Significance of gene polymorphysm in development of colorectal cancer

Evgeniy P. Kulikov; Куликов Евгений Петрович; Aleksey I. Sudakov; Судаков Алексей Ильич; Aleksandr A. Nikiforov; Никифоров Александр Алексеевич; Sergey A. Mertsalov; Мерцалов Сергей Александрович; Vladimir A. Grigorenko; Григоренко Владимир Андреевич

doi:10.23888/PAVLOVJ2020282127-134

基因多态性在结直肠癌发展中的重要性

作者: Kulikov E.P.¹, Sudakov A.I.¹, Nikiforov A.A.¹, Mertsalov S.A.¹, Grigorenko V.A.¹
隶属关系:
1. Ryazan State Medical University
期: 卷 28, 编号 2 (2020)
页面: 127-134
栏目: Original study
##submission.dateSubmitted##: 01.07.2020
##submission.datePublished##: 03.07.2020
URL: https://journals.eco-vector.com/pavlovj/article/view/34899
DOI: https://doi.org/10.23888/PAVLOVJ2020282127-134
ID: 34899

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目的：测定MTHFR (Ala222Val), XPD (Lis751Gln), XRCC1 (Arg194Trp), XRCC1 (Arg399Gln), XRCC1 (Arg208His), APE1 (Asp148Glu), hOGG1 (ser326Ces), P53 (Pro47Ser), VEGF (C654G), EGFR(A2073T), TNF(G308A), CHEK2 (Ile157Thr), MMP1 (1607 1G>2G), TIMP1(C53CT) 基因多态性在结直肠癌发生发展中的意思。

材料与方法。我们分析了106例在Regional Clinical Oncology Center 梁赞地区的国家预算机构接受治疗的结肠直肠癌患者。所有患者采用静脉血白细胞DNA提取、聚合酶链反应（PCR）进行基因分型，电泳检测结果。

结果：确诊时患者的年龄与任何被研究基因的多态性均无相关性（p> 0.05）。TNF基因多态性（G308A）与肿瘤分期有统计学意义：其主要纯合基因型G/G在III-IV期患者中更为常见（p=0.047）。G / G TNF等位基因（G308A）与MMP1基因纯合突变等位基因（1607 1G/2G）的存在，与III-IV期诊断患者比例的增加有直接关系。两种多态性的结合在研究组中具有统计学差异（p=0.025）。在10例IV期患者中，有8例发现VEGF基因（C654G）中存在G / G多态性。这种突变的纯合子变异在I期（37.5%）、II期（40%）和III期（37.5%）患者中更少见（p = 0.0147）。

结论。所研究的基因并不影响结肠直肠癌的年龄相关标准，而且在男女患者中发现的频率是一样的，无论年龄组。肿瘤的定位和分化程度也与所研究基因的多态性无关。TNF基因（G308A）的G / A多态性应被认为是有助于降低肿瘤侵袭性的有利标准（p <0.05）。G/G主要基因型的鉴定，特别是结合MMP1基因纯合突变等位基因（1607 1G/2G）是不利因素（p <0.05）。G/G VEGF纯合突变基因型（C654G）的存在与肿瘤快速进展和转移活性直接相关（p <0.05）。

关键词

基因多态性, 结直肠癌, 侵入性增长, 转移

全文:

结直肠癌是俄罗斯大常见癌症第三名。每年有超过60,000名患者被诊断出结肠直肠癌。在我国，共有35万多人登记为该病理。

此外，这类患者的治疗结果仍然不令人满意，很大程度上是因为在诊断验证时忽视了这一过程。结肠直肠癌（III-IV期）的发现较晚是由于缺乏筛查诊断程序，缺乏对这种病理的原因和危险因素的了解，以及疾病的直接病程，在某些情况下是非常快的。

现阶段在结直肠癌的治疗中，多采用手术、放疗、药物照射的联合或综合方法[1]。

癌症发生的特点，对治疗的反应可能很大程度上取决于患者的个体基因型，基因型编码了参与和预防癌变的各种机制[2, 3]。在这方面，大量的科学工作都是为了确定基因多态性与病理过程[4, 5]和各种肿瘤定位的关系[6, 7]。

本研究旨在确定MTHFR (Ala222Val)、XPD (Lis751Gln)、XRCC1 (Arg194Trp)、XRCC1 (Arg399Gln)、XRCC1 (Arg208His)、APE1 (Asp148Glu)、hOGG1 (ser326Ges, C326GES)、EGFR (A2073T)、TNF (G308A)、CHEK2 (Ile157Thr)、MMP1 (1607 1G> 2G)、TIMP1 (C53CT)基因多态性在结直肠癌发生发展中的价值。

