iNOS基因与幽门螺杆菌相关胃癌关系的研究进展

刘亘梁，郑兰艳

(中国医科大学基础医学院病原生物教研室，辽宁沈阳 110001)

已有不少直接和间接证据证明幽门螺杆菌(Helicobacter pylori，Hp)是胃癌发生过程中的一个重要危险因素。虽然全世界超过半数人口感染了Hp，但最终发展为胃癌者仅占感染人群的1% ～3%［1］，近年来的研究认为，细菌毒力因子、宿主遗传因素及环境因素共同影响着Hp的致胃癌作用。该观点的最佳证据是著名的“非洲之谜”，即南非等某些幽门螺杆菌流行区的胃癌却成低发状态。其中宿主本身基因的多态性日益成为研究热点［2］。本文就宿主的诱导型一氧化氮合酶(iNOS)基因多态性与Hp相关胃癌的关系进行综述。

1 iNOS与Hp相关胃癌

NOS是还原型辅酶Ⅱ依赖性的二氧化酶，能催化左精氨酸形成NO和胍氨酸。根据NOS生物学特征和基因编码，可将NOS分为2类3型。神经型(nNOS)、内皮型(eNOS)属于结构型(eNOS)类;巨细胞型(mNOS)属于诱生型(iNOS)类。与前2型不同的是，iNOS的产生不依赖于钙离子，而是由细菌内毒素和细胞因子介导的，并且会产生比另外2型都要多的NO［3］。而一般认为持续低浓度的NO可以通过促进肿瘤细胞的生长、参与肿瘤血管形成或者抑制瘤细胞凋亡等效应起到促瘤作用［4］。Nam 等［5］通过动物试验研究发现，iNOS缺乏组的胃癌总体发生率及胃腺癌发生率较iNOS组的胃癌发生率明显降低(P＜0.05)。在iNOS组腺癌细胞中发现了大量的iNOS及3-硝基酪胺酸的免疫染色，并且以一种强有力的细胞固有膜表达形式存在，它们在肿瘤组织中分布较非肿瘤组织丰富。Pignatelli等［6］应用免疫组化的方法，分析了99例感染Hp胃癌患者的167份组织标本，标本按常规组织学分类为正常、萎缩性胃炎、异型增生。检测得出各种胃炎炎症细胞中的iNOS阳性率仅为25%，但在异型增生细胞中iNOS的阳性率明显增高。说明iNOS与Hp相关胃癌的发生有着明显的关系。

2 iNOS基因多态性与胃癌易感性

人类基因多态性通常表现为限制性片段长度多态性(RFLP)、DNA重复序列的多态性(VNTR)和单核苷酸多态性(SNP)3种形式［7］。近年来，迅速发展的分子生物学技术为从分子及基因水平进行人群研究提供了新的方法。iNOS产生主要是在转录的水平上调控的［8］。人类iNOS基因包括27个外显子，转录起始位点在第2外显子，终止密码子在第27外显子。在iNOS启动子区域多种基因多态性已经被发现:如－954位点的G→C，－1173位点的 C→T以及(TAAA)n和(CCTTT)n上的重复序列多态性［9］。Johannesen等［10］研究发现，位于第16外显子上的基因多态性(C150T)可以产生氨基酸替代品—Ser608Leu，是在传递不平衡试验中唯一显示有失真传输的，该处基因多态性据称也与中国的胃癌发生相关［11］，说明C150T等位基因可能对iNOS的活性产生巨大的影响。Alireza Rafiei等［12］对伊朗地区159例Hp相关胃癌患者及170例健康对照者的研究发现，调整后的携带CT或TT基因同时被Hp感染的优势比为2.4(P=0.01)。对于感染Hp的患者，在150位置具有iNOS CT或TT多态性的患者更易获得胃癌。该研究还发现，iNOS本身并不能独立成为胃癌的危险因素，需要有Hp等协同因素的存在。据报道，宿主遗传易感性和Hp毒力因子之间的相互作用可大幅增加胃癌风险。有日本的研究表示iNOS C150T多态性与Hp感染介导的胃癌相关，却不参与Hp介导胃黏膜萎缩的过程。其机制可能是Hp感染介导的胃黏膜萎缩是通过Arginase/ODC/Polyamine途径，而Hp最终所致的胃癌则是通过iNOS轴所致［13］。

3 低氧微环境

1996年Brizel［14］首次发现人类肿瘤远处转移与肿瘤低氧微环境有着密切的相关性。低氧可引起肿瘤细胞发生一系列生物学改变:如细胞代谢的变化、基因表达及基因表型改变、蛋白合成变化等［15-16］，因此缺氧是实质性肿瘤微环境的基本特征之一，同样缺氧也是肿瘤发生恶性转化及转移的启动因子。随着对肿瘤低氧微环境研究的不断深入，近20多年来人们发现低氧诱导因子(hypoxia inducible factor，HIF)与哺乳细胞低氧微环境密切相关［17］。其中HIF-1是调节细胞内氧代谢的关键因子之一，也是迄今为止发现的唯一一个特异性缺氧状态下发挥活性的转录因子［18］。iNOS属于缺氧反应基因(HRG)，在它的基因启动子中含有缺氧反应元件，是HIF-1α的结合位点，受到HIF-1α的调控。实验表明，肿瘤在缺氧条件下HIF-1α表达水平增高，诱导iNOS表达，而iNOS催化精氨酸产生的NO则诱导HIF-1α表达，形成正反馈环，促进胃癌的浸润、转移，在胃癌的浸润、转移过程中可能具有协同作用。该结果证实缺氧的微环境是胃癌易感基因促胃癌过程的一个重要影响因素。

4 展望

Hp介导胃癌的发展是一个复杂、多层面的过程，涉及到细菌、宿主、环境等因素。有研究证实感染Hp与食管癌的发展呈负相关，同时对于哮喘等自身免疫疾病是一个保护因素［19］。因此，之前关于所有Hp的感染都应该被根除的说法就值得思考了。鉴于不同个体暴露于危险因素Hp下胃癌的易患性是不同的，可以通过细菌、宿主、环境因素的综合考虑，从中筛选出高危个体，再给予积极治疗。因此iNOS基因多态性的研究可以为胃癌的预测、预防、诊断和基因治疗提供新的思路。

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