细胞色素P4501A1、谷胱甘肽S-转移酶基因多态性和急性淋巴细胞白血病的关系研究

【摘要】  　　目的 探讨广西地区生物代谢酶细胞色素P4501A1（CYP1A1）、谷胱甘肽S-转移酶M1（GST M1）、谷胱甘肽S-转移酶T1（GST T1）基因多态性和急性淋巴细胞白血病(ALL)发病的关系。方法 采用病例对照研究方法，应用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)技术对88例ALL患者以及120例健康对照者的CYP1A1 MSP1多态、GST M1和GST T1等基因的多态分布进行分析。结果 ALL组的CYP1A1基因MSP1多态纯合子突变型(C型)的频率与对照组差异有显著性(P<0.05)，携带C型的个体患ALL的危险度比杂合子突变型(B型)与野生型(A型)个体的高(OR=1.97，95% CI:1.06～3.64)。ALL组中单一的GST M1或GST T1缺失型分布频率与对照组相比差异无显著性(P>0.05)。同时携带CYPlAl C型和GST M1、GST T1缺失型的联合基因型个体患ALL的风险增加(OR=2.20, 95% CI:1.15～4.22)。结论 CYP1A1基因MSP1多态C型与ALL的易感性可能有关；单一的GST M1或GST T1缺失型与ALL易感性可能无关。同时携带CYP1A1 C型和GST M1、GST T1缺失基因型可能是ALL发病的易感因素之一。

【关键词】  白血病 淋巴细胞 急性 基因 细胞色素P450 CYP1A1 谷胱甘肽转移酶

　　Abstract:  Objective  To study the relation of metabolic enzymes polymorphism of cytochrome P4501A1 (CYP1A1) and glutathione S-transferase (GST) M1, T1 genotypes and susceptibility to acute lymphoblastic leukemia (ALL).  Methods  88 patients with ALL and 120 healthy individuals participated in this case-control study.  A PCR-RFLP technique was used to detect  the polymorphism and frequencies of the genotypes of CYP1A1 MSP1 and GST M1, T1.  Results  Compared homozygous mutation (type C) of CYP1A1 gene (MSP1 polymorphisms)  between group ALL and the control group, there were statistically different (P<0.05). The individuals with homozygous mutation (type C) enhanced the risk of ALL than those with heterozygote (type B) and wild type (type A) (OR=1.97, 95% CI:1.06～3.64). The frequencies of null genotype of GST M1 or GST T1 deletion in group ALL were almost the same  as in the control group, there was no statistical difference (P>0.05). Homozygous mutation of CYP1A1 gene in combination with the null genotype of GST M1, T1 enhanced the risk of ALL (OR=2.20, 95% CI:1.15～4.22).  Conclusion  These results indicated that homozygous mutation of CYP1A1 gene might be associated with the susceptibility of  ALL. Homozygous mutation of CYP1A1 gene in combination with the null genotypes of GST M1, T1 might serve as a risk factor to the etiology of ALL.

　　Key words:  leukemia, lymphoblastic, acute; genes; cytochrome P450 CYP1A1; glutathione transferase

　　急性淋巴细胞白血病(ALL)是造血干细胞的克隆性恶性疾病。近年来，其发病率呈增长的趋势。有学者认为ALL的发生可能是遗传因素和环境因素共同作用的结果［1］。多数环境致癌物通常为原致癌物，需经过I相代谢酶［如细胞色素P450（CYP450）］代谢活化后形成亲的中间体，引发DNA损伤，改变细胞中多种原癌基因或抑癌基因的表达，另一方面机体存在着一系列的保护机制，这些活化的终致癌物，亦可在Ⅱ相结合反应代谢酶［如谷胱甘肽S-转移酶（GST）、醌氧化还原酶1（NQO1)］作用下，使其活性中心失活并排出体外。细胞色素P4501A1（CYP1A1），谷胱甘肽S-转移酶M1（GST M1）、谷胱甘肽转移酶T1（GST T1）分别属于Ⅰ相，Ⅱ相生物代谢酶。据报道［2～4］，代谢酶基因多态性与肺癌、膀胱癌、食管癌等恶性疾病的发生密切相关，与ALL的关系也日益引人关注。代谢酶基因在人群中呈多态性分布，不同人群、不同地区及不同肿瘤中得到的结果并不完全一致，在广西地区也未见相关报道。本研究采用病例对照研究方法，应用聚合酶链反应－限制性片段长度多态性(PCR－RFLP)技术检测CYP1A1、GST M1、GST T1基因在广西地区ALL患者和健康人群中等位变异或缺失的分布频率，探讨各基因型与ALL之间的关系。为本地区ALL的预防及早期诊断提供实验依据。