按照目标，评估了多态性的关系与患者的性别、年龄在疾病的发病，与肿瘤的定位过程中，与肿瘤的分化程度、阶段的疾病的深度入侵和转移性肿瘤的蔓延。

材料与方法

这项研究是在Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education of Ryazan State Medical University of the Ministry of Health of Russia和Rostov Regional Clinical Oncology Dispensary国家预算机构的基础上进行的，并得到了当地伦理委员会的批准（15年11月6日第5号方案）。这项研究使用了人们签署知情同意书后的数据。

对存在多态性的基因MTHFR (Ala222Val)、XPD (Lis751Gln)、XRCC1 (Arg194Trp)、XRCC1 (Arg399Gln)、XRCC1 (Arg208His)、APE1 (Asp148Glu)、hOGG1 (P32) C654G)、EGFR (A2073T)、TNF (G308A)、CHEK2 (Ile157Thr)、MMP1 (1607 1G> 2G)、TIMP1 (C53CT)进行基因分型。

中央研究实验室的基因分型结果进行高等教育的联邦国家教育机构Ryazan State MedicalUniversity named after academician I.P. Pavlov俄罗斯联邦卫生部采用了从受试者静脉血白细胞中分离DNA，随后PCR电泳检测结果为《SNP-EXPRESS》（Litekh科研生产公司，俄罗斯）。

该研究包括106名已证实患有结直肠癌的患者。被检查患者的性别组成大致相等：58名男性（55%）和48名女性（45%）。根据发病时的总年数，按年龄将患者分为3组。第一组患者的早期表现为55岁（平均45.7岁—24人），第二组为55岁—65岁（60.1—48人），第三组为65岁以上（71.6岁—43人）。所有患者诊断时的平均年龄为61.5岁。

在所有患者中，76例患者（72%）被诊断为结肠癌，30例患者（28%）肿瘤定位于结肠其他部位。

100%的患者确诊。组织学上，所有肿瘤均以腺癌为代表，以中度分化为主（G-2，81%）。

疾病分期按照TNM国际分类第八版（2018年）进行。从发病情况来看，I-II期（无局部l / y转移病灶）患者比例为45.3%（48例），III期患者比例也为45.3%（48例）。10名患者（9.6%）在诊断时为IV期疾病。

使用Excel 2007软件包（MS，美国）、Statistica 10.0（Stat Soft Inc.，美国）和在线计算器哈代-温伯格定律（为Hardy–Weinberg平衡定律—https: // wpcalc.com/en/equilibrium-hardy -weinberg/）对结果进行统计处理。独立组中定性特征频率差异的描述和比较采用Pearson的χ2标准，用期望现象的数目从5到9，用耶茨校正或Fischer的精确标准值小于5。对该特征的预后意义进行评估，并确定在95%置信区间的相对风险。在患者组中，还评估了哈代-温伯格定律（Hardy-Weinberg）的等位基因频率的偏差。在分析中，p <0.05为差异有统计学意义。

结果与讨论

男性和女性在性别上无显著差异（p> 0.05）。在寻找确诊时患者年龄与多态性之间的关系时，所研究的基因在入选组间均无统计学差异（p> 0.05）。此外，各年龄组均维持哈代-温伯格定律（Hardy-Weinberg）平衡，表明等位基因频率在各年龄组分布的可靠性。

在根据肿瘤过程定位分析研究基因多态性时，差异无统计学意义（p> 0.05），在评估研究基因多态性对肿瘤分化程度的影响时，差异无统计学意义（p> 0.05）。

与诊断时的肿瘤进程的阶段的关系被评估。大多数多态性基因与生长期无直接关系（p>0.05）。统计上显著的关系被发现的多态性TNF G308A基因编码细胞因子肿瘤坏死因子：其纯合基因型主要G / G组更常见的新诊断阶段III-IV疾病患者（69%的患者）组患者相比，其诊断是在阶段I-II（40%的受试者，χ2 = 3.96，p = 0.047，OP = 1.45 (1.0;2.03)，表1）。

表格1。TNF和MMP1基因多态性与疾病分期的关系

基因型/等位基因	I-II 晚期	III-IV晚期	χ²，р	相对风险 [95% 置信区间]
TNF(G308A)
G/G	18	33	3.96. р=0.047	1.45 [1.0; 2.03]
G/A	30	25	3.96. р=0.047	1.45 [1.0; 2.03]
A/A	0	0	-	-
GG	66	91	2.57. p=0.11	0.77 [0.57;1.04]
A	30	25	2.57. p=0.11	0.77 [0.57;1.04]
TNF(G308A) + MMP1 (1607 2G/2G)
G/G	3	16	5.04. p=0.025	1.85 [1.13; 3.05]
G/A	12	10	5.04. p=0.025	1.85 [1.13; 3.05]

