基于GWAS的候選基因遺傳變異與結(jié)直腸癌遺傳易感性的研究.pdf

1、研究背景及目的：
　　 結(jié)直腸癌是世界范圍內(nèi)常見的惡性腫瘤之一,全球每年約有100萬新發(fā)病例,并且約有超過50萬人因結(jié)直腸癌而死亡。在過去,我國是傳統(tǒng)的結(jié)直腸癌低發(fā)國家,但近年來,隨著生活方式和飲食習(xí)慣的改變,結(jié)直腸癌發(fā)病及死亡均快速攀升,成為嚴(yán)重威脅人群生命健康的公共衛(wèi)生問題。
　　 結(jié)直腸癌的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明,但病因?qū)W研究已經(jīng)表明,絕大部分結(jié)直腸癌的發(fā)生是一個(gè)多步驟、多階段、環(huán)境因素和遺傳因素共同作用的復(fù)雜過程。

2、盡管研究已表明環(huán)境因素對于結(jié)直腸癌發(fā)病的重要性,然而接觸相同的環(huán)境危險(xiǎn)因素卻只有極少數(shù)個(gè)體發(fā)生腫瘤,說明環(huán)境因素是結(jié)直腸癌發(fā)生的始動(dòng)因素,而個(gè)體的遺傳特征則決定了對結(jié)直腸癌的易感性。因此,對結(jié)直腸癌遺傳易感因素進(jìn)行系統(tǒng)的研究,尋找結(jié)直腸癌高風(fēng)險(xiǎn)基因或位點(diǎn),對于實(shí)現(xiàn)結(jié)直腸癌的有效預(yù)防和早期診斷具有重大的實(shí)際意義。
　　 流行病學(xué)研究證實(shí)絕大部分結(jié)直腸癌的遺傳易感性與為數(shù)眾多的低外顯性基因相關(guān),這一機(jī)制使得鑒定與結(jié)直腸癌相關(guān)的基因或

3、位點(diǎn)成為難點(diǎn)和熱點(diǎn)。隨著人類基因組計(jì)劃的完成和單體型圖譜的構(gòu)建,以及高通量基因分型技術(shù)的快速發(fā)展,全基因組關(guān)聯(lián)性研究應(yīng)勢而生,并成為目前探索復(fù)雜疾病易感性遺傳因素最為有效的方法。GWAS研究也已經(jīng)對結(jié)直腸癌遺傳易感性位點(diǎn)進(jìn)行了探索[1-8],并確定了10個(gè)與結(jié)直腸癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)的常見低外顯性單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn),包括rs16892766(8q23.3)、rs6983267(8q24.21)、rs10795668(10p14)、rs44

4、44235(14q22,BMP4)、rs961253(20p12.3)、rs10411210(19q13.1,RHPN2)、rs3802842(11q23)、rs4779584(15q13.3)、rs9929218(16q22.1,CDH1)、rs4939827(18q21.1,SMAD7)。但目前的關(guān)于結(jié)直腸癌的全基因組關(guān)聯(lián)性研究以及后續(xù)的驗(yàn)證性研究大部分都是在歐美人群中進(jìn)行的,而在中國人群中關(guān)于結(jié)直腸癌全基因組關(guān)聯(lián)性研究尚未見報(bào)道,

5、并且在中國人群中對目前GWAS所識別的10個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)的重復(fù)性研究僅有中國香港以及北京人群的兩篇報(bào)道。此外,目前關(guān)與結(jié)直腸癌的GWAS研究僅是基于單位點(diǎn)分析逐-檢驗(yàn)單個(gè)位點(diǎn)的邊際效應(yīng),未涉及基因-基因之間交互效應(yīng)的分析,且尚未有研究分析在中國人群中對已有的GWAS識別的10個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)之間的交互作用。鑒于結(jié)直腸癌的發(fā)病是受多個(gè)基因以及環(huán)境因素的影響,本研究在中國漢族人群中目前GWAS研究所識別的10個(gè)結(jié)直腸癌易感性位點(diǎn)進(jìn)行分析,并且采用

6、多種不同原理的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對該10個(gè)位點(diǎn)之間的基因-基因交互作用進(jìn)行評估,為結(jié)直腸癌的病因研究提供流行病學(xué)線索,為結(jié)直腸癌防治措施的制定提供科學(xué)依據(jù)。
　　 研究對象與方法：
　　 研究采用基于醫(yī)院的病例-對照研究設(shè)計(jì),選擇性別、年齡頻率匹配的對照和病例,收集研究對象的基本信息以及病例的臨床病理信息。在研究對象知情同意情況下收集每位對象外周靜脈血5ml,采用天根生化科技(北京)有限公司的RelaxGene血液基因組DNA提

