汉族人群肺癌易感基因及其快速检测技术的研究

论文题目: 汉族人群肺癌易感基因及其快速检测技术的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 劳动卫生与环境卫生学

作者: 梁戈玉

导师: 浦跃朴,尹立红

关键词: 肺癌易感性,代谢酶,修复酶,遗传多态性,环境危险因素,交互作用,等位基因特异性延伸反应,双色荧光杂交

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 肺癌严重威胁人类健康,是我国发病率和死亡率上升最快的恶性肿瘤之一。本研究采用配对病例-对照的流行病学研究方法,检测比较了汉族人群CYP1A1、CYP1B1、CYP2C19、CYP2D6、CYP2E1、GSTM1、GSTT1、GSTP1、mEH、NAT2、NQO1、XPA、XPD、XRCC1、XRCC3、hOGG1等代谢酶和修复酶基因的遗传多态性分布及其与该人群肺癌易感性之间的关系,并调查分析了汉族人群肺癌发生的环境危险因素,通过多因素的统计学分析与单纯病例研究方法,初步确定了基因-基因,基因-环境在汉族人群肺癌发生中存在的交互作用。同时还探讨了两个新发展的SNP快速检测技术——diASA-AMP技术和双色荧光杂交芯片技术在人群中进行肺癌相关基因筛检的可行性,以期为肺癌病因学研究,高危人群筛检,以及肺癌的一级预防提供理论依据和技术平台。本论文具体内容如下:1.代谢酶基因多态性和肺癌易感性关系的研究按配对病例-对照研究原则选择原发性肺癌患者及对照227对,每例收集血液3ml,提取基因组DNA。运用PCR-RFLP、diASA-AMP及双色荧光杂交芯片技术对CYP1A1、CYP1B1、CYP2C19、CYP2D6、CYP2E1、GSTM1、GSTT1、GSTP1、mEH、NAT2、NQO1等代谢酶基因进行多态性分析。研究结果表明,携带CYP1A1突变基因型,GSTT1缺失基因型, NAT2 M3等位基因可增加患肺鳞癌的危险性,OR值分别为2.07(95%CI=1.10-3.92),1.90(95%CI=1.09- 3.30),1.63(95%CI=1.03-2.59)。携带CYP2C19突变基因型者患肺癌的危险性增加2.07倍(95%CI =1.34-3.17)。经组织病理学分类后分析发现,CYP2C19突变基因型可同时增加患肺鳞癌和腺癌的危险性,但以患肺鳞癌的危险性增加较多(OR=2.25,95%CI=1.14-4.44)。CYP1B1、CYP2D6、CYP2E1、GSTM1、GSTP1、mEH、NQO1基因在肺癌组和与对照组之间的基因型分布无显著性差异。CYP1B1基因多态性与汉族人群肺癌易感性的关系为首次报道。2.修复酶基因多态性和肺癌易感性关系的研究运用PCR-RFLP、diASA-AMP及双色荧光杂交芯片技术对XPA、XPD、XRCC1、XRCC3、hOGG1修复酶基因进行多态性分析。研究结果表明,携带XRCC1突变基因型可增加患肺腺癌的危险性(OR=1.91, 95%CI=1.12-3.23)。携带XPD突变基因型者患肺癌的危险性增加3.13倍(95%CI=1.78-5.49)。经组织病理学分类后分析发现,XPD突变基因型可同时增加患肺鳞癌和腺癌的危险性, OR值分别为3.20(95%CI=1.57-6.51)和3.00(95%CI=1.19-7.56)。XPA、XRCC3、hOGG1基因在肺癌组和与对照组之间的基因型分布无显著性差异。XPA与XRCC3基因多态性与汉族人群肺癌易感性的关系为首次研究,其中XPA A23G位点突变频率在汉族人群的分布为首次报道。3.代谢酶基因与修复酶基因多态性在肺癌发生中的交互作用研究应用Logistic多元回归模型分析基因-基因交互作用,在α=0.05水平上发现,CYP1A1突变基因型与GSTM1缺失基因型(OR=2.23),CYP2C19突变基因型与NQO1突变基因型(OR=2.61),mEH-exon3突变基因型与NQO1突变基因型(OR=2.47),CYP2C19突变基因型与XPA突变基因型之间对肺癌的发生存在协同作用(OR=4.55),同时携带两种突变基因型者患肺癌的危险性比单独携带其中任何一个突变基因型明显增加。4.肺癌环境危险因素的病例对照研究对所有病例-对照以回顾性问卷询问的方式进行肺癌环境危险因素的流行病学调查,主要内容包括:一般社会学特征、肺部疾病史、吸烟状况、烹调油烟接触状况、职业接触史、煤烟接触状况、家族肿瘤史等19项环境危险因素。结合组织病理学的诊断结果,通过单因素及多因素Logistic回归统计分析,对江苏汉族人群肺癌发生的危险因素进行筛检和危险度评估。