临床研究 Open Access
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世界华人消化杂志. 2006-05-28; 14(15): 1475-1480
在线出版日期: 2006-05-28. doi: 10.11569/wcjd.v14.i15.1475
MTHFR C677T基因多态性与新疆哈族和汉族食管癌易感性的关系
张金芳, 庞丽娟, 赵瑾, 陈湘川, 顾立怡, 葛春鸣, 项阳, 李洪安, 蒋金芳, 梁伟华, 赵娟, 张丽翠, 杨磊, 李锋
张金芳, 庞丽娟, 赵瑾, 陈湘川, 李洪安, 蒋金芳, 梁伟华, 赵娟, 张丽翠, 杨磊, 李锋, 新疆地方病与民族高发病省部共建重点实验室, 石河子大学医学院病理教研室 新疆维吾尔族自治区石河子市 832002
顾立怡, 葛春鸣, 项阳, 新疆伊犁州友谊医院、新华医院、农四师医院病理科 新疆维吾尔族自治区伊利市 835100
张金芳, 2003级石河子大学硕士生, 主要从事肿瘤分子病理的研究.
基金项目: 科技部重大基础研究前期研究专项, No. 2005CCA03700; 教育部科学技术研究重点项目, No. 206167; 2004年度石河子大学技术研究发展计划-重点项目, No. ZRKX2004-Z10.
通讯作者: 李锋, 832002, 新疆维吾尔族自治区, 石河子大学医学院病理教研室. lifeng7855@yahoo.com.cn
电话: 0993-2057125 传真: 0993-2057136
收稿日期: 2006-03-08
修回日期: 2006-03-19
接受日期: 2006-03-24
在线出版日期: 2006-05-28

目的: 探讨亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)基因C677T多态性与新疆哈族、汉族食管癌易感性的关系.

方法: 用PCR-RFLP方法检测食管癌患者178例(哈萨克族94例, 汉族84例)和同一地区无肿瘤病史的正常对照者155例(哈萨克族98例, 汉族57例)的MTHFR基因C677T基因型分布.

结果: 新疆哈族食管癌组中MTHFR C677T 3种基因型CC, CT, TT, 所占比例分别是56.4%, 36.2%, 7.4%, 与新疆汉族食管癌组中的32.9%, 40.0%, 27.1%相比, 存在显著差异(χ2 = 15.37, P<0.05); 哈族正常对照组分别为58.2%, 29.6%, 12.2%与汉族正常对照组22.8%, 52.6%, 24.6%相比, 有显著差异(χ2 = 18.26, P<0.05). MTHFR 3种基因型在哈族食管癌组中的分布(CC 56.4%, CT 36.2% and TT 7.4%)与对照组中(CC 22.8%, CT 52.6% and TT 24.6%)相比, 无显著差异(χ2 = 1.776, P= 0.412). 在汉族食管癌组与对照组间也无显著差异(χ2 = 2.750, P = 0.253).

结论: MTHFR C677T基因多态性分布在新疆哈族、汉族正常对照组间存在民族差异, 在食管癌间也存在差异. MTHFR C677T基因多态性可能与新疆哈萨克族与汉族食管癌的易感性无关.

关键词: 亚甲基四氢叶酸还原酶; 基因多态性; 食管癌; 哈萨克族; 汉族

引文著录: 张金芳, 庞丽娟, 赵瑾, 陈湘川, 顾立怡, 葛春鸣, 项阳, 李洪安, 蒋金芳, 梁伟华, 赵娟, 张丽翠, 杨磊, 李锋. MTHFR C677T基因多态性与新疆哈族和汉族食管癌易感性的关系. 世界华人消化杂志 2006; 14(15): 1475-1480
Association of methylenetetrahydrofolate reductase C677T polymorphism with susceptibility to esophageal cancer in Kazakh and Han populations in Xinjiang Uygur Autonomous Region
Jin-Fang Zhang, Li-Juan Pang, Jin Zhao, Xiang-Chuan Chen, Li-Yi Gu, Chun-Ming Ge, Yang Xiang, Hong-An Li, Jin-Fang Jiang, Wei-Hua Liang, Juan Zhao, Li-Cui Zhang, Lei Yang, Feng Li
Jin-Fang Zhang, Li-Juan Pang, Jin Zhao, Xiang-Chuan Chen, Hong-An Li, Jin-Fang Jiang, Wei-Hua Liang, Juan Zhao, Li-Cui Zhang, Lei Yang, Feng Li, Department of Pathology, Shihezi University School of Medicine, Shihezi 832002, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
Li-Yi Gu, Chun-Ming Ge, Yang Xiang, Youyi Hospital; Xinhua Hospital; Nongsishi Hospital, Yili 835100, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
Supported by: the Special Foundation for Major Basic Research Program of the Ministry of Science and Technology, No. 2005CCA03700; the Scientific and Technological Research Key Program of Ministry of Education, No. 206167; and the Technology Research and Development Project of Shihezi University during 2004 period, No. ZRKX2004-Z10.
Correspondence to: Dr. Feng Li, Department of Pathology, Shihezi University School of Medicine, Shihezi 832002, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China. lifeng7855@yahoo.com.cn
Received: March 8, 2006
Revised: March 19, 2006
Accepted: March 24, 2006
Published online: May 28, 2006

