CYP1A1和GSTM1基因多態性及其對個體肺癌易感性的聯合效應：meta分析

李程 尹智華 周寶森

根據世界衛生組織（world heath organization, WHO）2003年公布的資料顯示，肺癌無論是發病率還是死亡率均居全球癌癥的首位[1]。谷胱甘肽轉移酶（glutathione S-transferase, GST）是一類重要的外源性化學物代謝酶，主要催化外援代謝物的親電子中心與還原型谷胱甘肽的結合反應，從而降低外源化合物的毒性及致癌性[2]。谷胱甘肽轉移酶M1（glutathione S-transferase M1, GSTM1）存在等位基因缺失的多態性，GSTM1基因多態性可以改變相應的酶激活或滅活異源底物的能力，可能對個體暴露后所致肺癌的易感性產生影響[3-6]。細胞色素P450酶（cytochrome P450A1, CYP1A1）是I相代謝酶，是代謝內外源性化合物的重要酶系，其編碼的芳烴羥化酶參與致癌物進入體內的第一階段氧化激活反應，將外源性無活性的前致癌物激活轉變為有活性的親電子化合物，與細胞內大分子DNA或蛋白質結合形成加合物，使DNA發生突變，導致某些癌基因的激活或抑制，最終導致癌變[7-9]。近年來，有多篇關于這兩個基因聯合作用的文章，并且重點研究了CYP1A1兩個位點IIe/Val和MspI w1/m1的多態性。但是并沒有CYP1A1的IIe/Val位點與GSTM1聯合基因型分析的meta分析，在之前的研究中也沒有涉及過CYP1A1的MspI位點與GSTM1聯合基因型分析的meta分析。本研究旨在通過meta分析探討CYP1A1兩個位點分別和GSTM1基因多態性的聯合效應與肺癌發病風險的關系。

1 材料與方法

1.1 文獻入選標準 ①肺癌；②CYP1A1 IIe/Val位點和GSTM1基因多態性與肺癌易感性病例對照研究和隊列研究；③CYP1A1 MspI位點和GSTM1基因多態性與肺癌易感性病例對照研究和隊列研究；④所有研究中以下因素要有明確數據：作者、文獻發表年份、肺癌病例的基本特征（年齡分布、性別比例、吸煙與否）、對照人群的基本特征（年齡分布、性別比例、吸煙與否）、病例與對照各類基因型分別的人數、OR值與調整后OR值；⑤當多個研究使用同一數據時納入最近的文獻或是包含信息更多的文獻；⑥各基因多態性的鑒定均采用等位基因特異性和多重差別聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction, PCR）方法。

1.2 文獻排除標準 ①同時伴隨其他惡性腫瘤；②對照設立不正確；③無原始數據。

1.3 檢索策略 以“CYP1A1” 、“cytochrome P450A1” 、“GSTM1”、“ glutathione S-transferase M1”、“lung cancer”、“NSCLC”、“lung carcinoma”和“polymorphism”為關鍵詞，在PubMed數據庫和EMBASE數據庫中查詢文獻，以“CYP1A1”、“ 細胞色素P4501A1”、 “GSTM1”、 “ 谷胱甘肽轉移酶M1”、“肺癌”、“非小細胞肺癌”、“多態性”為關鍵詞中國生物醫學文獻數據庫（china biology medicine, CBM）和中國知識基礎設施工程數據庫（china national knowledge infrastructure, CNKI）中查詢文獻，時間范圍從各數據庫建庫至2011年3月。納入文獻包括英文文獻和中文文獻。

1.4 文獻篩選和資料提取 根據事先制定的納入標準兩位研究者交叉核對納入研究結果，缺乏的數據通過郵件與作者聯系予以補充。提取數據的主要內容包括作者、文獻發表時間、研究對象種族、研究對象一般特征、研究方法等。

1.5 質量評價 采用Newcastle-Ottawa Scale（NOS）標準進行質量評價[10]：①病例組和對照組研究對象選擇（4分）：病例定義、病例代表性、對照選擇、對照定義；②病例組和對照組研究對象的可比性（2分）：首要因素、其他因素；③結果評價（3分）：暴露確證、同一確證、不回應率。若每一條為否時，賦值0 ，若為是，賦值1。

1.6 統計分析方法 使用STATA 10軟件進行統計分析。對于每個研究都要計算調整混雜因素后的OR值與95%CI并計算總體的OR值與95%CI。對納入研究結果間的異質性分析采用χ2檢驗。當P＞0.05和I2＜50%時使用固定效應模型進行分析，若存在統計學異質性，即P＜0.05，I2＞50%時分析異質性來源，確定是否能采用隨機效應模型。當研究存在明顯異質性時，只對其進行描述性分析。通過漏斗圖與Egger's檢驗評估發表偏倚。采用敏感性分析對結果穩定性進行檢驗。