研究结果表明,结果表明肺部疾病史、吸烟指数、职业有害物质接触史是肺鳞癌发生的主要环境危险因素,同时消除这些因素其发病可减少67.24%;肺部疾病史、吸烟指数、烹饪时厨房充满油烟味、煤炉使用年限、肿瘤家族史是肺腺癌发生的主要环境危险因素,同时消除这些因素其发病可减少58.92%。5.基因-环境在肺癌发生中交互作用的单纯病例研究应用单纯病例研究分析了基因-环境交互作用,结果表明,CYP1A1基因多态性、hOGG1基因多态性分别与吸烟对肺癌的发生存在有协同作用。携带CYP1A1突变基因型或hOGG1突变基因型而又同时吸烟者发生肺癌的危险性明显增加,OR值分别为2.29(95%CI=1.31-3.98)和2.30(95%CI=1.00-5.27)。GSTP1基因多态性、XPD基因多态性分别与煤炉使用年限对肺癌的发生存在有协同作用。携带GSTP1突变基因型或XPD突变基因型可增加接触煤烟不超过20年者肺癌发生的危险性,OR值分别为2.23(95%CI=1.09-4.54)和3.12(95%CI=1.42-6.85)。6.人工修饰双等位基因特异性引物扩增法(diASA- AMP)在肺癌易感基因筛选中的应用本研究首次应用课题协作组成员华东医学生物技术研究所周国华教授等发明的一种新的快速基因多态性检测方法-diASA-AMP技术(发明专利公开号:1446928)对汉族人群肺癌相关易感基因CYP1B1、GSTP1、hOGG1和XPD进行检测和筛选,并对该技术应用于人群SNP筛检的可行性进行了论证。结果表明对照组各等位基因频率(CYP1B1: C 84.1%, G 15.9%; GSTP1: A 77.1%, G 22.9%; hOGG1: C 39.4%, G 60.6%; XPD: A 93.3%, C 6.7%),与现有的中国人资料结果相近(CYP1B1: C 83.0%,G 17%; GSTP1: A 75.6%, G 24.4%; hOGG1: C 44.9%, G 55.1%; XPD: A 92.8%, C 7.2%)。CYP1B1、GSTP1、hOGG1基因各随机选取15例样本进行测序,结果与diASA-AMP法结果完全相符。XPD基因随机抽取115例样本进行PCR-RFLP分型,结果两种检测方法有4例不相符,二者检测相同结果的吻合率为96.5%,经χ2检验两种方法的基因型分型结果具有很好的关联性和一致性(Kappa=0.90,95%CI=0.81-1.00)。7.双色荧光杂交芯片在肺癌易感基因筛选中的应用本研究首次应用课题协作组成员东南大学吴健雄实验室陆祖宏教授等创建的一种新的高通量基因多态性检测方法-双色荧光杂交芯片技术对汉族人群肺癌相关易感基因CYP1A1、XRCC3进行了检测和筛选,并对该技术应用于人群SNP筛检的可行性进行了论证。结果表明152例样本的CYP1A1基因双色荧光杂交芯片技术分型结果与PCR-RFLP结果完全相符。XRCC3基因在对照组的等位基因频率(C 94.1%, T 5.9%)与现有的中国人资料结果一致(C 94.1%-95.2%,T 4.8%-5.9%)。XRCC3基因随机抽取125例样本进行PCR-RFLP分型,结果两种检测方法有2例不相符,二者检测相同结果的吻合率为98.4%,经χ2检验两种方法的基因型分型结果具有很好的关联性和一致性(Kappa=0.97,95%CI=0.92-1.01)。综合分析上述研究结果,可获得以下初步结论:1. CYP1A1、CYP2C19、GSTT1、NAT2、XPD、XRCC1基因与汉族人群肺癌易感性相关。其中CYP1A1突变基因型,GSTT1缺失基因型,NAT2 M3等位基因增加了患肺鳞癌的危险性,XRCC1突变基因型增加了患肺腺癌的危险性,CYP2C19突变基因型、XPD突变基因型同时增加患肺鳞癌和肺腺癌的危险性。CYP1A1与GSTM1,CYP2C19与NQO1,mEH-exon3与NQO1,CYP2C19与XPA基因对肺癌的发生存在交互作用,同时携带两种突变基因型个体更容易发生肺癌。2.肺部疾病史、吸烟指数、职业有害物质接触史是汉族人群肺鳞癌发生的主要环境危险因素,肺部疾病史、吸烟指数、烹饪时厨房充满油烟味、煤炉使用年限、肿瘤家族史是肺腺癌发生的主要环境危险因素。3. CYP1A1、hOGG1突变基因型与吸烟对肺癌的发生存在协同作用,GSTP1、XPD突变基因型与不超过20年煤炉使用年限对肺癌的发生存在有协同作用,两种因素同时存在时均使肺癌患病危险性升高。基因-基因,基因-环境之间的联合检测有助于筛选肺癌发生的高危人群。4. DiASA-AMP技术与双色荧光杂交芯片技术具有较高的特异性和准确度。与传统PCR-RFLP方法相比,diASA-AMP技术简便、快速、经济,适用于较大规模人群SNP位点的快速检测;双色荧光杂交芯片技术具有高通量和自动化的特点,在大规模人群SNP筛检中具有良好的发展前景。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

