我国是全球胃癌疾病负担最重的国家之一,其发病率和死亡率分别居恶性肿瘤第2位和第3位。胃癌是一种多因素引起的复杂性疾病,流行病学证据显示胃癌的发生是由环境因素和遗传因素共同作用的结果。幽门螺旋杆菌感染、多环芳烃化合物、N-亚硝基化合物、烟草和酒精暴露等因素已被证明是影响胃癌发病的主要环境因素,而遗传背景不同的个体之间被证明存在胃癌的易感性差异。由于肿瘤发生机制的高度复杂性和广泛异质性,胃癌的病因及其相关机制尚未完全阐明,仍需开展深入的研究和探索。线粒体(mitochondrion)是细胞中制造能量的结构,通过氧化磷酸化产生ATP提供能源,是细胞进行有氧呼吸的主要场所,参与细胞能量代谢、物质代谢、活性氧(reactive oxygen species,ROS)的生成、调节钙稳态、细胞凋亡、衰老、肿瘤发生等多个生理病理过程。线粒体拥有唯一独立于细胞核基因组之外的遗传物质线粒体基因组DNA (mitochondrial DNA, mtDNA), mtDNA的复制与核DNA的复制并不同步,在一个细胞周期内可能独立复制多次。mtDNA由于没有组蛋白保护、DNA修复能力弱,较高的ROS浓度等原因,易受到内源及外源性DNA损伤因素影响,具有较高的突变率。mtDNA发生突变会抑制细胞氧化磷酸化作用,扰乱细胞线粒体能量平衡,从而导致大量ROS产生,损伤mtDNA及细胞DNA,机体产生氧化应激,激活原癌基因,最终引起肿瘤发生。每个细胞内的线粒体DNA的拷贝数(mitochondrial DNA copy number, mtCN)通常是根据细胞所需要的能量,保持在一个相对稳定的范围内,以维持正常的生理功能。目前认为mtDNA拷贝数的变化是由于遗传因素和氧化应激水平(ROS产生和抗氧化能力)不平衡造成的,是基因-环境共同作用的结果,造成各种内源或外源因素,如激素、年龄、饮食和环境氧化剂/抗氧化剂以及氧化损伤反应,而这些因素都被认为是肿瘤发生的危险因素。因此,mtDNA拷贝数可能是一种可以预测肿瘤发生风险的生物标志物。近年来,多项流行病学研究发现,mtDNA拷贝数与不同类型的肿瘤发病风险存在关联,但研究结果尚不一致。目前仅有少量的研究探讨了mtDNA拷贝数与胃癌发生风险的关系,并取得一些初步发现,鉴于研究样本量较小,还需要开展大样本人群研究进一步明确mtDNA拷贝数与胃癌发病风险之间的关系。不同个体之间mtDNA拷贝数存在广泛异质性。目前已经发现了一些细胞核内编码的基因参与调节]mtDNA拷贝数,说明人体内mtDNA的数量一定程度上是由遗传因素决定的,据估计32.9%-65%的个体间mtDNA拷贝数差异来源于遗传因素。全基因组关联研究(Genome-wide association study, GWAS)是目前全面鉴定遗传标志物首选研究策略,目前尚无基于全基因组的mtDNA拷贝数的遗传因素研究。因此,本研究在第一部分中,采用大样本病例-对照研究设计,探讨mtDNA拷贝数与胃癌发病风险的关系；在第二部分研究中,通过全基因组关联研究策略,系统研究mtDNA拷贝数相关的遗传变异,并利用病例-对照样本评价mtDNA拷贝数相关的遗传变异与胃癌易感性的关联。第一部分：线粒体DNA拷贝数与胃癌发病风险的病例-对照研究线粒体功能改变及缺陷被证实与多种肿瘤的发生发展有关,流行病学研究已经对mtDNA拷贝数与胃癌等肿瘤发病风险的关系进行了探讨,但这些研究不仅样本量较小而且结论也不一致。例如,Sun等研究者对来自西班牙人群的132例胃癌病例和125例健康对照的mtDNA拷贝数进行检测并发现mtDNA拷贝数降低与胃癌发生风险增加存在显著的相关性。另一项来自中国人群的前瞻性研究却没有发现外周血中的mtDNA拷贝数与胃癌发生风险之间存在关联性。