肺癌严重威胁人类健康,是我国发病率和死亡率上升最快的恶性肿瘤之一。本研究采用配对病例-对照的流行病学研究方法,检测比较了汉族人群CYP1A1、CYP1B1、CYP2C19、CYP2D6、CYP2E1、GSTM1、GSTT1、GSTP1、mEH、NAT2、NQO1、XPA、XPD、XRCC1、XRCC3、hOGG1等代谢酶和修复酶基因的遗传多态性分布及其与该人群肺癌易感性之间的关系,并调查分析了汉族人群肺癌发生的环境危险因素,通过多因素的统计学分析与单纯病例研究方法,初步确定了基因-基因,基因-环境在汉族人群肺癌发生中存在的交互作用。同时还探讨了两个新发展的SNP快速检测技术——diASA-AMP技术和双色荧光杂交芯片技术在人群中进行肺癌相关基因筛检的可行性,以期为肺癌病因学研究,高危人群筛检,以及肺癌的一级预防提供理论依据和技术平台。本论文具体内容如下:1.代谢酶基因多态性和肺癌易感性关系的研究按配对病例-对照研究原则选择原发性肺癌患者及对照227对,每例收集血液3ml,提取基因组DNA。运用PCR-RFLP、diASA-AMP及双色荧光杂交芯片技术对CYP1A1、CYP1B1、CYP2C19、CYP2D6、CYP2E1、GSTM1、GSTT1、GSTP1、mEH、NAT2、NQO1等代谢酶基因进行多态性分析。研究结果表明,携带CYP1A1突变基因型,GSTT1缺失基因型, NAT2 M3等位基因可增加患肺鳞癌的危险性,OR值分别为2.07(95%CI=1.10-3.92),1.90(95%CI=1.09- 3.30),1.63(95%CI=1.03-2.59)。携带CYP2C19突变基因型者患肺癌的危险性增加2.07倍(95%CI =1.34-3.17)。经组织病理学分类后分析发现,CYP2C19突变基因型可同时增加患肺鳞癌和腺癌的危险性,但以患肺鳞癌的危险性增加较多(OR=2.25,95%CI=1.14-4.44)。CYP1B1、CYP2D6、CYP2E1、GSTM1、GSTP1、mEH、NQO1基因在肺癌组和与对照组之间的基因型分布无显著性差异。CYP1B1基因多态性与汉族人群肺癌易感性的关系为首次报道。2.修复酶基因多态性和肺癌易感性关系的研究运用PCR-RFLP、diASA-AMP及双色荧光杂交芯片技术对XPA、XPD、XRCC1、XRCC3、hOGG1修复酶基因进行多态性分析。研究结果表明,携带XRCC1突变基因型可增加患肺腺癌的危险性(OR=1.91, 95%CI=1.12-3.23)。携带XPD突变基因型者患肺癌的危险性增加3.13倍(95%CI=1.78-5.49)。经组织病理学分类后分析发现,XPD突变基因型可同时增加患肺鳞癌和腺癌的危险性, OR值分别为3.20(95%CI=1.57-6.51)和3.00(95%CI=1.19-7.56)。XPA、XRCC3、hOGG1基因在肺癌组和与对照组之间的基因型分布无显著性差异。XPA与XRCC3基因多态性与汉族人群肺癌易感性的关系为首次研究,其中XPA A23G位点突变频率在汉族人群的分布为首次报道。3.代谢酶基因与修复酶基因多态性在肺癌发生中的交互作用研究应用Logistic多元回归模型分析基因-基因交互作用,在α=0.05水平上发现,CYP1A1突变基因型与GSTM1缺失基因型(OR=2.23),CYP2C19突变基因型与NQO1突变基因型(OR=2.61),mEH-exon3突变基因型与NQO1突变基因型(OR=2.47),CYP2C19突变基因型与XPA突变基因型之间对肺癌的发生存在协同作用(OR=4.55),同时携带两种突变基因型者患肺癌的危险性比单独携带其中任何一个突变基因型明显增加。4.肺癌环境危险因素的病例对照研究对所有病例-对照以回顾性问卷询问的方式进行肺癌环境危险因素的流行病学调查,主要内容包括:一般社会学特征、肺部疾病史、吸烟状况、烹调油烟接触状况、职业接触史、煤烟接触状况、家族肿瘤史等19项环境危险因素。结合组织病理学的诊断结果,通过单因素及多因素Logistic回归统计分析,对江苏汉族人群肺癌发生的危险因素进行筛检和危险度评估。研究结果表明,结果表明肺部疾病史、吸烟指数、职业有害物质接触史是肺鳞癌发生的主要环境危险因素,同时消除这些因素其发病可减少67.24%;肺部疾病史、吸烟指数、烹饪时厨房充满油烟味、煤炉使用年限、肿瘤家族史是肺腺癌发生的主要环境危险因素,同时消除这些因素其发病可减少58.92%。5.