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研究背景:肺癌是人类最常见的恶性肿瘤之一,近几十年来发达国家和发展中国家的肺癌死亡率皆急剧上升,已成为严重危害人类身体健康的主要疾病之一。在我国,肺癌早已位居我国肿瘤死因的首位,有关肺癌的病因及其发病机制成为当前医学领域研究热点。流行病学研究已经证实肺癌多个危险因素,如辐射、活性氧自由基、紫外线、各种致癌物等。DNA双链断裂(double-strand breaks, DSBs)是最为严重的DNA损伤之一,可导致基因组不稳定和肿瘤发生,机体主要通过同源重组修复(homologous recombination,HR)和非同源末端连接(non-homologous end-joining,NHEJ)两种途径对其进行修复。目前认为,不同个体DNA修复能力的差异是由遗传决定的,可能是DNA修复通路中的某些核心基因的单核苷酸多态性与环境因素的综合作用引起的。DNA双链断裂(double strand breaks,DSBs)通常产生于正常代谢过程或环境因素致病理状态下,烟草烟雾暴露和内源性生成的活性氧均可产生DSBs。如果DSBs不恰当修复,可能导致染色体缺失、重排、转位和倒置等现象,从而易形成肿瘤。DNA双链断裂修复基因EME1主要参与双链断裂修复,并负责切除异常的Holliday连接、异常的复制叉结构、D-loops等。有研究表明,该基因与多形性成胶质细胞瘤、白血病等疾病发生有关,但国内尚未有关EME1基因的研究。本研究拟通过病例-对照研究探讨中国南方人群肺癌的主要危险因素,并深入研究DNA双链断裂修复基因EME1遗传变异与肺癌发病的关联,分析EME1基因编码区Ile350Thr单核苷酸多态性在人群中的分布情况,探讨环境-基因两者之间的交互作用在肺癌发病机制中的作用,为肺癌病因研究提供线索,为制定肺癌预防控制策略和措施提供科学依据。研究方法:采用病例-对照研究的方法,收集广州市部分医院2007～2009年新诊断的原发性肺癌病例1056例,按性别、年龄1:1配比选取1056例正常对照,用由91个项目组成的问卷调查病例和对照有关危险因素的暴露史,资料统一输入Excel数据库,用SAS软件进行单因素和多因素logistic回归分析,筛选近年来南方人群肺癌的危险因素,并提取1056例病例组和1056例对照组血液基因组DNA,核酸定量仪检测DNA浓度和纯度。参考Genebank的SNP数据库,选取MAF>5%的常见多态位点,从EME1基因编码区选出1个位点进行研究:Ile350Thr (T>C), rs12450550。采取Taqman方法检测基因型,选取部分标本经PCR测序鉴定,验证结果。统计方法:应用SAS 9.13软件。采用t检验、x~2检验分析在病例组和对照组在性别、年龄、吸烟、饮酒、BMI、肿瘤家族史差异;以拟合优度x~2检验进行哈迪-温伯格平衡(Hardy- Weinberg Equilibrium,HWE)检验,比较对照人群实际基因型频率与预期基因型频率吻合程度,判断基因型鉴定结果是否符合随机人群分布标准;采用单因素非条件Logistic回归模型,分析Ile350Thr遗传变异与中国南方人群发生肺癌的危险性关联,计算变异等位基因(allele)的个数和肺癌发病风险的剂量反应关系。通过多因素非条件Logistic回归控制主要暴露因素对该遗传变异效应的混杂作用;通过分层分析,探讨有关基因-环境因素的交互作用与肺癌发病的关联。比值比(odd ratio,OR)及其95%可信区间(Confidence Intervals,CI)表示关联的强度。所有检验均为双侧检验,检验水准为α=0.05,P<0.05为差异有显著意义。研究结果:本研究包括1056例原发性肺癌病例与1056例正常对照。肺癌病例按病理类型分类,其中腺癌384例,鳞癌369例,大细胞肺癌43例,小细胞肺癌128例,混合型或未分化癌等计132例;按病理分期有I期154例,II期94例,III期333例,IV期475例。1056例正常健康对照的性别、年龄及人口组成与病例之间无差异,皆无癌症疾病史。分析发现对照组人群中EME1基因Ile350Thr位点符合Handy-weinberg遗传平衡(P=0.4459),Ile350Thr基因多态在病例与对照之间的分布存在显著差异。以Ile/Ile基因型为参照,Ile/Thr基因型罹患肺癌的危险性上升(校正OR=1.41; 95%CI=1.03-1.92; P=0.042),Thr/Thr基因型与肺癌危险性明显上升的关联为显著性临界值(校正OR=3.85;95%CI=0.94-11.26;P=0.062),该位点基因型与肺癌风险的相关性有显著的等位基因剂量-反应关系(Ptrend=0.0193)。以Ile/Ile基因型携带者为参照,Ile/Thr和Thr/Thr变异基因型携带者与肺癌的危险性上升有显著性关联(校正OR=1.43; 95%CI=1.06-1.93; P=0.0190)。分层分析显示,与携带Ile/Ile基因型的个体相比,携带Ile350Thr Thr变异基因型的个体发生肺癌的危险性在年龄>60岁(校正OR=1.63; 95%CI=1.09-2.44; P=0.018)、吸烟(校正OR=1.72; 95%CI=1.19-2.50; P=0.004)、不饮酒(校正OR=1.65; 95%CI=1.21-2.26; P=0.002)、BMI(<18 kg/m~2)(校正OR=7.87; 95%CI=1.00-61.80; P=0.049)和BMI(18-25 kg/m2)(校正OR=1.41; 95%CI=1.02-1.94; P=0.036)、无癌症家族史(校正OR=1.52; 95%CI=1.13-2.03; P=0.005)亚组人群危险性增加更为显著。进一步的基因与环境的交互作用分析未发现基因与环境的交互作用(P >0.05)。研究结论:EME1基因Ile350Thr位点的遗传变异可显著增加中国南方人群罹患肺癌的危险性,尤其在年龄>60岁、吸烟、BMI(<18 kg/m~2和18-25 kg/m~2)亚组中更为显著。