研究背景头颈肿瘤包括来自口腔、口咽、下咽和喉的肿瘤,是目前全球最常见的肿瘤之一。许多因素包括吸烟、饮酒、病毒感染和遗传易感性与头颈肿瘤的发病风险的上升有密切关联。复发是影响头颈肿瘤预后的一个重要不良事件,其中25-50%的头颈肿瘤病人会在首次治疗后的3-5年内复发。而头颈肿瘤病人一旦复发,即使采取积极的治疗措施,其总体生存及生活质量也会大大降低。目前针对头颈肿瘤发生发展的机制进行了许多研究,包括单核苷酸多态性(Single nucleotide polymORphisms,SNPs)研究,但目前缺少针对复发特异的SNP。因此,如能发现一些对头颈肿瘤的发病及复发有预测作用分子标志物,对不同危险组别的头颈肿瘤病人进行早期干预,将会大大提高病人的预后及生活质量。肿瘤坏死因子(TNF)-α作为一个重要的炎症因子,在炎症、免疫应激、细胞稳态以及肿瘤发生发展中发挥重要的作用。TNF-α启动子区域的单核苷酸多态性,由于它们可以影响TNF-α基因的转录,被认为是有功能的SNPs。目前大量研究均发现TNF-α的表达与包括头颈肿瘤在内的多种恶性肿瘤的发生发展密切相关。关于TNF-α-308和TNF-α-1031基因多态性与口腔癌的发病风险的相关性研究已经有所报道,但这些研究结果不尽一致并且它们所纳入的样本量有限。更为重要的是,目前未见有关TNF-α启动子区域基因多态性与HPV相关头颈肿瘤的发病风险的研究报道。此外,由于TNF-α在肿瘤演进中的重要作用,TNF-α基因多态性是否与头颈肿瘤复发风险存在相关性目前也不得而知。MMPs是肿瘤在侵袭演进中起着重要作用的一组蛋白酶,可能是影响肿瘤复发的重要因素之一。大量的研究证实,MMPs启动子序列的基因多态性可以导致MMPs基因表达的改变并最终影响一些疾病发生的易感性。目前关于MMPs基因多态性与肿瘤特别是头颈肿瘤发病风险的研究结果不尽一致。因此,有必要对MMPs基因多态性与肿瘤特别是头颈肿瘤发病风险进行meta分析以进一步评估其在头颈肿瘤发病中的重要作用。我们分析文献发现,TNF-α可以通过多种途径诱导包括MMP-2和MMP-9在内的MMPs基因的表达进而影响肿瘤细胞的侵袭特性。TNF-α可以通过激活NF-κB信号通路诱导MMPs基因的表达:包括NF-κB途径、Src/EGFR-PDGFR/PI3K/Akt途径以及MEK/ERK依赖的信号通路等,提示TNF-α通过各种途径诱导MMPs基因的表达在恶性肿瘤的侵袭进展中起着重要的作用。因此,本文将进行如下研究:⑴我们通过基因分型TNF-α启动子区域的四个多态性在325例头颈肿瘤病人和335例对照中评估他们与HPV相关头颈肿瘤的发病风险之间的相关性;⑵在明确TNF-α启动子区域的四个多态性与头颈部肿瘤发病风险相关性的基础上以及TNF-α在头颈肿瘤侵袭演进中的重要作用,推测TNF-α启动子区域的四个多态性与头颈肿瘤的复发存在相关性:我们在大样本的头颈肿瘤病人中进行队列研究,观察上述基因多态性头颈肿瘤的复发风险的相关性。⑶基于TNF-α通过各种途径诱导MMPs基因的表达可能在恶性肿瘤的侵袭进展中起着重要的作用的实际,以及TNF-α启动子区域的四个多态性与头颈部肿瘤发病风险及复发风险相关性的基础上,对MMP1,MMP2,MMP3,和MMP9基因启动子区基因多态性与头颈部肿瘤发病风险相关的研究进行meta分析,以评估MMPs基因多态性在头颈肿瘤发病中的重要作用。本研究将阐明TNF-α、MMPs基因多态性对头颈肿瘤发病及复发风险的作用,有望发现一些对头颈肿瘤复发有预测作用的分子标志物,并为将来开展相关的机制研究奠定重要的基础。研究方法及结果第一部分TNF-α基因多态性与HPV相关头颈鳞癌发病风险的相关性研究在病例对照研究中,我们分析了325例头颈鳞癌和335例配对的对照中的四个基因多态性:TNF-α[-308g>a(rs1800629),-857c>t(rs1799724),-863c>a(rs1800630),和-1031t>c(rs1799964)]在其中的分布。我们采用单因素和多因素logistic回归模型来计算ORs和95%的可信区间。我们发现血清中HPV16阳性与头颈鳞癌的发病风险有显著相关性(OR,3.1;95%CI,2.1–4.6),并且上述四个基因多态性均可以调节HPV16相关的头颈鳞癌的发病风险。与HPV16阴性且基因型为野生型的对照组进行对比发现,病例组中HPV16阳性且具有变异性基因型的病人发病风险是最高的。并且,如果将四个基因多态性进行合并后,合并后的结果与上述结果类似,且在以下亚组中相关性更加显著,包括口咽癌的病人和不吸烟的病人。值得注意的是,合并后的基因型与肿瘤HPV阳性的口咽癌的发病风险也存在显著相关性。第二部分TNF-α基因启动子多态性与头颈部鳞状细胞癌患者的复发风险的相关性该部分研究我们将头颈鳞癌分成非口咽部位及口咽部位的头颈鳞癌。