端粒通路基因遺傳變異與前列腺癌易感性及預(yù)后的關(guān)聯(lián)研究.pdf

1、前列腺癌嚴(yán)重威脅著男性的生命健康。2011年美國新發(fā)前列腺癌240890例，占所有腫瘤的25％。2010年全美有32050名男性死于前列腺癌，高居男性死亡原因第2位。2008年全世界范圍內(nèi)約有900000例新發(fā)前列腺癌。我國前列腺癌的發(fā)病率在近年來呈現(xiàn)持續(xù)快速增長趨勢，以近10年的年均增加比例推算，2015年中國男性前列腺癌發(fā)病率將達(dá)到17.35/10萬，位居中國男性泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤發(fā)病率之首。
　　盡管發(fā)病率持續(xù)高企并且分布范圍

2、廣泛，但前列腺癌形態(tài)學(xué)和生物學(xué)行為具有顯著的異質(zhì)性，對此合理的推斷是前列腺癌生物學(xué)行為的多樣性在很大程度上是潛在遺傳異質(zhì)性的反映。前列腺癌的發(fā)生機(jī)制至今尚未完全闡明，目前認(rèn)為前列腺癌的發(fā)生、發(fā)展是基因與基因，基因與環(huán)境因素共同調(diào)控的復(fù)雜過程，屬于多基因復(fù)雜疾病。人群中廣泛存在的多態(tài)性遺傳背景，賦予了個體不同的前列腺癌易感特性和疾病轉(zhuǎn)歸。因此，深入研究前列腺癌發(fā)生及預(yù)后相關(guān)的遺傳背景因素，有助于我們從分子水平尋找前列腺癌發(fā)病的相關(guān)病因、探

3、索其發(fā)病機(jī)制以及敏感、特異的預(yù)后指標(biāo)。另一方面，環(huán)境危險因素的暴露在前列腺癌的發(fā)病過程中也具有重要作用，將環(huán)境暴露因素和基因遺傳背景綜合分析，是當(dāng)前研究前列腺癌發(fā)生的合理模式。
　　端粒對于維護(hù)基因組完整性不可或缺，相關(guān)基因的編碼產(chǎn)物在抑制細(xì)胞無限增殖方面發(fā)揮著重要作用，迄今為止的研究已證實(shí)端粒功能障礙貫穿前列腺癌的發(fā)生和發(fā)展的整個過程。我們有理由推測，影響端粒長度和端粒酶活性的基因功能性遺傳變異均有可能促成或抑制前列腺癌的形成及

4、進(jìn)展，但目前端粒通路基因遺傳變異在前列腺癌生物學(xué)機(jī)制中的作用仍不得而知，其中的易感基因、區(qū)域和功能機(jī)制尚待確認(rèn)。
　　有鑒于此，我們將根據(jù)結(jié)合文獻(xiàn)報道和數(shù)據(jù)庫，采取以通路為基礎(chǔ)的研究策略，從端粒通路相關(guān)基因遺傳變異與前列腺癌易感性及預(yù)后的關(guān)聯(lián)性出發(fā)，全面分析相關(guān)基因多態(tài)性在前列腺癌發(fā)生和發(fā)展過程的角色，探索基因和基因、遺傳背景和環(huán)境因素之間的交互作用對前列腺癌發(fā)生及進(jìn)展的影響，并嘗試從基因轉(zhuǎn)錄、表達(dá)產(chǎn)物和細(xì)胞因子等水平，揭示和論證

5、內(nèi)在的分子生物學(xué)基礎(chǔ)。
　　第一部分 端粒酶活性調(diào)控通路基因遺傳變異與前列腺癌易感性及預(yù)后的關(guān)聯(lián)研究
　　絕大部分的前列腺癌組織中可以檢測到端粒酶活性，證實(shí)端粒酶被重新激活以維持前列腺癌腫瘤細(xì)胞無限增殖的能力，在腫瘤進(jìn)展過程中同樣起著重要作用。然而端粒酶活性調(diào)控通路基因的遺傳變異與前列腺癌易感性及預(yù)后的關(guān)聯(lián)性及機(jī)制尚未闡明。因此，我們設(shè)計了以候選基因?yàn)椴呗缘牟±?對照研究，首先在1015例前列腺癌患者和1052例健康對照男性

6、中分析端粒酶活性調(diào)控通路中三個關(guān)鍵基因TEP1、TNKS、TNKS2潛在功能性遺傳變異與前列腺癌發(fā)病風(fēng)險的關(guān)系。然后在426例接受根治性前列腺切除術(shù)的患者中，采用Kaplain-Meier方法和多元Cox回歸模型評估上述SNP與生化復(fù)發(fā)的關(guān)系，最后在此基礎(chǔ)上分析各SNP與端粒長度的關(guān)系。
　　結(jié)果顯示TEP1 rs1760904與前列腺癌發(fā)病風(fēng)險相關(guān)，AG基因型攜帶者的前列腺癌發(fā)病風(fēng)險僅為GG型的75％(95％ CI:0.62-0

7、.91，P=0.003)。TEP1 rs1713418與年齡之間在前列腺癌致病作用中存在顯著交互作用(P=0.005)。校正臨床病理因素后我們發(fā)現(xiàn)，TEP1 rs1760904和TNKS2 rs1539042是根治性前列腺切除術(shù)后生化復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)后因素。TEP1 rs1760904 AG基因型攜帶者術(shù)后生化復(fù)發(fā)危險僅為GG基因型攜帶者的53％(95％ CI:0.34-0.82，P=0.005)。與GG型攜帶者相比，TNKS2 rs153

