柴 琳 倪 健 吉志武 劉 洋 楊 澤 陳福軍※

大腸癌(CRC)是全世界范圍內死亡的第三大原因；每年約有100萬患者被診斷為大腸癌[1]。據(jù)報告，歐洲、美國和北美的大腸癌發(fā)病率較高，亞洲和非洲的發(fā)病率較低[2]。然而，隨著經濟的快速發(fā)展，一些亞洲和東歐國家大腸癌的發(fā)病率也在上升，這與從傳統(tǒng)生活方式向西化生活方式的轉變是分不開的，大腸癌已成為中國第五大最常見的腫瘤和癌癥相關死亡的第五大原因[3]。中國人口大腸癌標準化發(fā)病率從1990年的12.15/100000上升到2013年的20.27/100000，發(fā)病率上升了66.83%[4]。隨著我國大腸癌發(fā)病率逐年增多，提高大腸癌早期檢出率對減少醫(yī)療衛(wèi)生費用的支出和保障患者的健康均有價值。目前大腸癌檢測手段主要有糞潛血、肛門指檢、結腸鏡(光學、柔性)、病理、血液檢測(HYX消化系統(tǒng)腫瘤標志物CEA/CA199)、基因檢測。檢測方法都有各自的優(yōu)缺點，到目前尚無理想的診斷方法。最常見的遺傳變異是單核苷酸多態(tài)性(SNPs)，SNP以點突變的形式出現(xiàn)。如果序列變異的頻率在人口中達到1%或更多，被稱為多態(tài)；但如果它低于1%，該等位基因通常被認為是一個突變[5]。因此，識別新的分子標記作為大腸癌的可靠生物標志物是非常重要。

1.細胞因子基因

細胞因子主要是組織炎癥反應來發(fā)揮功能，可以從生理炎癥向慢性炎癥的轉化，通過促進細胞生長、存活和促血管生成因子的持續(xù)供應和抑制免疫介導來促進腫瘤進展和轉移，從而促進癌變。細胞因子已成為各種慢性炎癥性疾病的關鍵治療靶點。因為炎癥也與癌癥發(fā)展緊密相關，這些細胞因子也在癌癥發(fā)展和進展的背景下進行了深入研究。因此，對細胞因子基因多態(tài)性與結直腸癌風險關系的研究越來越受到人們的關注。

1.1 TLR TLR是Toll樣的受體，它參與先天免疫和后天免疫并在其中起著重要作用，在各種細胞類型中也有表達，并與許多疾病和癌癥的易感性改變有關。Ippokratis Messaritakis[6]等研究分析實驗組和對照組的基因型功能多態(tài)性。實驗組397例大腸癌患者(Ⅱ期、Ⅲ期，n=202)及轉移灶(n=195)進行外周血檢測。對照組50名健康志愿者和40名腺瘤性息肉患者的血樣。結果提示：76.6%的患者檢測到TLR2-196～174del/del基因型，與對照組比較有顯著性差異(P<0.001)。在70.5%、70.5%、61.5%和61.5%的患者中分別檢測到TLR4-asp299GLY、TLR4-Thr39lle、TLR-T1237C和T1486C純合子基因型，并顯著高于對照組(P<0.001)。所有檢測到的多態(tài)性也與轉移性疾病顯著相關(P<0.001)，導致總生存率較低(P<0.001)；而TLR4-ASP299GLY和THR399基因多態(tài)性與KRA突變顯著相關。與對照組相比，檢測腸癌患者的TLR2、TLR4和/或TLR9多態(tài)性的頻率更高，突出了這些多態(tài)性在大腸癌發(fā)展和癌癥進展中的作用。Abdelhabib Semlali[7]等人研究115名結腸癌患者和102名健康人為對照組，進行了taqman分析。在目前的研究中，我們發(fā)現(xiàn)TLR2 rs3804099和TLR2 rs4696480與大癌易感性密切相關，而TL2(rs3804100 c>t)在沙特阿拉伯人群中無相關性。TLR2 rs3804099對女性患者和年齡小于57歲的患者大癌的風險分別增加了3.8倍和5倍以上。TLR2 rs3804100的T等位基因與57歲以下患者與腸癌有顯著的相關性。

