[背景]乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤,也是危害中国女性健康的主要恶性肿瘤之一。从上海的数据看,市区乳腺癌的标化发病率从1973年到2000年增加一倍,从18.19/10万增加到35.97/10万。之后继续上升,2006年达到39.75/10万。我国老龄化情况日趋严重,城镇化进程如火如荼,这些都将使我国面临乳腺癌的更大挑战。因此研究乳腺癌的危险因素,研究乳腺癌的个性化预防措施对于迅猛发展中的中国有着非常重要的意义。雌激素在乳腺癌的发病机制中有重要的作用。一方面雌激素本身可能造成细胞增殖,增加突变的机会；另外雌激素代谢过程中产生的氧化应激产物也可能造成DNA损伤。多酚是饮食中最丰富的抗氧化剂。此外,它还具有抑制活化酶,诱导解毒酶,抗炎和抗增殖等抗癌作用。移民流行病学提示生活方式的差异可能是造成东西方乳腺癌发病率差异的重要因素。和西方人相比,亚洲人摄入更多的大豆、绿茶等食物。大豆中的主要多酚是大豆异黄酮,绿茶则含有大量的黄烷醇(表儿茶素(Epicatechin, EC),表没食子儿茶素(epigallocatechin, EGC),表儿茶素没食子酸酯(epicatechin-3-gallate, ECG),表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate, EGCG))和黄酮醇(槲皮素和山萘酚)。虽然大豆异黄酮的结构和雌激素相似,可能和雌激素竞争雌激素受体位点,从而降低乳腺癌的发病风险,但是越来越多的研究发现仅仅大豆异黄酮无法解释东西方乳腺癌发病率的巨大差异。黄酮醇和黄烷醇可能是仅有的两类具有儿茶酚B环,在结构上类似儿茶酚雌激素代谢产物2-OHE和4-OHE的多酚,它们可能和雌激素代谢产物竞争,但是生物活性比较低,因此影响乳腺癌的发病。雌激素代谢有细胞色素酶CYPs、COMT、谷胱甘肽转移酶GST等一系列酶的参与,其中GST是2-OHE和4-OHE代谢的关键酶。实验研究发现黄酮醇和黄烷醇能和GST相互作用。其中EGC能诱导GST表达,山萘酚能抑制GST表达,而EC则没什么作用。因此,黄酮醇和黄烷醇对乳腺癌的作用可能受雌激素代谢酶的影响。多酚在植物组织中的分布是不均匀的。其生物利用度受制备、吸收、代谢等多个环节的影响,个体差异非常大。因此,食物频率量表(FFQ)恐怕难以准确评估多酚的暴露水平。尿液中的多酚也许能比FFQ更好的反映人体的多酚暴露水平。[研究假设]本研究的主要假设是：1)多酚类物质,特别是黄酮醇和黄烷醇,能降低乳腺癌风险2)黄酮醇和黄烷醇对乳腺癌的预防作用可能会受到GST酶的影响3)黄酮醇和黄烷醇与乳腺癌风险之间的负相关在更利于活性氧形成的基因型妇女中更为突出。比如GST活性比较低的妇女中更突出。[方法]上海妇女健康队列(Shang Hai Women’s Health Study)开始于1996年,样本取自7个位于上海市区的社区。共有符合入组条件的74942名40-70岁的妇女参加了基线调查。基线收集自填调查表和访谈问卷,并测量调查对象的体重,身高(包括站高和坐高)、腰围和臀围。自填调查表的内容包括人口学指标、疾病史以及手术史、个人生活习惯(吸烟、饮酒、饮茶、吃人参以及染发等)、月经史、居住条件、职业史、肿瘤家族史以及配偶情况。访谈问卷包括5个方面的内容：1)饮食习惯,2)生育和激素使用情况,3)体育锻炼(过去5年以及青春期),4)饮水,5)体重和其他人体测量指标。饮食习惯调查包括过去12个月以及青春期(13-15岁)的膳食。调查主要的营养素以及一些被认为具有抑制肿瘤作用的食物的摄入情况,包括豆制品、葱、十字花科以及深颜色,多叶的蔬菜。经过评估,调查表的有效性和可靠性和其他大型队列研究使用的调查表相当。在74942名调查对象中,53831(75.8%)有血标本,65754(87.7%)留了尿液标本。在18111名基线调查没有留血标本并在随访时存活的的研究对象中,有8934(49.3%)收集了口腔脱落细胞。队列的随访由主动的随访和常规登记相结合。每隔两年,调查员根据最近一次的地址上门调查最近一个阶段的健康情况,包括肿瘤、心血管疾病、中风、骨折以及其他慢性疾病和生活习惯。第一次随访(2000-2002),有99.8%的人参加随访,第二次随访率(2002-2004)为98.7%,第三次随访率(2004-2006)为96.7%。巢式病例对照研究在基线或在第一次随访(约两年后)收集有尿液样本的妇女(65754,约87.7%)中选择。在1997年11月到2004年9月之间发现436例乳腺癌病例,平均随访时间6.1年(尿样收集在所有癌症诊断之前)。对照组在队列中与癌症病例诊断时间匹配的无肿瘤的对象中选取。每个病例计划选择两个对照。配对条件包括：基线年龄(±2岁),研究入组时间≤30天,尿样采集时间(上午或下午),最后一餐之后的时间≤2小时,绝经状态(前或后),过去一周抗生素使用情况(是/否)。总共有352个病例和701个对照被纳入巢式病例对照研究。尿多酚采用液相色谱电喷雾质谱(liquid chromatography electrospray mass spectrometry (LC/ESI-MS))进行测定。