8、9042 CG基因型攜帶者的生化復(fù)發(fā)風(fēng)險升高1.59倍，且這一效應(yīng)在顯性模型中更為顯著(HR:1.64，95％ CI:1.09-2.46，P=0.019)。進(jìn)一步的基因型-表型分析證實(shí)TEP1 rs1760904與端粒長度相關(guān)，AG/AA型攜帶者的獲得長端粒的概率是GG型攜帶者的1.55倍(OR:1.55，95％ CI:1.04-2.30)。我們的研究結(jié)果提示TEP1基因的遺傳變異可能在前列腺癌發(fā)生和進(jìn)展過程中均起著重要作用，基于端粒酶

9、活性調(diào)控通路基因的遺傳背景分析有助于預(yù)測前列腺癌發(fā)病及生化復(fù)發(fā)風(fēng)險，不僅能為早期診斷提供診斷依據(jù)，更有助于準(zhǔn)確篩選能從術(shù)后輔助治療中獲益的患者。
　　第二部分 端粒長度維持通路基因遺傳變異與前列腺癌易感性及預(yù)后的關(guān)聯(lián)研究和功能論證
　　端粒功能異常導(dǎo)致前列腺癌發(fā)生和進(jìn)展主要有兩條關(guān)鍵途徑:端粒長度極限縮短和端粒酶的異常激活。理論上，影響端粒長度的相關(guān)基因功能性遺傳變異均有可能促成或抑制前列腺癌的形成及發(fā)展。目前雖然已有端粒長

10、度與腫瘤發(fā)病風(fēng)險及預(yù)后的相關(guān)報道，但相關(guān)調(diào)節(jié)基因遺傳變異的作用機(jī)制尚不得而知。我們在第二部分中采用病例-對照研究方法，評估端粒長度維持通路中BICD1、PARP1、POT1和RTEL1等關(guān)鍵基因的潛在功能性遺傳變異與前列腺癌易感性及預(yù)后的關(guān)系，分析基因型與表型之間的關(guān)系，并通過分子生物學(xué)手段進(jìn)行功能學(xué)論證。
　　我們觀察到RTEL1基因rs2297441和rs3208008兩個位點(diǎn)的突變基因型攜帶者的前列腺癌發(fā)病風(fēng)險明顯升高(OR

11、:1.44，95％ CI:1.08-1.93及OR:1.37，95％ CI:1.08-1.93)，并且根治性前列腺切除術(shù)后的生化復(fù)發(fā)危險度亦顯著增加(HR:1.91，95％ CI:1.12-3.27及HR:1.79，95％ CI:1.04-3.08)。進(jìn)一步的基因型-表型分析表明rs2297441和rs3208008兩個位點(diǎn)的突變基因型個體獲得長端粒的概率僅為野生型個體的58％和59％。熒光素酶報告基因?qū)嶒?yàn)證實(shí)rS2297441A等位基

12、因可以增加hsa-miR-103與RTEL1基因3'UTR區(qū)域的結(jié)合能力。當(dāng)rs2297441等位基因G轉(zhuǎn)換為A時，最小自由能從-84.6轉(zhuǎn)換成-85.5kcal/mol，并且改變了RTEL1 mRNA的二級結(jié)構(gòu)。我們認(rèn)為，端粒長度維持基因RTEL1的遺傳變異與前列腺癌發(fā)生和復(fù)發(fā)相關(guān)，rs2297441不同等位基因改變了hsa-miR-103與RTEL1基因3'UTR區(qū)域的結(jié)合能力，最終影響了RTEL1基因的表達(dá)，進(jìn)而影響了前列腺癌的發(fā)

13、病風(fēng)險。這一發(fā)現(xiàn)將有助于揭示前列腺癌生物學(xué)行為多樣性背后的潛在機(jī)制，同時為前列腺癌的早期篩查和術(shù)后輔助治療提供決策依據(jù)。
　　第三部分脂聯(lián)素（ADIPOQ）基因遺傳變異與前列腺癌易感性的關(guān)聯(lián)研究
　　環(huán)境因素可能造成相似遺傳背景個體前列腺癌發(fā)病風(fēng)險的巨大差異。環(huán)境因素在前列腺癌發(fā)病機(jī)制中的作用，尤其是高脂肪攝入飲食、缺乏體力活動等引起的肥胖逐漸得到重視。肥胖通過氧化應(yīng)激的作用加速端粒的消耗，加重炎癥反應(yīng)，促進(jìn)組織細(xì)胞的老化，

14、同時也是前列腺癌的重要危險因素。作為唯一的負(fù)性調(diào)節(jié)因子，低脂聯(lián)素血癥與肥胖、代謝綜合征、和血脂代謝紊亂等密切相關(guān)。有趣的是，前列腺癌患者的脂聯(lián)素水平也明顯降低。本部分研究旨在通過檢測ADIPOQ基因功能性遺傳變異在前列腺癌患者與正常對照人群中的分布差異，分析其與前列腺癌發(fā)病風(fēng)險的相關(guān)性，通過評估SNF與血漿脂聯(lián)素的關(guān)系探索潛在的生物學(xué)機(jī)制，并探討遺傳背景和肥胖之間的交互作用對前列腺癌發(fā)病風(fēng)險的影響。
　　結(jié)果顯示ADIPOQ rs

15、3774262各基因型在病例組和對照組中的分布頻率差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.028)。與GG基因型相比，AA基因型攜帶者前列腺癌的發(fā)病風(fēng)險降低約34％(95％ CI:0.48-0.92)。而該基因型的攜帶者患高級別、進(jìn)展期前列腺癌的風(fēng)險僅為AG或GG基因型攜帶者的48％及45％(OR:0.48，95％ CI:0.32-0.72及OR:0.45，95％CI0.29-0.70)。并且這種保護(hù)作用在低齡、正常體重或者無吸煙史的人群中更為明顯。