1.2 IL7 白細胞介素-17(IL-17，也稱為IL-17a)是一種關鍵的促炎細胞因子，已被證明可促進前列腺癌和大腸癌的發(fā)展。Al Obeed OA[8]等人研究了中東人群中IL-17基因多態(tài)性與大腸癌易感性的關系。實驗組117名確診的大腸癌患者和對照組100名健康人。檢測IL-17A rs2275913(G197A)和IL-17F rs763780(T7488C)單核苷酸多態(tài)性。IL-17A中rs2275913與大腸癌易感性之間存在顯著相關性(P=0.016228)。AG和AA基因型分別是GG基因型的2倍和2.8倍，其患大腸癌的風險高于GG基因型的個體。根據(jù)性別和年齡的數(shù)據(jù)分層顯示，只有男性的大腸癌與IL17A rs2275913與腸癌有很強的相關性，在疾病診斷時，年齡≤57歲的患者的“AG”基因型與腸癌有很強的相關性。在我們的隊列中，IL-17F中的rs763780與大腸癌無關。IL-17A G197A變體可作為評估大腸癌風險的遺傳篩選標記，其表達可作為沙特人群早期檢測大腸癌的生物標記物。

2. DNA損傷與修復

人體持續(xù)暴露在各種壓力源下，破壞細胞的穩(wěn)定狀態(tài)，為了維持現(xiàn)狀，正常細胞代謝過程中產生的內源性反應性代謝物對DNA不斷進行基因毒性攻擊。人類細胞已進化出多種DNA修復途徑對于減少癌變的基因突變累積十分重要，已經確定了五種常見的DNA修復途徑，包括核苷酸切除修復(NER)、堿基切除修復、雙鏈DNA斷裂修復、錯配修復和轉錄耦聯(lián)修復。因此，了解DNA損傷和修復重要的細胞機制在對抗癌癥發(fā)展中的作用至關重要。

2.1 XPG 核苷酸切除修復(NER)是五種已知的DNA修復系統(tǒng)中最常用的DNA修復機制。著色性干皮病G組，又稱XPG、RAD2或ERCC5，是一種1186個氨基酸結構特異性內切酶，屬于核苷酸切除修復(NER)途徑，XPG是一種結合和切割受損DNA的損傷識別蛋白，該蛋白由位于人類染色體13q22-q33上的XPG基因編碼，跨度69kb，包含15個外顯子，14個內含子，具有高度多態(tài)性[9]。Jinsong Su[10]等人研究(rs17655 G>C)在XPG中對大腸癌風險的作用，實驗組腸癌病例1019例和1036例健康對照，將rs17655 G>C多態(tài)性進行了基因分型，并且還進行了薈萃分析以進一步評估這種關聯(lián)。結果提示：在rs17655 G>C與大腸癌風險之間沒有發(fā)現(xiàn)顯著的相關性。分層分析也顯示無顯著相關性。但是薈萃分析，結果顯示rs17655 G>C與大腸癌風險增加相關(CG與GG:OR=1.14，95%CI=1.01～1.28；CC/CG與GG:OR=1.12，95%CI=1.01～1.24；C與G:OR=1.06，95%CI=1.01～1.11)。Jie Zhao[11]等人為了進一步精確研究，將60項病例對照研究進行了綜合meta分析，涉及27,098例癌癥病例和30,535例健康對照。計算粗優(yōu)勢比(ORs)和95%置信區(qū)間(CIs)來確定興趣的關聯(lián)。分析表明XPG rs17655 G>C多態(tài)性增加了全身癌癥的風險(CC vs.GG:OR=1.10，95% CI=1.00～1.20;CG vs GG:OR=1.06，95% CI=1.02～1.11;CG+CC vs GG:OR=1.07，95% CI=1.02～1.12;C vs G:OR=1.05，95% CI=1.01～1.09)。癌癥的分層和meta分析同時進一步表明了XPG基因rs17655 G>C多態(tài)性與胃癌和大腸癌的風險增加有關。Ebrahim Eskandari[12]等人研究結果顯示：XPG-asp1104his多態(tài)性與等位基因大腸癌易感性(OR=1.06；95%CI=1.01～1.12)和雜合子模型(OR=1.16；95%CI=1.02～1.31)之間存在相關性。XPG-asp1104his多態(tài)性可能影響結直腸癌的風險。