AIM: To investigate the gene polymorphism of methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) C677T and its association with susceptibility to esophageal cancer (EC) in Kazakh and Han populations in Xinjiang Uygur Autonomous Region.

METHODS: The MTHFR C677T genotypes were detected by a polymerase chain reaction (PCR)-based restriction restriction fragment length polymorphism (RFLP) assay in 179 patients with EC (Kazakh 94, Han 84) and 155 population cancer-free controls (Kazakh 98, Han 57) in Xinjiang of China.

RESULTS: The frequencies of CC, CT and TT in MTHFR C677T were 56.4%, 36.2% and 7.4% in Kazakh patients with EC, respectively, which were significantly different from those in Han patients with EC (32.9%, 40.0% and 27.1%) (χ2 = 15.37, P < 0.05). The frequencies of CC, CT and TT were 58.2%, 29.6% and 12.2% in Kazakh controls and 22.8%, 52.6% and 24.6% in Han controls, respectively, and there were also significant differences between them (χ2 = 18.26, P < 0.05). The distribution of C677T genotypes was not markedly different between Kazakh EC patients (CC 56.4%, CT 36.2% and TT 7.4%) and controls (CC 22.8%, CT 52.6% and TT 24.6%) (χ2 =1.776, P > 0.412), and there was no statistical differences between Han EC patients and controls (χ2 = 2.750, P = 0.253), either.

CONCLUSION: The polymorphisms of MTHFR C677T are different between Kazakh and Han EC patients as well as normal individuals in Xinjiang. The polymorphisms of MTHFR C677T are not correlated with the susceptibility to EC in Kazakh and Han populations.

Key Words: Methylenetetrahydrofolate reductase; Gene polymorphism; Esophageal cancer; Kazakh; Han


0 引言

食管癌是人类最常见的十大恶性肿瘤之一, 我国每年约有25万新诊断的食管癌病例, 占全世界食管癌病例数的一半. 新疆北部哈萨克族(哈族)聚集区是我国食管癌高发区之一, 其调整死亡率达68.88/10万, 是其他民族调整死亡率(5.13/10万)的10倍之多[1-2]. 哈萨克族食管癌的死亡率居哈萨克族恶性肿瘤死亡的首位[3]. 以游牧为生涯的哈族有特殊的饮食习惯, 以面、腌肉类、自制奶制品为主食, 较少摄入新鲜蔬菜水果[4]. 流行病学研究表明, 我国北方食管癌高发与蔬菜水果摄入量低相关[1], 新鲜蔬菜水果是叶酸的主要来源, 叶酸缺乏引起DNA低甲基化, DNA低甲基化与许多肿瘤的发生有关[5-8]. 亚甲基四氢叶酸还原酶(methylenetetrahydrofolate reductase, MTHFR)是叶酸代谢的关键酶之一, 在机体代谢的DNA甲基化、合成和修复中起重要作用. MTHFR C677T多态性影响了MTHFR的活性, 有研究报道, MTHFR C677T多态性与一些肿瘤(包括食管癌)的发生有关[9-12]. 新疆哈萨克族食管癌的发生与MTHFR C677T多态性的关系未见报道, 因此, 我们采用PCR-RFLP方法检测、分析了新疆哈族和汉族食管中MTHFR C677T的分布.