7、取系統(tǒng)提取DNA,應(yīng)用中通量sequenome分型技術(shù)對該10個(gè)多態(tài)進(jìn)行檢測。采用非條件logistic回歸模型分析各個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)基因型與結(jié)直腸癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)性。應(yīng)用MDR、CART以及l(fā)ogistic回歸對潛在的基因-基因交互作用進(jìn)行挖掘。此外,我們對單位點(diǎn)分析中有意義的多態(tài)位點(diǎn)構(gòu)建結(jié)直腸癌遺傳風(fēng)險(xiǎn)分值模型。
　　 結(jié)果：
　　 病例組和對照組的人口學(xué)特征分布無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。除rs16892766位點(diǎn)在本研究人群中未檢

8、測到多態(tài)突變外,其他九個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)包括rs6983267、rs10795668、rs4444235、rs961253、rs10411210、rs3802842、rs4779584、rs9929218、rs4939827的各個(gè)基因型在對照人群中的分布均符合Hardy-Weinberg平衡。
　　 在單位點(diǎn)分析中,rs6983267位點(diǎn)的GG基因型攜帶者結(jié)直腸風(fēng)險(xiǎn)比TT基因型攜帶者增加了1.67倍(95％CI,1.27-2.19)。

9、rs4939827位點(diǎn)TT基因型攜帶者結(jié)直腸發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是CC基因型攜帶者的1.57倍(95％CI,1.27-1.94),并且在顯性模型中,T等位基因攜帶者與高結(jié)直腸癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)(OR=1.46；95％CI,1.19-1.80)。在隱性模型中,rs4779584的TT基因型與結(jié)直腸癌高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)(OR=1.46；95％CI,1.18-1.80)。rs3802842的AC雜合子攜帶者結(jié)直腸癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加了1.76倍(95％CI,1.40-

10、2.22),CC基因型攜帶者風(fēng)險(xiǎn)增加了1.99倍(95％CI,1.48-2.66),且在顯性模型中AC和CC合并基因型也與高風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)(OR=1.82；95％CI,1.46-2.26)。rs961253位點(diǎn)中至少攜帶一個(gè)A等位基因的個(gè)體結(jié)直腸癌風(fēng)險(xiǎn)比CC基因型個(gè)體增加了1.62倍(95％CI,1.26-2.08)。余下四個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)無論是在總體分析還是在性別,年齡以及臨床病理因素分層分析中均未觀察到與結(jié)直腸癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)。

11、r>　　 基因-基因交互作用分析中,MDR的最佳交互作用模型是包括了rs6983267、rs3802842和rs4939827多態(tài)的3因子模型,模型預(yù)測準(zhǔn)確率和交叉驗(yàn)證一致性均為所有因子模型中最高((TA=0.5858；CVC=10／10；Permutation P<0.001)),而包括rs6983267、rs961253、rs3802842和rs4939827的四因子模型預(yù)測準(zhǔn)確率次之(TA=0.5722),并且交叉驗(yàn)證一致性也為

12、10次,置換檢驗(yàn)亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。CART分析中,rs3802842的AA基因型個(gè)體結(jié)直腸癌風(fēng)險(xiǎn)最低(預(yù)測發(fā)病概率=29.1％),以rs3802842 AA基因型攜帶者作為參照,終末結(jié)點(diǎn)10的個(gè)體攜帶了rs3802842AC+CC,rs4939827(CC),rs6983267(TG+GG),rs961253(CA+AA)基因型,其結(jié)直腸癌風(fēng)險(xiǎn)為所有研究對象中最高(OR=3.03；95％CI,1.93-4.79)。此外,對MDR以及CAR

13、T識別的rs6983267、rs961253、rs3802842和rs4939827四個(gè)多態(tài)的聯(lián)合效應(yīng)進(jìn)行了分析,分別以rs3802842 C等位基因、rs4939827 T等位基因、rs6983267 G等位基因和rs961253 A等位基因定義為危險(xiǎn)等位基因,與未攜帶任何危險(xiǎn)等位基因個(gè)體相比較,攜帶2個(gè)危險(xiǎn)等位基因的個(gè)體結(jié)直腸癌風(fēng)險(xiǎn)增加了1.69倍(95％CI,1.05-2.71),攜帶3個(gè)危險(xiǎn)等位基因個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)增加了2.22倍(95

14、％CI,1.37-3.58),而攜帶4個(gè)及以上危險(xiǎn)等位基因的個(gè)體具有最高的結(jié)直腸癌風(fēng)險(xiǎn)(95％CI,1.90-5.20),并且趨勢檢驗(yàn)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P for trend=4.516x10-14)。MDR、CART以及l(fā)ogistic回歸的聯(lián)合分析結(jié)果顯示,rs6983267、rs961253、rs3802842和rs4939827存在顯著的基因-基因交互作用。
　　 結(jié)論：
　　 rs6983267、rs961253