2.2 OGG1 OGG1位于3p26.2，是氧化DNA損傷的BER途徑中的關鍵酶，一旦檢測到8-羥基鳥嘌呤，OGG 1就會水解連接異常核酸酶和DNA骨架的糖苷鍵，直接從受損DNA中去除8-氧代鳥嘌呤(8-oxog)。除了催化DNA的8-oxog切除，OGG1還可以通過無嘌呤和無嘧啶(ap)裂合酶活性在堿基部位切割，它還可以通過破壞DNA中的β消除反應，切割DNA磷酸二酯鍵，形成單鏈結構。OGG 1在DNA在癌癥風險中的重要性可以從以下事實中看出：Ching-Yu Lai[13]等人研究，從臺灣某醫(yī)療中心收治，實驗組727例新診斷為結直腸癌患者，對照組736例健康人群，還根據(jù)性別、診斷年齡、腫瘤亞部位和分期進行分層分析。結果表明：OGG1 326Ser/Cys+Cys/Cys基因型患者的結直腸癌風險較高(OR=1.38，95%CI:1.03～1.85，P=0.030)，IⅢ+Ⅳ期癌癥患者結直腸癌風險較高(OR=1.48，95%CI:1.03～2.13)。此外，OGG1 11657g等位基因攜帶者在0～Ⅱ期患者中的大腸癌風險降低了41%(OR=0.59，95%CI:0.35～0.98)在臺灣人群中，OGG1基因多態(tài)性與結直腸癌的階段性和性別特異性風險相關。Jacek Kabzinski[14]等人研究報道：波蘭人群OGG 1基因Ser326 Cys多態(tài)性增加了大腸癌的發(fā)生風險，且與8-氧鳥嘌呤水平顯著升高有關，可能通過增加氧化DNA損傷水平來調節(jié)結直腸癌的風險。

2.3 XRCC2 XRCC2蛋白位于7q36.1的中國倉鼠細胞2(XRCC2)基因，是同源重組修復HRR修復染色體碎片、缺失和DNA雙鏈斷裂(DSB)的核心成分，也是參與腫瘤進展的功能候選者。XRC2和XRC3基因是在結構和功能上與RAD51基因相關的兩個蛋白質成員野生型細胞和突變細胞相比，缺乏XRC2和XRC3基因的倉鼠細胞系具有較高的非整倍體頻率，并用合適的人類基因進行轉染。而且XRC2缺陷倉鼠細胞系也顯示出多個中心體和異常紡錘體形成的高頻率。Ebrahim Eskandari[15]等研究XRCC2-rs3218536 A/G多態(tài)性對結直腸癌(大腸癌)之間的關系，結果顯示：XRC2 rs3218536 A/G與總的或亞組的大腸癌風險無關。Lijie Wang[16]等研究XRCC2多態(tài)性(rs3218408和rs3218384)與結直腸癌(大腸癌)風險的相關性和XRC2基因多態(tài)性與環(huán)境因素的相互作用。結果提示：在多態(tài)性分析中，rs3218408似乎是大腸癌的獨立危險因素(GG:OR=2.048，95%CI=1.032～4.061；G等位基因：OR=1.445，95%CI=1.019～2.049)。rs3218408與結直腸癌風險增加有關，rs3218384與吸煙的相互作用增加了結直腸癌風險。(GG和吸煙：OR=3.250，95%CI=1.235～8.556；GC+CC和吸煙：OR=2.167，95%CI=1.175～3.996)。

