细胞色素P4501B1与肿瘤关系的研究进展

王晓红1(综述)，刘易欣2(审校)

(1.天津华兴医院病理科，天津300270;2.天津市中心妇产科医院病理科，天津300100)

细胞色素 P4501B1(cytochrome P450 isoform 1B1，CYP1B1)是细胞色素P450超基因家族成员之一，参与调节多个重要的转录因子，并能够氧化代谢多种前致癌物及抗癌药物，如激活多环芳烃、杂环胺、芳族胺、硝基多环烃，并介导17-雌二醇的C4-羟化，其代谢产物4-羟化雌激素能明显增加8-羟基鸟嘌呤的水平，引起DNA单链断裂，具有DNA损伤效应，具有潜在的致癌性[1]。CYP1B1在人类肝脏中不表达，但在受内分泌调节的组织(如子宫、乳腺、卵巢、睾丸、前列腺和肾上腺等)中持续性表达，有雌激素代谢活性，并在多种肿瘤组织中过量表达，包括乳腺癌、卵巢癌、子宫内膜癌、前列腺癌、肺癌、结肠癌及淋巴瘤等。该文就CYP1B1的结构、功能及其与肿瘤关系的相关研究进展进行综述。

1 CYP1B1的结构和基因多态性

人类CYP1B1基因定位于染色体2p21～22，全长12 kb，由3个外显子和2个内含子组成。其互补DNA全长5.1 kb，编码543个氨基酸的酶蛋白。CYP1B1的大小和氨基酸数目在已知CYP中都是最大的，但结构却是最简单的，为CYP1B亚族的唯一成员。

CYP1B1基因是高多态性的，目前发现CYP1B1有23种等位基因。CYP1B1*1为野生型。单核苷酸多态性有CYP1B1*2、CYP1B1*3、CYP1B1*4、CYP1B1*5、CYP1B1*6、CYP1B1*7等6种，他们导致5种类型的氨基酸替换，分别是Arg48Gly(48C→G)(CYP1B1*2)、Ala119Ser(119G→T)(CYP1B1*2)、Leu432Val(432C→G)(CYP1B1*3)、Asn 453Ser(453A→G)(CYP1B1*4)和 Ala443Gly(443C→G)，其突变频率在不同种族和地区的人群分布有较大的不同，基因多态性具有明显的种族差异[2]。并且，单核苷酸多态性在Arg48Gly(48C→G)和Ala119Ser(119G→T)中显示出完全的连锁不平衡。外显子3上有三个多态性等位基因位点导致了氨基酸的改变，因453A→G和443C→G比较少见，故432C→G的研究成为热点。

2 基因多态性与疾病之间的关系

2.1 CYP1B1基因多态性与乳腺癌 Okobia等[3]利用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性技术研究了尼尔利亚南部人群CYP1B1432Val/Leu杂合子患乳腺癌的风险较Val/Val增高59%(OR=1.59，95%CI 1.01～2.58)，这在绝经前的妇女(OR=2.04，95%CI 1.10～3.78)中较绝经后的妇女(OR=1.08，95%CI 0.57～2.04)相关性更明显，而纯合子 Leu/Leu患乳腺癌的风险提高不明显(51%)。相反，Zheng等[4]利用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性技术研究了上海市人群432C→G基因多态性与乳腺癌相关性。CC的基因型频率在病例组和对照组分别是53%和46%(P=0.06)，在调整了其他因素后，Leu/Leu型患乳腺癌的风险是Val/Val型的2.3倍(95%CI 1.2～4.5)，这种相关性在绝经后妇女(OR=3.1，95%CI 1.0～9.1)中较绝经前妇女(OR=1.9，95%CI 0.8～4.3)更明显。同样，Jiao等[5]研究了中国宁夏回族自治区人群Ala119Ser(119G→T)和Leu432Val(432C→G)与乳腺癌的关系，发现乳腺癌患者的119G→T或432C→G突变率较对照组高(分别为 OR=3.3，95%CI 1.28～ 8.28;OR=2.8，95%CI 1.04～7.51)，同时拥有119T和432C基因型的人群患病显著增高(OR=4.69，95%CI 1.97～ 11.19)。Sillanpää等[6]研究了芬兰籍的高加索人群，认为单纯的CYP1B1基因多态性与乳腺癌之间并无明显的相关性，但在拥有CYP1B1432Val/Val纯合子的吸烟妇女，其乳腺癌的发病风险较拥有Leu/Val杂合子基因型的妇女显著提高(杂合子Leu/Val基因型OR=2.6，95%CI 1.07～ 6.46，纯合子 Val/Val基因型 OR=5.1，95%CI 1.30～19.89)。Reding等[7]认为单核苷酸多态性与激素治疗的相互作用能在一定程度上影响乳腺癌的发病风险。由于P4501B1的基因多态性与乳腺癌的相关性结论的不一致，Yao等[8]收集了26组、涉及19028例乳腺癌和21275例对照的对照试验，就CYP1B1 Val432Leu多态性与乳腺癌的易患性进行Meta分析，得出结论:Val432Leu多态性与乳腺癌发病风险 无 相 关 性。Economopoulos等[9]也对 Arg48Gly、Ala119Ser和Asn453Ser三个多态性等位基因与乳腺癌发病风险之间相关性作了Meta分析，得出同样的结论。但是Economopoulos等[10]随后认为Val432Leu多态性与乳腺癌发病风险之间相关性可能存在种族差异。