采用duplex real-time PCR的方法扩增GSTM1和GSTT1基因。用条件logisitc回归分析尿多酚和乳腺癌发病的关系。[结果]除了槲皮素,病例组尿多酚显著低于对照组,特别是EC(P=0.057)和M4(P=0.02)。尿液中的茶多酚,包括EGC、EC及其相应的主要代谢产物M6和M4(nmol/mg creatinine)和绿茶摄入量的剂量效应关系仅存在于对照组中,随着绿茶摄入量的增加,尿液中的茶多酚增加。但是在乳腺癌患者中,没有发现这种剂量效应关系。在样条曲线中,发现总体上EC和EGC能降低乳腺癌的发病风险。但是在logistic回归分析中没有发现黄烷醇和黄酮醇与乳腺癌存在剂量反应关系。仅发现中间三分位数的EC和最低水平的相比,乳腺癌风险降低,OR=0.59(95%CI：0.40-0.89),但是没有发现最高三位数的EC和低水平的相比,乳腺癌风险减低。没有发现体重指数,绝经状态,是否经常饮茶,饮茶时间,总类胡萝卜素和维生素E浓度能明显改变尿多酚和乳腺癌发病风险的关系。和野生型的相比,突变型GSTM1基因的研究对象黄烷醇和黄酮醇水平比较低(P=0.06,0.08),而EGC的差别有统计学意义(p=0.02)。但是,并没有发现GSTT1基因型之间尿液中的黄烷醇和黄酮醇差异有统计意义。EGC和GSTM1基因型存在交互作用(p=0.04)。在野生型GSTM1中,尿EGC和乳腺癌风险呈负相关,和最低剂量组相比,中间三分位数和最高三分位数的ORs(95%CI)为0.66(0.41-1.05)和0.64(0.41-1.01)(趋势检验p=0.058)。然而在突变型GSTM1中,EGC似乎会增加乳腺癌的风险,ORs(95%CI)分别为1.08(0.63-1.85)和1.63(0.92-2.90)(趋势检验p=0.10)。此外,我们发现,尿黄酮醇,特别是山萘酚,能增加突变型GSTM1对象乳腺癌的风险。中间三分位数和最高三分位数的ORs(95%CI)分别为1.36(0.76-2.42)和1.78(1.00-3.19)(趋势检验p=0.05)。没有发现尿黄烷醇和黄酮醇和GSTT1存在交互作用。然而,和GSTM1类似,尿黄酮醇,特别是山萘酚,在突变型GSTT1基因型的对象中能增加乳腺癌的风险。中间三分位数和最高三分位数的ORs(95%CI)分别为1.17(0.70-1.97)和1.73(0.99-3.02)(趋势检验p=0.05)。分析GSTT1和GSTM1的联合基因型和尿黄烷醇和黄酮醇的交互作用。发现黄烷醇(交互作用p=0.03)、黄酮醇(交互作用,p=0.03)、特别是儿茶素(p=0.01),和GSTM1和GSTT1联合基因型存在交互作用。在GSTM1和GSTT1都是野生型的研究对象中,和低浓度的相比,高浓度的黄酮醇能降低发生乳腺癌的风险,OR=0.49(95%CI：0.25-0.93)；与此类似,和低浓度的相比,高浓度的黄烷醇也能降低发生乳腺癌的分析,OR=0.57(95%CI：0.30-1.09)(趋势检验,p=0.09)。另一方面,在有至少一个突变型的GSTM1或GSTT1对象中,高浓度黄酮醇,主要是山萘酚,可能增加发生乳腺癌的风险OR=2.41(95%CI：1.04-5.59)(趋势检验,p=0.04)。当饮茶量大于15时(相当于每个月饮茶大于75g),Gail模型的AUC面积为0.59,如果结合EGC或者GST,AUC面积增加,以结合EGC和GSTT时达到最大0.66,但是和Gail模型相比差别没有统计意义。在饮茶量大于25(相当于每个月125g)和大于40(相当于每个月200g)的人群中结果类似。特别是在饮茶量大于40的人中,Gail模型的AUC面积为0.66,而Gail模型加EGC和GSTT的AUC面积可以达到0.77,接近有统计意义的水平(p=0.06),同样的,Gail模型加EGC/饮茶量和GSTT的AUC面积可以达到0.77,接近有统计意义的水平(p=0.06)。[结论]乳腺癌患者和正常人对于和雌激素代谢产物结构类似的黄烷醇和黄酮醇的代谢模式可能存在差异。在正常人中,尿黄烷醇和黄酮醇的量随着绿茶摄入量的增加而增加,而乳腺癌患者中未发现剂量效应关系。由此推测乳腺癌患者和正常人对于雌激素以及雌激素代谢产物的代谢模式也可能存在差异。相比正常对照,乳腺癌患者的尿黄烷醇和黄酮醇水平较低,但是总体上没有发现尿黄烷醇和黄酮醇和乳腺癌存在明显剂量效应关系。尿黄烷醇,黄酮醇与乳腺癌的关系受GST酶(GSTM1和GSTT1)的影响。EGC对乳腺癌的保护作用在GST酶活性低的对象中更明显。在GST酶活性高的对象中,EGC可能主要表现为消耗GST,因此使乳腺癌风险上升。山萘酚在GST酶活性高的对象中,能增加乳腺癌的发病风险。可见尿黄烷醇和黄酮醇与GST存在交互作用。在月经初潮年龄、第一胎活产年龄和家族史之外加入EGC和GST后乳腺癌发病风险评估模型的判别效果明显增高。该结果再次提示雌激素代谢对于乳腺癌发病的关系,并验证了EGC等多酚可能与雌激素竞争代谢酶的假设。由于本研究的饮茶量以及尿EGC、GST的测量都在肿瘤诊断之前,如果本研究的结果能被进一步证实,则有希望通过茶叶和尿EGC与GST来早期预测乳腺癌的发病风险。