1 材料和方法
1.1 材料

新疆石河子大学医学院第一附属医院、新疆伊犁州友谊医院、新华医院、农四师医院病理科1980-2004病理诊断为食管癌石蜡包埋组织178例(哈族94例, 汉族84例), 病理诊断及分化程度均核实正确, 所有标本用40 g/L福尔马林固定、石蜡包埋后保存, 同时在当地收集相同年龄组无肿瘤史的一般人群血样155例(哈萨克族98例, 汉族57例)作为对照, 对照组人群抽肘静脉血、肝素钠抗凝、液氮保存.

1.2 方法

每例组织5 μm 10张入2.0 mL消毒的EP管中, 经脱蜡水化后, 加细胞裂解液(0.02 mmol/L Tris HCl, 0.02 mmol/L EDTA, 20 g/L SDS), 蛋白酶K(终浓度0.3 g/L)55 ℃水浴振荡过夜. 待组织完全裂解后依次加入等体积的Tris饱和酚(pH 8.0), 酚/氯仿为1:1, 氯仿/异戊醇为24:1, 各抽提1次, 无水乙醇沉淀DNA, 干燥, 加入50-80 μL TE (pH 8.0)溶解DNA沉淀12-24 h, 测定所提取DNA的A260A280, 并计算A260/A280以确定DNA的质量和纯度, 提取的DNA置于-20 ℃冰箱保存备用. 血样DNA的提取采用上海生工的小剂量DNA抽提试剂盒提取基因组DNA. 特异扩增MTHFR基因多态性引物参照文献[13], 引物由上海生工生物工程有限公司合成, 扩增的目的片段长度为173 bp. 限制性核酸内切酶HinfⅠ购自上海生工生物工程有限公司. 限制性核酸内切酶HinfⅠ特异识别GAGTC酶切位点, 当677位点C→T颠换后, 会产生一个HinfⅠ酶切位点. PCR反应体系为25 μL, 10×Buffer 2.5 μL, 引物终浓度0.2 μmol/L, Taq DNA聚合酶1 U, 模板2 μL(约20 ng DNA)及高压双蒸水. 扩增条件为: 95 ℃预变性5 min, 然后进行35个循环(每个循环包括: 94 ℃ 1 min, 60.5 ℃ 1 min, 72 ℃ 1 min), 最后72 ℃延伸8 min. 选用PCR扩增产物测序确定是MTHFR 677位基因阳性的食管癌标本作为阳性对照, 以高压双蒸水代替DNA模板作为空白对照. PCR产物由上海基康生物技术公司纯化并测序. 每个酶切体系的体积为20 μL, 包含PCR扩增产物10 μL, 酶切Buffer 2.0 μL, 限制性核酸内切酶HinfⅠ 5 U, 补高压双蒸水至20 μL. 上述反应体系置于37 ℃水浴5-8 h酶切消化, 取酶切产物5 μL, 20 g/L琼脂糖凝胶电泳, 凝胶成像图像分析仪观察结果, 杂合型MTHFR C677T在电泳图上产生173, 125, 48 bp的3条片段, 纯合型MTHFR T677T产生125, 48 bp的2条片段, 而野生纯合型MTHFR C677C没有酶切位点, 只产生173 bp的1条片段. 选取部分MTHFR C677T PCR产物送至上海基康生物技术有限公司进行纯化并测序, 结果经BLAST基因服务站进行同源性分析, 进一步验证我们扩增目的片段酶切后的分型是否正确.

统计学处理 采用SPSS 12.0统计软件对相关数据行χ2检验.

2 结果
2.1 研究对象的性别、年龄分布资料(表1)
表1 研究对象的性别、年龄分布.
哈族
汉族
食管癌对照食管癌对照
n94988457
性别(男:女)53:4156:4243:4122:35
平均年龄(岁)55±9.6450±12.8661±7.2346±11.12
年龄范围(岁)26-79a17-7742-84a25-72

哈族与汉族的食管癌组与对照组间性别分布均无统计学差异, 而年龄分布均存在统计学差异(P<0.05), 但本实验所测的基因型分布与年龄无相关性(哈族r = -0.081, P = 0.261; 汉族r = 0.059, P = 0.487).

2.2 MTHFR C677T基因型的分布

MTHFR基因扩增、酶切后电泳, 根据出现的条带判断基因型, 产生173, 125和48 bp 3条片段的是杂合型MTHFR C677T, 产生125和48 bp 2条片段的是纯合型MTHFR T677T, 只产生173 bp 1条片段的是野生纯合型MTHFR C677C(图1). MTHFR基因3种基因型PCR扩增产物测序结果判定, 根据测序图上多态位点上的峰来判断基因型, 单峰为纯合基因型, 双峰为杂合基因型(图2). 我们的测序结果与GenBank中公布的人类MTHFR基因(序列号: AY338232.1) 同源性高达100%.