2.2 CYP1B1基因多态性与肺癌 Xu等[11]分析了包括7067例肺癌患者和9374例对照的10组病例对照研究，对于CYP1B1单核苷酸多态性与肺癌的风险之间的关系进行了Meta分析，结果显示拥有432GG基因型的个体与432CC基因型的个体相比，患肺癌的风险提高39.7%，拥有432GC基因型的个体患肺癌的风险提高26.3%。携有119TT基因型的个体肺癌风险增高2.13倍，对于Arg48Gly，携有48GG基因型的个体与48CC相比，患肺癌的风险明显增高(OR=3.859，95%CI 2.536～5.87)，基因密码子 453(A→G)的多态性与肺癌之间没有相关性。然而，CYP1B1多态性与肺癌之间的关系可能受到种族、地域等因素的影响。因此推想，CYP1B1432GG、119TT和48GG的基因型对提高肺癌患病风险有一个低渗透性的影响。并且，吸烟人群通过与CYP1B1 Ala119Ser基因型的“基因-环境”相互作用使患肺癌风险显著提高，CYP1B1 Ala119Ser和Leu432Val结合进一步增加了肺癌的易患性。

2.3 CYP1B1基因多态性与卵巢癌、子宫内膜癌 朱壮彦等[12]应用等位基因特异性聚合酶链反应法对53例卵巢癌患者和30例对照者进行CYP1B1基因密码子119(G→T)、密码子432(C→G)突变分析，结果显示CYP1B1基因密码子432中等位基因G使卵巢癌发病风险增加2.71倍，其纯合突变(G→G)基因型、杂合突变(C→G)基因型与野生(C→C)基因型相比，患卵巢癌的危险度分别提高了4.53倍和4.43倍。由此得出结论:CYP1B1基因密码子432突变等位基因与卵巢癌的发生有一定关系，突变基因型增加了卵巢癌的发病风险。提示CYP1B1-Val等位基因(单独或与环境、激素暴露联合)是卵巢癌的易患因素。然而，Cecehin等[13]的研究结果相反，为明确白种人群中CYP1BI*3(即密码子432)多态性是否为卵巢癌危险因子，采用限制性片段长度多态性对223例卵巢癌与280例健康女性CYP1BI*3基因型进行分析研究发现，病例组与对照组间无显著差异。不支持CYP1BI*3基因变异与卵巢癌发生相关的结论。Wang等[14]通过一项Meta分析发现，CYP1B1基因Arg48Gly、Leu432Val和Asn453Ser多形性与子宫内膜癌的发病风险相关，而Ala119Ser多形性与子宫内膜癌易患性无关。