缩略词表

前言

第一章代谢酶基因多态性与肺癌易感性关系的研究

1.1 引言

1.2 材料与方法

1.2.1 主要仪器

1.2.2 主要试剂

1.2.3 研究对象

1.2.4 基因组DNA 的提取

1.2.5 基因组DNA 的定性与定量

1.2.6 基因多态性分析

1.2.7 统计分析

1.3 代谢酶基因多态性检测结果分析与讨论

1.3.1 CYP1A1 基因

1.3.1.1 基因多态性分析

1.3.1.2 结果

1.3.1.3 讨论

1.3.2 CYP1B1 基因

1.3.2.1 基因多态性分析

1.3.2.2 结果

1.3.2.3 讨论

1.3.3 CYP2C19 基因

1.3.3.1 基因多态性分析

1.3.3.2 结果

1.3.3.3 讨论

1.3.4 CYP2D6 基因

1.3.4.1 基因多态性分析

1.3.4.2 结果

1.3.4.3 讨论

1.3.5 CYP2E1 基因

1.3.5.1 基因多态性分析

1.3.5.2 结果

1.3.5.3 讨论

1.3.6 GSTM1、GSTT1 基因

1.3.6.1 基因多态性分析

1.3.6.2 结果

1.3.6.3 讨论

1.3.7 GSTP1 基因

1.3.7.1 基因多态性分析

1.3.7.2 结果

1.3.7.3 讨论

1.3.8 mEH-ex on3 基因

1.3.8.1 基因多态性分析

1.3.8.2 结果

1.3.8.3 讨论

1.3.9 mEH-ex on4 基因

1.3.9.1 基因多态性分析

1.3.9.2 结果

1.3.9.3 讨论

1.3.10 NAT2 基因

1.3.10.1 基因多态性分析

1.3.10.2 结果

1.3.10.3 讨论

1.3.11 NQO1 基因

1.3.11.1 基因多态性分析

1.3.11.2 结果

1.3.11.3 讨论

1.4 小结

第二章修复酶基因多态性和肺癌易感性关系的研究

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.3 修复酶基因多态性检测结果分析与讨论

2.3.1 XPA 基因

2.3.1.1 基因多态性分析

2.3.1.2 结果

2.3.1.3 讨论

2.3.2 XPD 基因

2.3.2.1 基因多态性分析

2.3.2.2 结果

2.3.2.3 讨论

2.3.3 XRCC1 基因

2.3.3.1 基因多态性分析

2.3.3.2 结果

2.3.3.3 讨论

2.3.4 XRCC3 基因

2.3.4.1 基因多态性分析

2.3.4.2 结果

2.3.4.3 讨论

2.3.5 hOGG1 基因

2.3.5.1 基因多态性分析

2.3.5.2 结果

2.3.5.3 讨论

2.4 小结

第三章代谢酶基因与修复酶基因多态性在肺癌发生中的交互作用研究

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.3 结果

3.4 讨论

3.5 小结

第四章肺癌环境危险因素的病例对照研究

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.2.1 研究对象

4.2.2 资料收集

4.2.3 统计分析方法

4.3 结果

4.3.1 一般情况