图1
图1 MTHFR C677T多态位点的PCR及酶切的电泳. M: DNA分子质量标准; 1, 4, 5: 阳性对照; 2, 3, 6, 10: C/T型; 4, 8, 12: C/C型; 7, 9, 11: T/T型; -: 空白对照.
图2
图2 MTHFR C677T不同基因型测序. A: MTHFR C677T测序; B: MTHFR C677C测序; C: MTHFR T677T测序.

MTHFR C677T 3种基因型C/C, C/T, T/T的分布(表2), 在哈族和汉族食管癌中3种基因型的分布存在显著差异(χ2 = 15.387, P<0.05). 哈萨克族食管癌中C/C基因型显著高于汉族食管癌及其他2型, 汉族食管癌中T/T基因型显著高于哈萨克族食管癌. 在新疆哈族与汉族正常对照组中3种基因型的分布也有显著差异(χ2 = 18.26, P<0.05). 哈萨克族以C/C基因型为主, 汉族以C/T基因型为主, 汉族人群中T/T基因型的分布显著高于哈族. 在两民族内部的食管癌组与正常对照组间, MTHFR C677T基因型的分布均无显著差异(哈族χ2 = 1.776, P = 0.412; 汉族χ2 = 2.750, P = 0.253).

表2 正常对照和食管癌中MTHFR C677T基因型的分布 n (%).
民族nC/CC/TT/T
食管癌哈族9453 (56.4)34 (36.2)7(7.4)
汉族a8428 (32.9)34 (40.0)23(27.1)
对照组哈族9857 (58.2)29 (29.6)12(12.2)
汉族a5713 (22.8)30 (52.6)14(24.6)
2.3 MTHFR C677T基因型与食管癌病理分级及转移的关系

将178例食管癌, 按病理诊断标准分为高分化、中分化和低分化, 并与MTHFR C677T多态性进行比较, 在新疆汉族、哈族食管癌中, 不同病理分级与MTHFR C677T基因型的分布均无显著性差异(哈族χ2 = 1.711, P>0.05, 汉族χ2 = 1.880, P>0.05). 在MTHFR C677T不同基因型分布与有无淋巴结转移的比较中, 也未发现有显著性差异(汉族χ2 = 1.88, P = 0.391, 哈萨克族χ2 = 1.742, P = 0.418).

3 讨论

亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)是调节叶酸和甲硫氨酸代谢的限速酶, 可催化5, 10-亚甲基四氢叶酸还原为5-甲基四氢叶酸, 后者作为叶酸在血浆和组织中存在的主要形式, 参与同型半胱氨酸转化为S-腺苷甲硫氨酸的过程, 而S-腺苷甲硫氨酸可作为甲基供体, 在机体代谢的DNA甲基化和核酸合成过程中起重要作用[14]. MTHFR C677T多态性, 影响酶的活性, TT纯合基因型的酶活性仅为CC野生型的30%, CT杂合基因型的酶活性仅为CC野生型的60%[15], 变异型MTHFR (C677T和T677T)活性的下降导致5-甲基四氢叶酸的合成不足, 无法有效启动S-腺苷甲硫氨酸的生成, 从而不能保证机体基因组正常的甲基化状态, 由于不能提供足够的甲基供体, 基因组DNA将随之出现低甲基化, 基因组的去甲基化及某些特定基因的低甲基化状态, 如原癌基因及p53基因等, 已被多个试验证实是促进肿瘤发生的危险因素[16-18].