2.4 CYP1B1 基因多态性与前列腺癌 Tokizane 等[15]研究高加索人群的前列腺癌患者(n=50)发现，Val432纯合子基因型占总体比例的34%，而对照组(n=50)占12%，差异有统计学意义。Cui等[16]收集了10组包括3221例患者和3447例对照的病例对照研究，Meta分析认为，除亚裔人群外，CYP1B1 Leu432Val多态性与前列腺癌没有相关性。

2.5 CYP1B1基因多态性与其他病变 李益格等[17]采用等位基因特异性聚合酶链反应对55例子宫内膜异位症患者和45例对照组进行CYP1B1基因第2外显子119(G→T)、第3外显子432(C→G)突变分析，探讨子宫内膜异位症的发生与CYPIB1基因多态性之间的相关性。结论认为:CYP1B1基因119(G→T)突变等位基因与子宫内膜异位症的发生有一定关系，突变基因型增加了子宫内膜异位症的发病风险，并且119杂合型突变(Ala/Ser)联合密码子432野生型能增加子宫内膜异位症的发病风险。另外，Crous-Bou等[18]认为，在伴有K-ras突变的胰腺导管腺癌患者中，432GG基因型频率是其野生型(432CC)的 5 倍(OR=5.25，P=0.121)，并认为在患有胰腺导管腺癌的患者中，CYP1B1的多态性可能与K-ras激活途径有关。

3 CYP1B1可能的致癌机制

CYP1B1在转录水平受多环芳香烃激活，通过芳香烃受体复合物发挥作用。CYP1B1编码雌二醇的代谢酶，主要的代谢产物为4-羟基雌二醇，CYP1B1在各种肿瘤组织中的过表达增加了雌二醇到4-OH雌二醇的转化，可能是乳腺和子宫内膜的重要致癌物质，尽管CYP1B1在各种正常组织内有微量表达，但在肿瘤组织内表达量高于正常组织。此外，Shimada等[19]认为，CYP1B1基因多态性还影响酶的功能，CYP1B1 Arg48变异型比Gly48型对雌二醇到4-OH雌二醇的催化活性明显增强，Val432型比Leu432型对4-OH雌二醇到2-OH雌二醇转化活性也明显增强。相反，Leu432型比Val432型对苯并芘有较高的氧化率，因此CYP1B1基因多态性影响个体对于内源性和外源性致癌物质的易患性。有资料显示[20]，吸烟或饮酒的CYP1B1基因型变异人群(CYP1B1*2和CYP1B1*3)，通过基因-环境之间的相互作用，使头颈部鳞状细胞癌的发病风险提高数倍。Hu等[21]通过实时的反转录聚合酶链反应法研究暴露在多环芳烃和二口恶英环境中的垃圾焚烧工人外周血白细胞中CYP1B1的表达情况，结果显示多环芳烃和二口恶英增加细胞中CYP1B1的表达，并且CYP1B1*3基因型个体对暴露该物质的反应更为敏感。

CYP1B1基因的启动子/增强子部位的甲基化水平也影响其转录。Tokizane等[15]证实CYP1B1基因的低甲基化在前列腺癌中起重要作用。Habano等[22]在CYP1B1 DNA的甲基化调节与结直肠癌关系的研究中也发现了相似的作用。在乳腺癌中，CYP1B1表达的调控还受miRNA miR-27b的影响，而miRNA miR-27b在有CYP1B1 mRNA翻译的乳腺癌中很少表达[23]。此外，CYP1B1 mRNA 的表达受四氯二苯并-P-二口恶英和(或)脱甲基物质5-氮-2'-脱氧胞苷所诱导。

CYP1B1参与体内雌激素的代谢和前致癌物的激活，进而导致各种肿瘤的发生和发展。儿茶酚-O-甲基转移酶(catechol-O-methyl-transferase，COMT)是致癌性儿茶酚雌激素和儿条酚胺类的主要灭活酶，在肿瘤的发生、发展中亦起着重要的作用，有研究发现乳腺癌中CYP1B1的表达量高于正常乳腺组织，而COMT的表达量低于正常乳腺组织，其作用机制可能是CYP1B1水平增高，催化雌激素代谢生成4-OHE2，变成主要的儿茶酚雌激素，在乳腺组织积聚而没有足量的COMT使过多的儿茶酚雌激素排除体外，最终诱发肿瘤的发生。因此，CYP1B1可能是与COMT这两种因素共同作用导致乳腺癌的发生、发展[24]。