3.代謝相關的SNP與大腸癌之間的關系

大腸癌易受周圍環(huán)境和飲食因素影響,細胞暴露于多種環(huán)境因素可增加細胞內源性致突變化合物的形成，而且正常的細胞代謝也可以產生有害的中間體作為副產品，可以破壞DNA。為了將這些化合物的危害降到最低，細胞已經進化出一些代謝機制來清除它們。因此代謝相關基因有著重要的作用,代謝基因多態(tài)性就有可能使癌癥易感性增加。

3.1 VDR 維生素D是一種人體所需天然的脂溶性維生素，是一種有效的類固醇激素前體，它是在皮膚中產生的，受到陽光中紫外線B(UVB)的影響，或者可以從營養(yǎng)來源和補充中獲得。UVB與表皮7-脫氫膽固醇(7DHC)反應后轉化為維生素D3前體，隨后進行維生素D3羥基化實現(xiàn)其生物活性。在肝臟中，維生素D3通過Cyp2r1、Cyp27a1或Cyp3a4轉化為25(OH)D3，25(OH)D3，隨后在腎臟中通過Cyp27b1羥基化為1,25-二羥基維生素D3。此外，1,25(OH)2D3是維生素D的活性形式，可以在腸道、骨骼中發(fā)揮作用。維生素D3的活性形式是通過與VDR的相互作用發(fā)揮的，VDR是由身體中大多數(shù)細胞表達的[17]。一旦被1，25-二羥基維生素D 3激活，VDR就會暴露出與許多轉錄輔助激活因子相互作用的表面。Young Ae Cho[18]等人為了驗證vdr-foki多態(tài)性與結直腸癌風險之間的關系，選取實驗組695名結直腸癌患者和對照組1397名進行了病例對照研究。結論顯示在目前的病例對照研究中，與F等位基因相比，F(xiàn)等位基因似乎與結腸癌和晚期結直腸癌的風險較低有關。隨后有27項研究進行了薈萃分析，結果表明，在目前的薈萃分析中，F(xiàn)等位基因與炎癥性腸病(包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎)的風險呈正相關。然而，該等位基因與結腸癌呈負相關，與直腸癌或結直腸癌的風險無關。

3.2 谷胱甘肽S-轉移酶 谷胱甘肽S-轉移酶是一個多基因酶家族，它至少被分成了七類，谷胱甘肽S-轉移酶T1(GSTT1)和谷胱甘肽S-轉移酶M1(GSTM1)分別是θ類和μ類的成員，并且被證明是多態(tài)的。谷胱甘肽S-轉移酶在生物轉化的第二階段中起到關鍵性作用。它可以對環(huán)境污染物、致癌物、化學療法、活性氧(ROS)和廣泛的異種生物進行細胞解毒。根據(jù)它們的解毒特性，GSTM1和GSTT1的缺乏，無論是單獨的還是聯(lián)合的都大大增加了不同器官(包括肝、肺和結腸)發(fā)生癌癥的易感性。Justyna Klusek[19]等研究波蘭非吸煙人群中GSTM1、GSTT1和GSTP1多態(tài)性與結直腸癌(大腸癌)風險之間的潛在關系。結果為：在大腸癌患者和對照組中GSTM1無效和GSTT1無效基因型的頻率相似(GSTM1無效：46.7%VS 45.2%；GSTT1無效：15.7%VS 20.2%)。GSTP1-Ile/Ile、Ile/Val和Val/Val基因型頻率在患者中分別為42.1%,48.2%和9.6%，在對照組分別為48.1%,42.3%和9.6%。GSTT1多態(tài)性與結直腸癌患者較高的腫瘤分級相關，GSTM1無效/無效基因型與更頻繁的淋巴結轉移相關。我們的結果表明GST基因多態(tài)性可能影響大腸癌腫瘤的分級和分期。Gabriela[20]等研究谷胱甘肽S轉移酶(GSTS)多態(tài)性與散發(fā)性結直腸癌(S大腸癌)風險、腫瘤進展和患者生存率之間的關系。結果顯示：年齡等于或大于62歲(OR=8.79；95%CI:5.90～13.09，P<0.01)和女性(OR=2.91；95%CI:1.74～4.37；P<0.01)與散發(fā)性結直腸癌的風險增加相關。GSTT1和GSTM1無效基因型的多態(tài)性調節(jié)了研究人群對散發(fā)性結腸癌的易感性。