2 結果

2.1 納入研究概述 按照檢索策略（圖1），共檢索到相關文獻376篇，通過閱讀標題、摘要進行初篩后納入文獻112篇。進一步閱讀文獻排除重復或不符合納入標準的文獻后剩下18篇文獻。進行全文閱讀后9篇關于CYP1A1 IIe/Val位點與GSTM1聯合基因型和肺癌易感性的病例對照研究的文獻入選[11-19]，其中1篇因缺少原始數據而被排除[19]。 9篇關于CYP1A1 w1/m1位點與GSTM1聯合基因型和肺癌易感性的病例對照研究的文獻入選[20-28]，其中1篇因原始數據不充分而被排除[20]，Li[22]與Li[23]使用相同原始數據，故排除前1篇。在剩下的15篇文獻中，基因型的分布在所有研究的對照組中均符合Hardy-Weinberg遺傳平衡定律。

2.2 納入研究的一般情況和質量評價 見表1。15項研究經得分統計后除了Qu[11]和Hong[24]兩項研究為B類研究，剩下13篇納入文獻均為A類研究，文獻質量較好。表2和表3列出了CYP1A1 IIe/Val位點和GSTM1聯合基因型總體OR與肺癌易感性間的關系及CYP1A1 MspI w1/m1位點和GSTM1聯合基因型總體OR與肺癌易感性間的關系。所有數據異質性檢驗P＞0.05，所以分析各個總體OR值均采用固定效應模型。

2.3 meta分析結果 CYP1A1 IIe/Val位點與GSTM1聯合基因型病例對照研究與肺癌危險性關系見表4。CYP1A1為野生型IIe/IIe、純合突變型Val/Val和雜合型與純合突變型聯合時，GSTM1基因缺失均增加肺癌發病風險，總體OR分別為1.28（95%CI: 1.02-1.61）、3.18（95%CI: 1.27-7.98）和1.45（95%CI: 1.08-1.94）。當CYP1A1為純合突變型時增加肺癌發病風險明顯高于其他類型突變。 CYP1A1 MspI位點與GSTM1聯合基因型病例對照研究與肺癌危險性關系見表5。CYP1A1為野生型、純合突變型和雜合型與純合突變型聯合時，GSTM1基因缺失增加肺癌發病風險均有統計學意義，總體OR分別為1.39（95%CI:1.02-1.90）、1.90（95%CI: 1.00-3.58）、1.57（95%CI:1.23-2.00）。

2.4 發表偏倚 對納入的所有文獻進行了漏斗圖分析（圖2），結果顯示圖形對稱性良好。Egger's檢驗結果（表2，表3，圖3，圖4）顯示無明顯發表偏倚。

2.5 敏感性分析 見圖5。結果顯示依次排除各篇文章進行分析，結果顯示CYP1A1 IIe/IIe和GSTM1聯合基因型、CYP1A1 Val/Val和GSTM1聯合基因型、CYP1A1 IIe/Val&Val/Val和GSTM1聯合基因型的OR值分別為1.45（95%CI: 1.21-1.70）、3.67（95%CI: 2.62-4.73）和1.39（95%CI: 1.07-1.71），與meta分析所得OR非常接近，說明研究穩定性良好。圖6分別顯示了CYP1A1 MspI w1/w1和GSTM1聯合基因型、CYP1A1 MspI m1/m1和GSTM1聯合基因型、CYP1A1 MspI w1/m1&m1/m1和GSTM1聯合基因型OR值分別為1.53（95%CI: 1.14-1.92）、1.98（95%CI:1.34-2.62）和1.61（95%CI: 1.30-1.93），研究穩定性良好。

3 討論

之前的研究并未有關于CYP1A1的IIe/Val位點與GSTM1聯合基因型分析的meta分析，以及CYP1A1的MspI位點與GSTM1聯合基因型分析的meta分析，本研究旨在利用meta分析探討CYP1A1兩個位點分別和GSTM1基因多態性的聯合效應與肺癌發病風險關系。

表 1 納入研究的一般情況和質量評價Tab 1 The characteristics of included studies and quality assessment

圖 1 納入研究流程圖Fig 1 Selection of trials

圖 3 CYP1A1 IIe/Val位點與GSTM1聯合基因型病例對照研究與肺癌危險性關系Egger's檢驗。A：為CYP1A1 IIe/IIe和GSTM1聯合基因型；B：CYP1A1 Val/Val和GSTM1聯合基因型；C：CYP1A1 IIe/Val&Val/Val和GSTM1聯合基因型。Fig 3 Egger 's test of the summary odds ratio coefficients on the association between CYP1A1 IIe/Val and GSTM1 combined gene polymorphism and lung cancer risk. A: CYP1A1 IIe/II and GSTM1 combined; B: CYP1A1 Val/Val and GSTM1 combined; C: CYP1A1 IIe/Val&Val/Val and GSTM1combined.