　　1  材料与方法

　　1.1  标本收集
 
　　收集2006年8月～2007年11月广西壮族自治区人民经临床诊断及骨髓细胞学检查确诊为ALL的患者88例（ALL组）和健康对照组120例的全血标本，两组年龄16～68岁。健康对照组来自无肿瘤及家族史的体检者，与ALL组的年龄和性别分布均衡。在收集标本时，取得了研究对象的知情同意并详细询问了每个人的籍贯和家族史，两组人群的祖籍均为广西人。

　　1.2  试验方法

　　1.2.1  DNA的提取 

　　用BioFllux生产的Biospin全血基因组试剂盒，按照试剂盒上说明提取DNA。

　　1.2.2  代谢酶CYP1A1、GST T1、GST M1基因多态性检测

　　1.2.2.1  CYP1A1基因MSP1多态性检测 

　　引物序列(5'－3')：上游 CAG TGA AGA GGT GTA GCC GCT；下游 TAG GAG TCT TGT CTC ATG CCT，片段长度340bp。PCR反应体系50μl，反应条件：94℃5min，94℃30s；58℃30s；72℃30s，30个循环，72℃7min，扩增产物以限制性核酸内切酶MSP1酶切，2.0%琼脂糖凝胶电泳分离。

　　1.2.2.2  GST M1、GST T1基因检测 

　　引物序列（5'－3'）：GST M1上游 GAA CTC CCT GAA AAG CTA AAG C；下游 GTT GGG CTC AAA TAT ACG GTG G，片段长度219bp。GST T1上游 TTC CTT ACT GGT CCT CAC ATC TC；下游 TCA CCG GAT CAT GGC CAG CA，片段长度480bp。同时扩增白蛋白基因作内对照，Albumin上游 GCC CTC TGC TAA CAA GTC CTA C；下游 GCC CTA AAA AGA AAA TCG CCA ATC，片段长度350bp。PCR反应体系50μl，反应条件：94℃5min，94℃30s；58℃30s；72℃30s，30个循环，72℃7min，扩增产物以2.0%琼脂糖凝胶电泳分离。

　　1.2.3  基因型判定
 
　　CYP1A1经限制性内切酶MSP1酶切后可出现三种基因型：纯合子突变型(C型)呈现200bp和140bp两个片段，杂合子突变型(B型)呈现340bp、200bp和140bp三个片段，野生型(A型)个体仅呈现340bp单一区带。GST M1、GST T1基因扩增产物电泳结果：所有成功扩增的标本均显示350bp的内对照条带。显示219bp片段，则GST M1基因存在，否则认为GST M1基因缺失，显示480bp DNA片段，则GST T1基因存在，否则认为GST M1基因缺失。

　　1.3  统计学分析 

　　用多因素非条件logistic回归相对风险度的比值比(OR)和95%可信区间(CI)。组间基因型分布比较采用χ2检验。采用SPSS 13.0统计软件包进行数据统计分析。

　　2  结果

　　2.1  CYP1A1、GST M1、GST T1基因多态及其与ALL发生的风险 

　　ALL组CYP1A1基因MSP1多态C型频率与对照组比较差异有显著性(P<0.05)。C型个体患ALL的危险度是A型与B型个体的1.97倍，提示CYP1A1 C型可能与ALL易感性有关。ALL组单一的GST M1或GST T1缺失型分布频率与对照组比较差异无显著性(P>0.05)，见表1。表1  两组CYP1A1、GST M1、GST T1基因型分布频率的比较（略）

　　2.2  CYP1A1和GST M1、GST T1联合基因型与ALL发生风险 
　　CYP1A1 C型和GST M1、GST T1缺失型的联合基因型个体患ALL的风险增加 (P<0.05)，风险度是其他联合基因型个体的2.20倍，见表2。表2  两组CYP1A1和GST M1、GST T1联合基因型的比较（略）