我国学者Song et al[9]对北京地区的240例食管癌患者和360例正常对照进行MTHFR C677T的检测, 发现T677T基因频率显著高于对照组, 发生食管癌的风险比C677C型高6.18倍; 认为MTHFR T677T基因型可能是食管癌的一个易感因素; 与河南安阳地区Wang et al[19]的报道结果相同, Wang et al认为T677T在食管癌的发生中是一个危险因素. 而Zhang et al[20]在研究河北地区与德国高加索人的食管癌与正常对照中MTHFR C677T基因型的分布, 发现德国高加索人食管癌的发生与MTHFR C677T基因多态性无关, 河北地区T677T基因型在食管癌与对照组间无差异, C677C基因型对食管癌的发生是一个保护因素. 本结果显示, 在新疆哈族食管癌组中T677T基因型高于对照组, 新疆汉族食管癌C677C基因型略高于对照组, 但均无统计学差异. 而我们发现, 在新疆汉族、哈族食管癌间MTHFR C677T基因型的分布有显著差异, 在新疆哈族、汉族正常对照组间也存在显著差异. 新疆哈族食管癌T677T (7.4%)基因型显著低于新疆汉族食管癌(27.1%), 与Zhang et al[20]研究的德国高加索人食管癌中T677T的频率(12.9%)也不同. 新疆汉族食管癌中T677T基因型的频率与各地区也有差异[21-23](河南37%-43%, 北京38.8%, 石家庄42.3%, 江苏淮安16.1%, 日本12.1%). 新疆汉族、哈族正常人群中MTHFR C677T基因型的分布存在显著差异, 新疆汉族T677T基因型(24.6%)显著高于哈族(12.2%). 哈族正常人群的T677T基因型与以前报道[24-26]的研究结果相比, 显著高于布依族(0.9%)、巴基斯坦人(7.4%), 低于苗族(28%)和美国Hispanic人(20.7%), 他们的MTHFR C677T多态性, 除美国Hispanic人以杂合型为主外, 其余均以野生纯合型为主, 而新疆汉族以杂合型为主; 新疆汉族正常人群中MTHFR T677T基因型的分布与河南31%的接近, 与其他地区的也有差异, 河北地区44%, 日本16.2%, 北京17.2%[27-29]. 这些结果与MTHFR C677T基因多态性的分布存在种族地域的差异一致. 我们发现, 在新疆哈族人群中MTHFR T677T等位基因远低于新疆汉族人群中的分布, 但哈萨克族患食管癌的机率远高于新疆汉族人, 这反映出肿瘤发生的复杂性. 我们还发现一个有趣的事, 在汉族正常人群中C/C基因型低于食管癌组, 虽然没有统计学意义, 但存在这样的趋势, 这与张健慧 et al[30]的发现相反, 尚需扩大样本进行研究. 同时本研究对MTHFR C677T基因多态性与食管癌病理分级、有无淋巴结转移做了分析, 未发现有统计学意义, 可能MTHFR C677T基因多态性与食管癌的恶性程度无关.

本研究结果表明, MTHFR C677T基因多态性与新疆哈族、汉族食管癌的发生及恶性程度可能无关, 确切的结果还需进一步扩大样本, 收集流行病学相关资料进行分层分析. 下一步的工作是扩大样本量的同时收集流行病学相关资料, 结合与叶酸代谢相关的其他基因, 如蛋氨酸合酶(MS)、蛋氨酸合酶还原酶(MTRR)及胸腺嘧啶核苷酸合酶(TS)等的关系, 同时分析他们与环境的交互作用, 进一步分析MTHFR C677T基因多态性与新疆食管癌的关系. 因为疾病的发生是多种危险因素共同作用的结果, 只有全面深入了解各种因素作用的方式及效应, 才有可能阐明发病机制.

评论
背景资料

以游牧为生涯的新疆哈族人食管癌的发生有着明显的地域和民族特异性. 近年来, 遗传因素与食管癌的关系受到关注, 某些基因的多态性与食管癌的发病有关. 国内外有关遗传背景和肿瘤遗传易感基因在新疆哈萨克族食管癌中的研究较少.

相关报道

一些研究已报道, MTHFR C677T基因多态性与汉族食管癌的发生有关, 认为MTHFR 677T基因型是食管癌的一个危险因素, 可显著增加食管癌的发病风险.

创新盘点

本研究以新疆哈萨克族、汉族食管癌为研究对象, 未发现MTHFR C677T基因多态性与新疆哈族、汉族食管癌的发生有关.

应用要点

本研究为进一步研究新疆哈萨克族食管癌的遗传背景和肿瘤遗传易感基因及其作用机制奠定基础.

同行评价

本文对MTHFR C677T基因多态性与新疆哈族和汉族食管癌易感性的关系进行了探讨与研究, 提供了充足的有意义的信息, 具有科学性和可读性, 能反映我国或国际胃肠病学临床和基础研究的先进水平.

电编:张敏 编辑:潘伯荣

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