圖 4 CYP1A1 MspI位點與GSTM1聯合基因型病例對照研究與肺癌危險性關系Egger's檢驗。A：分別為CYP1A1 MspI w1/w1和GSTM1聯合基因型；B：CYP1A1 MspI m1/m1和GSTM1聯合基因型；C：CYP1A1 MspI w1/m1&m1/m1和GSTM1聯合基因型。Fig 4 Egger's test of the summary odds ratio coefficients on the association between CYP1A1 MspI and GSTM1 combined gene polymorphism and lung cancer risk. A: CYP1A1 MspI w1/w1 and GSTM1 combined; B: CYP1A1 MspI m1/m1 and GSTM1 combined; C: CYP1A1 MspI w1/m1&m1/m1 and GSTM1 combined.

表 2 CYP1A1 IIe/Val位點和GSTM1聯合基因型總體OR與肺癌易感性間的關系Tab 2 Summary odds ratios relation of CYP1A1 IIe/Val and GSTM1 combined polymorphism to lung cancer risk

ksir recnacgnulotmsihpromylopd系關enibm的間oc1M性感易TSG d癌肺na1與RO m/1體總w Ips型M 1因基合A1PY聯1 C fo MTSG noital和點er s位1m/1w I oitar sddo ps yr M 1 a A1 mm PYC 3 uS3 b表aT

圖 6 CYP1A1 MspI位點與GSTM1聯合基因型病例對照研究與肺癌危險性關系敏感性分析。A：CYP1A1 MspI w1/w1和GSTM1聯合基因型；B：CYP1A1 MspI m1/m1和GSTM1聯合基因型；C：CYP1A1 MspI w1/m1&m1/m1和GSTM1聯合基因型。Fig 6 Influence analysis of the summary odds ratio coefficients on the association between CYP1A1 MspI and GSTM1 combined gene polymorphism and lung cancer risk. A: CYP1A1 MspI w1/w1 and GSTM1 combined; B: CYP1A1 MspI m1/m1 and GSTM1 combined; C: CYP1A1 MspI w1/m1&m1/m1 and GSTM1 combined.

在中國人群的研究中Gu[21]、Song[29]發現至少攜帶一個變異等位基因的個體明顯增加肺癌發病風險。而Persson[13]、Wang[30]認為CYP1A1變異等位基因與肺癌發病風險沒有直接關系。在高加索人群中有些研究[31,32]并未顯示CYP1A1基因變異與肺癌發病風險之間的關系。許多研究[14,21]表明GSTM1基因缺失多態性增加肺癌的發病風險。本次研究結果表明攜帶CYP1A1 IIe/Val&Val/Val基因型、攜帶CYP1A1 MspI w1/m1&m1/m1基因型、攜帶GSTM1缺失基因型均增加了肺癌發病風險。攜帶CYP1A1 IIe/Val&Val/Val和GSTM1-的聯合基因型的個體罹患肺癌的危險度高于攜帶單一突變易感基因型個體，總體OR分別為1.45（95%CI: 1.08-1.94）和1.28（95%CI: 1.02-1.61）。攜帶CYP1A1 MspI w1/m1&m1/m1基因型和GSTM1-聯合基因型的個體同樣肺癌發病風險高于攜帶單一基因突變型的個體，總體OR分別為1.57（95%CI: 1.23-2.00）和1.39（95%CI: 1.02-1.90）。本次研究顯示CYP1A1相互作用增加了個體肺癌發病的危險性。

GSTM1基因多態性可以改變相應的酶激活或滅活異源底物的能力，可能對個體暴露后所致肺癌的易感性產生影響。CYP1A1基因將外源性無活性的前致癌物激活轉變為有活性的親電子化合物，與細胞內大分子DNA或蛋白質結合，形成加合物，使DNA發生突變，導致某些癌基因的激活或抑制，最終導致癌變 。有研究[14]顯示人群中攜帶CYP1A1 IIe/Val 與GSTM1-聯合基因型個體的頻率約是CYP1A1 Val/Val與GSTM1聯合基因型個體的4.5倍。在北歐人群的研究[16]中也提示CYP1A1 IIe/Val或MspI遺傳多態性中雜合子對人群的肺癌危險有較大的作用。但是在我們的研究中顯示出CYP1A1 IIe/Val遺傳多態性中純和突變型基因對人群的肺癌易感性的影響明顯大于野生型和雜合突變型。這可能是由于本研究納入的多是亞洲人群，由于不同種族基因突變頻率不同導致。近年來關注CYP1A1的MspI位點研究增多，許多研究[20-23]表明此位點多態性影響肺癌發生易感性，但也有研究[24]顯示此位點與肺癌易感性關系并無統計學意義。CYP1A1的MspI位點與GSTM1聯合基因突變多態性明顯增加了肺癌的易感性，CYP1A1基因這兩個位點之間的相互作用應在今后進行更多的研究。

在CYP1A1、GSTM1分別與肺癌易感性關系的研究中，已對性別、吸煙與否和病理分型進行了亞組分析，但CYP1A1與GSTM1基因聯合作用的研究并不多也未有原始資料對其進行各類的亞組分析，今后應進行更深入的研究。