本研究采用大样本病例对照设计研究外周血mtDNA拷贝数与胃癌发病风险的关系。病例为江苏地区医院来源的984例新发胃癌病例,对照样本为来源于江苏地区社区慢病筛查人群的984例健康个体。采用定量PCR方法检测mtDNA拷贝数,利用特异性引物分别扩增同一个体外周血mtDNA中ND1序列的拷贝数和核基因HGB序列拷贝数,通过NDl序列和HGB序列拷贝数的比值相对定量]mtDNA拷贝数。采用盲法、复孔平行设置和重复检测等质量控制措施以保证mtDNA拷贝数检测的准确性。采用Logistic回归模型分析不同mtDNA拷贝数与胃癌发病风险的关联,计算比值比(OR)和95%可信区间(95%CI)。研究结果显示,病例组mtDNA拷贝数的中位值为6.53(四分位数间距：2.61-20.84),对照组的中位值为4.12(四分位数间距：2.13-13.95),前者显著高于后者(P<0.001)。以对照组mtDNA拷贝数值将研究对象三等分为低、中和高组,关联分析结果显示,与较低的mtDNA拷贝数个体相比,mtDNA拷贝数中等和较高的个体其胃癌发病风险显著增加,OR(95%CI)值分别为1.28(1.02-1.62)和1.73(1.38-2.17)。mtDNA拷贝数等级与胃癌的发生风险呈显著的剂量-反应关系(趋势性P=I.67×10-6)本研究结果提示,mtDNA拷贝数增加可能是胃癌的危险因素,但这一关联尚需要在前瞻性研究中进行验证。本研究结果不仅为揭示]mtDNA拷贝数在胃癌发生中的作用提供了人群线索,同时mtDNA拷贝数可望作为一类生物标志物指示胃癌发生风险,为胃癌高危人群筛查和防治提供理论和技术支撑。第二部分：线粒体DNA拷贝数全基因组关联研究遗传因素是导致个体间mtDNA拷贝数差异的原因之一,但影响mtDNA拷贝数的相关遗传位点尚不明确。GWAS是研究表型相关遗传位点的一类重要研究策略,因此应用GWAS有望系统发现影响mtDNA拷贝数的遗传位点。我们利用Affymetrix GeneChip Human SNP Array 6.0芯片对来自社区慢病筛查的984例研究对象外周血DNA样本进行全基因组基因型检测,同时应用定量PCR方法检测所有样本的mtDNA拷贝数,利用广义线性相关模型分析人群外周血DNA样本中全基因组范围内遗传变异与mtDNA拷贝数的相关关系,按照筛选标准筛选符合条件的mtDNA拷贝数相关的遗传变异,并在1006例胃癌病例和2273例对照中探讨这些遗传变异与胃癌发生风险的关联。研究结果显示,位于染色体16q22.2的遗传变异(rs28648793)与mtDNA拷贝数显著相关(P=4.64×10-8),位于染色体9q32(rs137876970、rs10481674)、8q23.3(rs138666129)、7q36.1(rs1860742)、7q34(rs6467800)、6p24.3(rs6938637)和1q32.1(rs1935171)等区域的遗传变异与mtDNA拷贝数存在潜在关联(5×10-8<p<10-5)。其中位于染色体9q32区域的rs10481674-C等位基因不仅与mtDNA拷贝数增加相关(β=0.804,P=3.58×10-6),同时与胃癌发病风险增加相关(OR=I.51,P=0.015)。未发现mtDNA拷贝数相关的其他遗传位点与胃癌发生风险的关联。本研究首次系统阐述了影响个体mtDNA拷贝数的遗传位点,并发现了染色体16q22.2等8个区域可能影响]mtDNA拷贝数的遗传变异；本研究结果提示,染色体9q32区域的遗传变异rs10481674可能增加个体]mtDNA拷贝数进而增加胃癌发生风险。本研究结果为阐明mtDNA拷贝数的遗传调控机制及其在胃癌等肿瘤发生中的作用提供了重要线索。