基因-环境在肺癌发生中交互作用的单纯病例研究应用单纯病例研究分析了基因-环境交互作用,结果表明,CYP1A1基因多态性、hOGG1基因多态性分别与吸烟对肺癌的发生存在有协同作用。携带CYP1A1突变基因型或hOGG1突变基因型而又同时吸烟者发生肺癌的危险性明显增加,OR值分别为2.29(95%CI=1.31-3.98)和2.30(95%CI=1.00-5.27)。GSTP1基因多态性、XPD基因多态性分别与煤炉使用年限对肺癌的发生存在有协同作用。携带GSTP1突变基因型或XPD突变基因型可增加接触煤烟不超过20年者肺癌发生的危险性,OR值分别为2.23(95%CI=1.09-4.54)和3.12(95%CI=1.42-6.85)。6.人工修饰双等位基因特异性引物扩增法(diASA- AMP)在肺癌易感基因筛选中的应用本研究首次应用课题协作组成员华东医学生物技术研究所周国华教授等发明的一种新的快速基因多态性检测方法-diASA-AMP技术(发明专利公开号:1446928)对汉族人群肺癌相关易感基因CYP1B1、GSTP1、hOGG1和XPD进行检测和筛选,并对该技术应用于人群SNP筛检的可行性进行了论证。结果表明对照组各等位基因频率(CYP1B1: C 84.1%, G 15.9%; GSTP1: A 77.1%, G 22.9%; hOGG1: C 39.4%, G 60.6%; XPD: A 93.3%, C 6.7%),与现有的中国人资料结果相近(CYP1B1: C 83.0%,G 17%; GSTP1: A 75.6%, G 24.4%; hOGG1: C 44.9%, G 55.1%; XPD: A 92.8%, C 7.2%)。CYP1B1、GSTP1、hOGG1基因各随机选取15例样本进行测序,结果与diASA-AMP法结果完全相符。XPD基因随机抽取115例样本进行PCR-RFLP分型,结果两种检测方法有4例不相符,二者检测相同结果的吻合率为96.5%,经χ2检验两种方法的基因型分型结果具有很好的关联性和一致性(Kappa=0.90,95%CI=0.81-1.00)。7.双色荧光杂交芯片在肺癌易感基因筛选中的应用本研究首次应用课题协作组成员东南大学吴健雄实验室陆祖宏教授等创建的一种新的高通量基因多态性检测方法-双色荧光杂交芯片技术对汉族人群肺癌相关易感基因CYP1A1、XRCC3进行了检测和筛选,并对该技术应用于人群SNP筛检的可行性进行了论证。结果表明152例样本的CYP1A1基因双色荧光杂交芯片技术分型结果与PCR-RFLP结果完全相符。XRCC3基因在对照组的等位基因频率(C 94.1%, T 5.9%)与现有的中国人资料结果一致(C 94.1%-95.2%,T 4.8%-5.9%)。XRCC3基因随机抽取125例样本进行PCR-RFLP分型,结果两种检测方法有2例不相符,二者检测相同结果的吻合率为98.4%,经χ2检验两种方法的基因型分型结果具有很好的关联性和一致性(Kappa=0.97,95%CI=0.92-1.01)。综合分析上述研究结果,可获得以下初步结论:1. CYP1A1、CYP2C19、GSTT1、NAT2、XPD、XRCC1基因与汉族人群肺癌易感性相关。其中CYP1A1突变基因型,GSTT1缺失基因型,NAT2 M3等位基因增加了患肺鳞癌的危险性,XRCC1突变基因型增加了患肺腺癌的危险性,CYP2C19突变基因型、XPD突变基因型同时增加患肺鳞癌和肺腺癌的危险性。CYP1A1与GSTM1,CYP2C19与NQO1,mEH-exon3与NQO1,CYP2C19与XPA基因对肺癌的发生存在交互作用,同时携带两种突变基因型个体更容易发生肺癌。2.肺部疾病史、吸烟指数、职业有害物质接触史是汉族人群肺鳞癌发生的主要环境危险因素,肺部疾病史、吸烟指数、烹饪时厨房充满油烟味、煤炉使用年限、肿瘤家族史是肺腺癌发生的主要环境危险因素。3. CYP1A1、hOGG1突变基因型与吸烟对肺癌的发生存在协同作用,GSTP1、XPD突变基因型与不超过20年煤炉使用年限对肺癌的发生存在有协同作用,两种因素同时存在时均使肺癌患病危险性升高。基因-基因,基因-环境之间的联合检测有助于筛选肺癌发生的高危人群。4. DiASA-AMP技术与双色荧光杂交芯片技术具有较高的特异性和准确度。与传统PCR-RFLP方法相比,diASA-AMP技术简便、快速、经济,适用于较大规模人群SNP位点的快速检测;双色荧光杂交芯片技术具有高通量和自动化的特点,在大规模人群SNP筛检中具有良好的发展前景。