11] Jiang O, Zhou R, Wu D, et al. CYP2E1 polymorphisms and colorectal cancer risk: a HuGE systematic review and Meta-analysis[J]. Tumor Biol, 2013, 34(2): 1215-24.
[12] Oyama T, Sugio K, Uramoto H, et al. Increased cytochrome P450 and aryl hydrocarbon receptor in bronchial epithelium of heavy smokers with non-small cell lung carcinoma carries a poor prognosis[J]. Front Biosci, 2007, 12: 4497-503.
[13] Marchand LL, Wilkinson GR, Wilkens LR. Genetic and dietary predictors of CYP2E1 activity: a phenotyping study in Hawaii Japanese using chlorzoxazone[J]. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev, 1999, 8(6): 495-500.
[14] Olivieri EH, da Silva SD, Mendona FF, et al. CYP1A2*1C, CYP2E1*5B, and GSTM1 polymorphisms are predictors of risk and poor outcome in head and neck squamous cell carcinoma patients[J]. Oral Oncol, 2009, 45(9): e73-9.
[15] Feng J, Pan X, Yu J, et al. Functional PstI/RsaI polymorphism in CYP2E1 is associated with the development, progression and poor outcome of gastric cancer[J]. PLoS One, 2012, 7(9): e44478.
[16] Li WY, Yue WT, Yang XH, et al. Relationship between the Genetic Polymorphisms of PhaseⅠandⅡDrug-metaboliz ing Enzymes, as well as the Outcome of Chemotherapy in Advanced Non-small Cell Lung Cancer[J]. Zhongguo Fei Ai Za Zhi, 2011, 14(11): 858-64. [李伟英, 岳文涛, 杨学惠, 等. Ⅰ、Ⅱ相药物代谢酶遗传多态性与晚期非小细胞肺癌化疗疗效的关系[J]. 中国肺癌杂志, 2011, 14(11): 858-64.]
[17] Haque AK, Au W, Cajas-Salazar N, et al. CYP2E1 polymorphism,cigarette smoking,p53 expression,and survival in non-small cell lung cancer: a long term follow-up study[J]. Appl Immunohistochem Mol Morphol, 2004, 12(4): 315-22.
[18] Hanagiri T, Sugio K, Uramoto H, et al. Gender difference as a prognostic factor in patients undergoing resection of non-small cell lung cancer[J]. Surg Today, 2007, 37(7): 546-51.
[19] Yu C, Sun XH, Zhao JB, et al. Prognostic factors of advanced non small cell lung cancer[J]. Zhonghua Lin Chuang Yi Shi Za Zhi(Dian Zi Ban), 2011, 5(9): 2691-6. [于晨, 孙秀华, 赵金波, 等. 晚期非小细胞肺癌预后因素的回顾性研究[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2011, 5(9): 2691-6.]
[20] Yuan JM, Butler LM, Stepanov I, et al. Urinary tobacco smoke-constituent biomarkers for assessing risk of lung cancer[J]. Cancer Res, 2014, 74(2): 401-11.