Nature子刊丨食管鱗狀細胞癌低頻突變位點的發現
全基因組關聯研究中已經發現與食管鱗狀細胞癌（ESCC）風險相關的常見變異體，但這些常見的變異無法解釋ESCC的所有遺傳可能性。華中科技大學同濟醫學院繆小平教授課題組在《Nature Genetics》期刊發表了題為“Exome-wide analyses identify low-frequency variant in CYP26B1 and additional coding variants associated with esophageal squamous cell carcinoma”的文章，發現位于CCHCR1、TCN2、TNXB、LTA、CYP26B1和FASN基因外顯子區的遺傳變異與中國人群ESCC的發病風險顯著相關，其中位于TCN2、CYP26B1和FASN的3個遺傳變異更是首次在食管癌中被發現的低頻易感位點，并證實視黃酸代謝酶CYP26B1上的遺傳變異可顯著加快體內全反式維甲酸分解代謝，降低其抑癌作用并與ESCC發生相關，銳博生物siRNA產品再次助力該項重要研究發現。
食管鱗狀細胞癌（ESCC）導致中國男性女性死亡的人數位列腫瘤第四位。世界上每年大約50萬例ESCC新增病例，其中大約有一半發生在中國，其中90%病理類型為鱗癌，且食管癌惡性程度極高，預后不良。因此，食管癌是嚴重威脅我國人民的生命健康的重大公共衛生問題。
全基因組關聯研究（GWAS）揭示了食管癌的一系列易感基因，這些易感位點均為常見變異，大多數位于非編碼區。而位于基因編碼區的遺傳變異，雖然在人群中的分布頻率較低，但可能具有更大的作用效能，如何發現這部分遺傳易感位點，是分子流行病學研究的一大挑戰。外顯子組測序已應用到尋找與各種復雜疾病相關的致病基因和易感基因的研究中，且更加經濟、高效，更適用于大樣本量疾病及癌癥分析。
主要研究結果
1） 基因外顯子區的6個突變基因型與ESCC相關
在本研究中，首先使用外顯子組芯片分析了來自北京的3721例患者和3889例健康人。另外，本研究所發現的變異位點在另外兩批分別來自湖北省和河北省的樣本（共計7002例ESCC患者和8757例健康人）中也進行了驗證。
遺傳變異與ESCC風險關聯的曼哈頓圖
結果發現位于CCHCR1、TCN2、TNXB、LTA、CYP26B1和FASN基因外顯子區的遺傳變異與中國人群食管癌的發病風險顯著相關。其中，位于TCN2的rs117353193、CYP26B1的RC138478634以及FASN的rs17848945，這3個遺傳變異更是首次在食管癌中發現的低頻易感位點，相比GWAS發現的常見變異，具有更為顯著的作用效能，單個位點的比值比(OR)達到1.67、1.82和1.67。
2）非遺傳因素與ESCC的相關性
本研究接下來按年齡、性別、吸煙狀況和飲酒狀況分層對這6個新發現的突變基因進行關聯性分析。
CYP26B1 的rs138478634變體顯著的基因-生活方式相互作用
最有趣的是，CYP26B1的rs138478634與生活方式有關，且CYP26B1上的rs138478634（在CY26B1第5外顯子G > A的變化）具有最高的效能（OR = 1.82）以及顯著的基因-生活方式-ESCC風險的交互作用。相互作用分析顯示，CYP26B1上的rs138478634與吸煙和飲酒量的交互作用，導致ESCC風險成倍的增加。具有rs138478634風險等位基因的吸煙者或飲酒者分別比沒有風險等位基因的吸煙者或飲酒者的OR高2.68倍或2.62倍，比具有風險等位基因但不吸煙或飲酒的OR高2.34倍或3.05倍。
3）含有CYP26B1[A]突變基因型的個體可加快體內atRA的代謝/促進細胞增殖
視黃酸代謝酶CYP26B1是細胞全反式視黃酸（atRA）水平的關鍵調節因子， 人體攝入的維生素A，在體內會代謝為全反式視黃酸，它是人體內重要的抑癌分子，視黃酸代謝酶CYP26B1可使其轉化為無活性的羥基視黃酸，降低其抑癌作用。作者推測，CYP26B1的rs138478634可能通過改變酶的分解代謝活性來影響細胞atRA水平。為了驗證這一假設，本研究通過轉染含有CYP26B1的兩種不同的突變基因型（RS138478634 [G]和RS138478634 [A]）的質粒過表達KYSE30 和KYSE150細胞，并且在培養基中加入atRA，48 h后測量細胞的atRA水平，同時測定了404個含有不同CYP26B1突變基因型個體的血清atRA水平。同時利用siRNA技術進行了沉默CYP26B1基因的表達分析(由銳博生物提供)。還檢測了CYP26B1是否影響ESCC細胞增殖，針對細胞增殖的檢測，銳博生物可提供自主專利的EdU細胞增殖檢測試劑盒，EdU已經助力了多篇CNS文章的發表，并得到國際重量級雜志期刊的認可。
CYP26B1的 rs138478634變體通過改變酶的分解代謝活性影響ESCC風險
結果發現，與過表達CYP26B1[G]的細胞相比，過表達CYP26B1[A]細胞的atRA水平顯著降低，表明CYP26B1[A]可加快體內atRA的代謝，使其快速轉化為無活性的羥基視黃酸，降低其抑癌作用。并且與RS138478634-GG基因型相比，RS138478634-GA基因型個體的血清atRA水平顯著降低。細胞增殖檢測結果顯示過表達CYP26B1[A]與載體對照組或CYP26B1[G]過表達組相比，顯著促進細胞增殖，而CYP26B1的敲低可顯著抑制細胞增殖。
本研究證明了視黃酸代謝酶CYP26B1上的遺傳變異，可以顯著加快體內atRA的分解代謝，降低其抑癌作用并且與ESCC的發生相關。從生物學機制上驗證了人群中攜帶CYP26B1突變基因型的個體，體內全反式視黃酸的含量顯著低于野生基因型的個體，若這類人群繼續長期吸煙或飲酒，會更容易引發食管癌。這些結果擴展了先前的研究結果，推進了人們對ESCC遺傳病因學的理解，這對ESCC風險評估、早期診斷和靶向治療有重要的用。
該研究為分子流行病學研究提供了新的思路，首次揭示了視黃酸代謝與中國人群食管癌發生密切關聯，具有重大科學價值和公共衛生意義。
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來自銳博生物的外顯子組測序
優點：覆蓋深度高，可檢測出頻率低于1%的罕見變異；直接發現與蛋白功能變異相關的基因突變；性價比好
應用：尋找與孟德爾遺傳病、腫瘤、罕見綜合征等各種復雜疾病相關的致病基因和易感基因的研究
本研究中siRNA試劑產品由銳博生物提供，化學合成 siRNA 是細胞或機體實現基因沉默最為簡便快捷的方法，也是RNAi 臨床治療的最佳手段，銳博生物擁有RNAi系列卓越的產品，擁有亞洲首個人類全基因組siRNA文庫，成為備受廣大核酸及細胞生物學研究客戶的青睞與好評。
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