首先,我们在一项大样本的队列研究中,探讨了TNF-α基因多态性与非口咽部头颈部鳞状细胞癌患者的复发风险的相关性。我们用log-rank检验和多变量cox模型评估TNF-α基因多态性与非口咽部头颈部鳞状细胞癌患者复发的风险。整体上看,与相应的基因型的患者比较,具有TNF-α-857CC,TNR-863CC,TNF-α-1031tt基因型的患者无病生存率明显较差((log-rank,p=0.014,log-rank,p=.020,andlog-rank,p=.002,respectively))以及疾病复发的风险比更高,分别为(风险比[HR],1.4,95%CI,1.1-1.9,HR1.4,95%CI,1-1.8,HR,1.6,95%CI,1.2–2.2)。然而,对于TNF-α-308多态性未发现显著关联。此外,通过进一步对吸烟状况和治疗手段进行分层分析,我们发现TNF-α-857,TNF-α-1031和TNF-α-863基因多态性与复发的风险在吸烟者和接受放化疗的患者中更为明显。同时,我们对四个TNF-α启动子变异和口咽部鳞状细胞癌的复发的关联性进行研究。我们在一组846例口咽癌病人中评估了四个TNF-α多态性的关联与复发的风险。我们采用对数秩检验和多变量cox模型来评估两者之间的关联性。与TNF-α-308和-863基因多态性的变异基因型患者相比,患者常纯合子基因型有更差的无病生存期(对数秩0.0002分别为5和0.0001)和更高的复发风险(HR1.9,95%CI,1.3-2.8,,HR1.9,95%CI,1.3–2.7)。此外,在HPV16阳性的肿瘤患者中,TNF-α-308和-863多态性共同纯合子基因型的患者较变异型基因型有更差的无病生存期(对数秩0.005和5,分别为0.007和5,分别)和更高的复发风险(HR,5.1,95%,1.4-18.4,HR,3.7,95%CI,1.5–9.1,分别),而在TNF-α-857或-1031基因多态性没有发现显著关联。第三部分MMPs基因多态性与头颈肿瘤发病风险的相关性我们通过检索PubMed,ISI Webofknowledge,MEDLINE,Embase,和Google学术等数据库以确定符合标准的研究。然后我们通过荟萃分析来评估MMP1-16071G>2G、MMP2-1306C>T、MMP3-11715A>6A和MMP9-1562C>T基因多态性与头颈肿瘤发病风险的关联性,通过计算比值比和95%置信区间来进行评价。总体比较,当我们采用隐性模型和等位基因对比模型进行计算时发现MMP1-16071G>2G基因多态性与头颈肿瘤发病风险存在显著相关性(OR,1.38;95%CI,1.07–1.79and OR,1.27;95%CI,1.05–1.53),而当我们采用主导模型进行计算时却并没有发现相关性;我们进一步采用隐性模型、主导模型和等位基因对比模型进行分层分析时发现,在亚洲人群(OR,1.64;95%CI,1.29–2.08;OR,1.39;95%CI,1.06–1.82;和OR,1.41;95%CI,1.21–1.65),欧洲人群(OR,0.58;95%CI,0.40–0.84;OR,0.64;95%CI,0.44–0.92;和OR,0.68;95%CI,0.54–0.85)及在以人群为基础(OR,1.24;95%CI,1.05–1.47;OR,1.48;95%CI,1.04–2.12;和OR,1.22;95%CI,1.07–1.38)的亚组中,该基因多态性与头颈肿瘤发病风险存在显著相关性。此外,在口腔癌和鼻咽癌中采用隐性模型计算时也发现了显著的相关性。对于MMP2-1306c>t基因多态性来说,在总体的比较上都与头颈肿瘤的发病风险存在显著相关性,并且在分层分析中,在主导模型下在以医院个体为对照的亚组及在口腔癌和鼻咽癌中存在显著相关性;对于MMP3-11715A>6A和MMP9-1562C>T基因多态性来说,在总体的比较上均未发现相关性,不过在以种族和肿瘤部位为基础的亚组中,MMP3-11715A>6A基因多态性与头颈肿瘤的发病风险在欧洲人群和咽癌/喉癌的病人中存在显著相关性。结论1.四个TNF-α基因多态性可以单独或者联合影响HPV相关的头颈鳞癌的发病风险,特别是在口咽癌及不吸烟的病人中。2.TNF-α-857,TNF-α-863与TNF-α-1031多态性与非口咽部头颈部鳞状细胞癌患者的复发风险显著相关,尤其是在吸烟者和接受放化疗的患者。3.TNF-α-308和-863基因多态性与口咽癌患者的复发风险显著相关,且在HPV16阳性肿瘤中更加明显。4.MMP1-16071G>2G基因多态性与头颈肿瘤的发病风险存在显著相关性,并且它在亚洲和欧洲人群中可能发挥着不同的作用。5.MMP2-1306C>T基因多态性与头颈肿瘤的发病风险存在显著相关性,以及MMP3-11715A>6A基因多态性与头颈肿瘤的发病风险在某些亚组中存在显著相关性。