4.3.2 环境危险因素的单因素条件Logistic 回归分析

4.3.3 环境危险因素的多因素条件Logistic 回归分析及人群归因危险度（PAR）的估计

4.4 讨论

4.5 小结

第五章基因－环境在肺癌发生中交互作用的单纯病例研究

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.2.1 研究对象

5.2.2 环境暴露资料收集与基因多态性分析

5.2.3 统计分析方法

5.3 结果

5.3.1 吸烟与代谢酶和修复酶基因多态性交互作用一般情况

5.3.2 职业接触史与代谢酶和修复酶基因多态性交互作用

5.3.3 油烟接触史与代谢酶和修复酶基因多态性交互作用

5.3.4 煤烟接触与代谢酶和修复酶基因多态性交互作用

5.3.5 肿瘤家族史与代谢酶和修复酶基因多态性交互作用

5.4 讨论

5.5 小结

第六章人工修饰双等位基因特异性引物扩增法(diASA-AMP)在肺癌易感基因筛选中的应用

6.1 引言

6.2 材料与方法

6.2.1 研究对象

6.2.2 基因多态性分析

6.2.2.1 diASA-AMP 原理

6.2.2.2 基因型检测

6.2.2.2.1 diASA-AMP 法检测基因型

6.2.2.2.2 PCR-RFLP 法检测基因型

6.2.2.3 不同方法基因型分型结果对比

6.3 结果

6.3.1 CYP181、GSTP1、hOGG1 和XPD 等位基因频率在对照组和病例组中的分布

6.3.2 CYP181、GSTP1、hOGG1 和XPD 基因型在对照组和病例组中的分布

6.3.3 不同方法基因型分型结果对比

6.4 讨论

6.5 小结

第七章双色荧光杂交芯片在肺癌易感基因筛选中的应用

7.1 引言

7.2 材料与方法

7.2.1 研究对象

7.2.2 主要仪器

7.2.3 主要试剂

7.2.4 双色荧光杂交芯片实验原理

7.2.5 实验方法

7.2.5.1 氨基玻片的制备

7.2.5.2 PCR 扩增引物和杂交探针的设计

7.2.5.3 PCR 扩增

7.2.5.4 样品微阵列的制备

7.2.5.5 杂交

7.2.5.6 图像扫描与数据处理

7.2.6 PCR-RFLP 方法验证结果

7.3 结果

7.3.1 双色荧光杂交芯片技术与传统PCR-RFLP 技术对CYP1A1 进行基因分型的结果比较

7.3.2 XRCC3 等位基因频率和基因型在对照组和病例组中的分布

7.3.3 双色荧光杂交芯片技术与传统PCR-RFLP 技术对XRCC3 进行基因分型的结果比较

7.4 讨论

7.5 小结

总结与展望

Ⅰ论文工作的主要内容和研究结果

ⅰ 代谢酶基因多态性和肺癌易感性关系的研究

ⅱ 修复酶基因多态性和肺癌易感性关系的研究

ⅲ 代谢酶基因与修复酶基因多态性在肺癌发生中的交互作用研究

ⅳ 肺癌危险因素的病例对照研究

ⅴ 基因-环境在肺癌发生中交互作用的单纯病例研究

ⅵ 人工修饰双等位基因特异性引物扩增法(diASA- AMP)在肺癌易感基因筛选中的应用

ⅶ 双色荧光杂交芯片在肺癌易感基因筛选中的应用

Ⅱ工作展望

参考文献

附录

致谢

发布时间: 2007-06-11

汉族人群肺癌易感基因及其快速检测技术的研究

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