4.細胞生長控制基因

轉化生長因子β(TGF-β)是一種多功能的細胞因子，可以調節(jié)細胞生長分化、凋亡、細胞運動、細胞外基質生成、血管生成和細胞免疫反應等。有趣的是，TGF-β在腫瘤發(fā)生早期表現(xiàn)出腫瘤抑制活性，而晚期它促進腫瘤生長，為腫瘤的侵襲和轉移提供了一個好環(huán)境。在許多結腸癌細胞系中，TGF-β主要通過3種機制在促進腫瘤進展中發(fā)揮關鍵作用：促進上皮-間充質轉換、刺激血管生成和誘導免疫抑制[21]。Jianhui Cai[22]等人對TGF-β通過Smad2,3-4/蝸牛信號通路誘導大腸癌細胞的上皮-間充質轉化，研究結果提示：腫瘤相關巨噬細胞通過TGF-β/Smad2,3-4/蝸牛信號通路促進了結直腸癌細胞上皮-間充質轉化中的作用進展，用TGF-β受體抑制劑阻斷該通路可抑制腫瘤的轉移，調整TAMS與腫瘤轉移的關系。Jo-Anne de la Mare[23]等在研究hsp90和tgfβ在結腸癌細胞中的關系中發(fā)現(xiàn)：TGF-β1和hsp90β在通過αvβ6整合素而不是典型的TGF-β1途徑發(fā)送信號時，對結腸癌細胞遷移行為的刺激具有明顯的協(xié)同作用。

5.總結和未來的方向

識別對癌癥相關的基因多態(tài)性具有許多潛在的診斷意義。例如，它可能使早期識別高風險個體成為可能，從而使采取各種降低風險的措施來預防癌癥的發(fā)生。雖然只有很少的基因變異達到了這種效用水平，但是這一領域研究數(shù)據(jù)的不斷積累可能會增加遺傳多態(tài)性在臨床環(huán)境中的相關性和有用性，并改變癌癥篩查的未來。而且隨著基因檢測的發(fā)展，基因檢測既可以比一般檢查特異性強，采集的方法又可以比結腸鏡給人帶來的侵入感溫和，說明了該方法在結直腸癌診斷與篩查中的優(yōu)越性。然而就目前來看，基因多態(tài)性有許多的局限性。癌癥的發(fā)生與發(fā)展是復雜多樣的而不是只有單一因素決定的，而且與周圍的生活環(huán)境和飲食都有著密切相關。隨著人們對基因多態(tài)性的深入研究，也發(fā)現(xiàn)了其地域、人群等相關特性，全基因組關聯(lián)研究(GWAS)的引入，這一策略近年來變得越來越普遍。而且薈萃分析也給人們帶來了對基因多態(tài)性地域性的認識，讓人們對于基因多態(tài)性有著更好的研究?？赡苡捎谝郧暗脑O備和對于知識方面的淺薄造成數(shù)據(jù)不準確，筆者希望能進行更多的Meta分析，研究不同群體中的基因和疾病之間的關聯(lián)。以解決多重多態(tài)性在結直腸癌風險中的聯(lián)合作用，也可以給抗癌藥物提供許多通道和靶點來延長人類壽命。我們還需要大量的臨床研究來證實基因多態(tài)性的可行性。所以，基因多態(tài)性對于大腸癌發(fā)病和控制有著重要意義。