并分析了该基因的多态性与其它基因的关系。发现存在的G/G TNF等位基因（G308A），连同MMP1基因的纯合子突变等位基因（16071G/2G），有直接关系的增加患者的比例首次诊断阶段 III-IV。由这些基因编码的蛋白质在其生物学作用上是相似的，并且在增强彼此的活性方面是相互关联的。这两种多态性的组合在被检查组中具有显著的统计学差异（χ2 = 5.04，p = 0.025，相对风险= 1.85 [1.13;3.05），表1）。

尽管本研究纳入的IV期患者比例较小，但该组10例患者中有8例VEGF基因（C654G）存在G/G多态性。这种突变型纯合子变异在I期（37.5%）、II期（40%）和III期（37.5%）患者中更少见（p = 0.0147，相对风险= 5.42 [1.21;24.32），表2）。

表格2。肿瘤过程的分期和VEGF基因多态性

基因型/等位基因	I-II 晚期	III-IV晚期	р	相对风险 [95% 置信区间]
VEGF (C654G)
C/C	10	1	р=0.0147	5.42 [1.21; 24.3]
C/G	49	1
G/G	37	8
C	69	3	р=0.1	2.9 [0.88; 9.62]
GG	123	17	р=0.1	2.9 [0.88; 9.62]

通过对基因多态性发生频率的分析，并没有发现结直肠癌发病时年龄的差异。可以想象，癌症在更年轻的年龄发展有遗传的理由，但这没有在这项研究中显示。

肿瘤的定位和分化程度也与所研究基因的多态性无关。

多态基因MTHFR (Ala222Val)、XPD (Lis751Gln)、XRCC1 (Arg194Trp)、XRCC1 (Arg399Gln)、XRCC1 (Arg208His)、APE1 (Asp148Glu)、P53 (Pro47Ser)、EGTr1 (A73)、TIM73 (TIM15) CH15 TIME、A73TR (TIM15) C53CT)对肿瘤更有侵袭性的生长和转移趋势无影响。

同时发现大纯合子TNF（G308A）G/G基因的携带与肿瘤高快速侵袭能力有直接关系，表现为疾病已处于III-IV期。至少一个TNF基因突变等位基因（G308A）的携带者可能对该细胞因子的功能减弱，其生物学效应也相应减弱。这些数据证实了已知的TNF-a细胞因子活性与肿瘤进展之间的关系，因为其能够增强细胞增殖，刺激新生血管生成，并增强其他炎症因子加速肿瘤生长[8]。由于肿瘤发生淋巴转移和远处转移需要较长的时间，因此鉴定一个特定基因的杂合状态（G/A）可能具有良好的预后价值。

我们还注意到，除了TNF基因型（G308A）G/G在患者体内存在突变型纯合等位基因MMP1 （1607 2G/2G），会导致肿瘤更有侵略性和更快的生长，所以这是一个不利的预后标准。这可能是由于TNF-a细胞因子过度诱导MMP1基因编码的基质金属蛋白酶，进而导致了的早期肿瘤转移[9]。

内皮血管生长因子VEGF的突变是肿瘤快速进展的一个显著的侵袭性危险因素。在我们的研究中，我们没有量化该基因在肿瘤细胞中的表达，但是，该等位基因（G/G）的突变基因型可能与血管生长增加和肿瘤快速进展有关。研究中包括的一小部分IV期肿瘤患者不允许我们明确地解释结果。但该基因突变在这一组中明显增加，需要进一步研究，并可能对这些患者的肿瘤组织进行额外的免疫组化检查。

结论

分析MTHFR (Ala222Val)、XPD (Lis751Gln)、XRCC1 (Arg194Trp)、XRCC1 (Arg399Gln)、XRCC1 (Arg208His)、APE1 (Asp148Glu)、hOGG1 (ser3253C47)、POG (P3232CES)，EGFR (A2073T)、TNF (G308A)、CHEK2 (Ile157Thr)、MMP1 (1607 1G / 2G)、TIMP1 (C53CT)基因多态性在结直肠癌发生发展中的价值。

所研究的基因在两性中均有发现，且不影响大肠癌的年龄相关表现标准，以及肿瘤的定位和分化程度。

TNF基因多态性（G308A）与肿瘤快速侵袭深部组织的倾向之间存在可靠的关系，表现为III-IV期疾病的检测。G/A多态性的存在应被认为是有助于降低肿瘤侵袭性的有利标准（p <0.05）。G/G主基因型的存在，特别是与MMP1基因纯合突变等位基因（1607 1G/2G）结合，是III-IV期新诊断结直肠癌患者最常见的不利因素（p<0.05）。

G/G VEGF纯合突变基因型（C654G）的存在与肿瘤快速进展和转移活性直接相关。

加深对癌症本质的认识，了解某一患者未来的病程特点，将有助于提高患者的治疗效果，向个性化治疗过渡。