　　3  讨论
    　　
　　CYP1A1是Ⅰ相代谢酶CYP450家族的一员，其基因位于15号染色体上，主要代谢多环芳烃类致癌剂。最早发现的CYP1A1多态位点3'端非编码区多因A信号下游第264个碱基T置换为C所致，形成MSP1切割位点，导致酶的活力改变。有三种基因型：A型、B型和C型。研究认为高诱导基因型(C型)CYP1A1酶具有较强的活化多环芳烃的能力，可能易于癌变；非诱导基因型(A型或B型)的人活化多环芳烃的能力相对较低，故不易发生癌变，CYP1A1高诱导基因型与肺癌的患病率呈正相关［5］。张娟等［6］报道携带CYP1A1突变等位基因者患成人急性白血病的危险性可能增加。

　　GST属于人体Ⅱ相代谢酶超家族，主要催化还原性谷胱甘肽与亲物质间的结合反应，使其失去DNA结合活性，它是细胞抗损伤抗癌变的主要解毒系统。GST M1基因为GSTμ同工酶的主要编码基因，位于13号染色体，GST T1为GSTθ同工酶的主要编码基因，位于22号染色体，GST M1、GST T1都有三种基因型：纯合子存在型、杂合子存在型和纯合子缺失型。有学者发现［7］，GST M1纯合子缺失者的肺、胎盘、外周血白细胞中存在高水平的PAH-DNA加合物，显著高于有GST M1基因存在者，其遗传物质更易于发生恶性转化。代谢酶基因的多态性改变，导致相应的同工酶活性改变，机体对各种潜在致癌物的代谢能力也存在差异。

　　本研究结果表明：CYP1A1基因MSP1多态C型与ALL的易感性可能有关，C型的个体发生ALL的风险增加1.97倍，与高建平等［8］、张娟等［6］报道的结果基本一致，与刘清霞等［9］报道的CYP1A1基因MSP1多态与ALL发生无关结论不一致，可能与人群差异有关。单独的GST M1或GST T1基因缺失与ALL的易感性可能无关，这可能是GST M1、GST T1基因的代谢底物重合，仅在两个基因都缺失时才表现出对致癌诱变剂的敏感性。携带CYP1A1 C型和GST M1、GST Tl缺失基因型的个体发生ALL的风险增加2.20倍，说明CYP1A1基因MSP1多态C型是ALL的重要遗传易感因素。由于本组只是一个小样本研究，必须承认结果的局限性，还需在大量的人群中进一步加以验证。

　　【】
  　　［1］肖志坚. 急性白血病病因学研究现况［J］. 白血病·淋巴瘤，2001, 10（2）：119-121.

　　［2］Chen S, Xue K, Xu L, et al.Polymorphisms of the CYP1A1 and GST M1genes on relation to individual susceptibility to lung carcinoma in Chinese population［J］.Mutat Res, 2001, 458(1-2): 41-47.

　　［3］Lee SJ, Cho SH, Park SK, et al.Combine defect of glutathione Stransferase M1 and T1 genotypes on bladder cancer risk ［J］. CancerLett，2002, 177(2):173-179.

　　［4］石云，周新文，周宜开，等. CYP2E1、GST M1基因多态性与肺癌、食管癌易感性研究［J］. 华中科技大学学报：医学版，2002, 31(1):14-17.

　　［5］Kiyohara C,Wakan K,Mikami H,et al.Risk modification by CYP1A1 and GST M1 polymorphisms in the association of environmental tobacco smoke and lung cancer: a case-control study in Japanese nonsmoking women［J］. Cancer, 2003, 107(1):139-144.

　　［6］张娟，浦跃朴，尹立红，等. 基因多态性与成人急性白血病易感性关系的研究［J］. 肿瘤,2005,25(4) :346-350.

　　［7］Rojas M, Cascorbic I, Alexandrov K, et al. Modulation of benzo ［a］pyrene diolepoxide-DNA adduct levels in human white blood cells by CYP1A1, GST M1 and GST T1 polymorphism［J］. Carcinogenesis, 2000,21(1): 35-41.

　　［8］高建平，黄跃东，梁建平，等.CYP1A1基因多态性与急性淋巴细胞白血病的关系［J］.优生与遗传学杂志，2003，11(5):21-24.

　　［9］刘清霞，陈汉春，刘新发，等. 湖南人群CYP1A1、GST M1、GST T1基因多态性与急性白血病易感性关系研究［J］.中华流行病学杂志，2005,26(12):975-979.