Yuan等[25]分析认为，在乳腺癌中环加氧2/前列环素E2通路对CYP1B1的表达具有正向调控作用。1，25(OH)2D3可通过抑制环加氧2/前列环素E2通路减少 CYP1B1的表达，对乳腺癌巨噬细胞趋化因子7的增殖产生抑制作用。

4 结语

CYP1B1蛋白在多种恶性肿瘤中过表达，CYP1B1基因的多态性与恶性肿瘤之间的关系还没有一致的结论。然而，CYP1B1蛋白的水平及生物活性与其基因多态性、机体激素暴露水平、基因的甲基化水平、机体内儿茶酚-O-甲基转移酶之间的平衡、miRNA miR-27b、环加氧2/前列环素 E2通路CYP1B1表达的调控、外源性的致癌物质影响都有密切的关系。所以，为了更明确其对恶性肿瘤发生、发展的关系，有必要进行深入研究。

[1]Thyagarajan B，Broot M，Mink P，et al.CYP1Bl and CYPl9 gene polymorphisms and breast cancer incidence:no association in the ARIC study[J].Cancer Letters，2004，207(2):183-189.

[2]Watanabe J，Shimada T，Gillam EM，et al.Association of CYP1B1 genetic polymorphism with incidence to breast and lung cancer[J].Pharmacogenetics，2000，10(1):25-33.

[3]Okobia MN，Bunker CH，Garte SJ，et al.Cytochrome P4501B1 Val432Leu polymorphism and breast cancer risk in Nigerian women:a case control study[J].Infect Agent Cancer，2009，4 Suppl 1:s12.

[4]Zheng W，Xie DW，Jin F，et al.Genetic polymorphism of cytochrome P450-1B1 and risk of breast cancer[J].Cancer Epidemiol Biomarkers Prev，2000，9(2):147-150.

[5]Jiao H，Liu C，Guo W，et al.Association of CYP1B1 polymorphisms with breast cancer:a case-control study in the Han population in Ningxia Hui Autonomous Region，P.R.China[J].Biomark Insights，2010，5:21-27.

[6]Sillanpää P，Heikinheimo L，Kataja V，et al.CYP1A1 and CYP1B1 genetic polymorphisms，smoking and breast cancer risk in a Finnish Caucasian population[J].Breast Cancer Res Treat，2007，104(3):287-297.

[7]Reding KW，Chen C，Lowe K，et al.Estrogen-related genes and their contribution to racial differences in breast cancer risk[J].Cancer Causes Control，2012，23(5):671-681.

[8]Yao L，Fang F，Wu Q，et al.No association between CYP1B1 Val432Leu polymorphism and breast cancer risk:a meta-analysis involving 40，303 subjects[J].Breast Cancer Res Treat，2010，122(1):237-242.

[9]Economopoulos KP，Sergentanis TN.Three polymorphisms in cytochrome P4501B1(CYP1B1)gene and breast cancer risk:a metaanalysis[J].Breast Cancer Res Treat，2010，122(2):545-551.

[10]Economopoulos KP，Sergentanis TN.Does race modify the association between CYP1B1 Val432Leu polymorphism and breast cancer risk?A critical appraisal of a recent meta-analysis[J].Breast Cancer Res Treat，2010，124(1):293-294.

[11]Xu W，Zhou Y，Hang X，et al.Current evidence on the relationship between CYP1B1 polymorphisms and lung cancer risk:a metaanalysis[J].Mol Biol Rep，2012，39(3):2821-2829.

[12]朱壮彦，糜若然，刘静.CYP1B1基因多态性与卵巢癌易感性的研究[J].现代妇产科进展，2006，15(3):184-187.

[13]Cecehin E，Russo A，Campagnutta E，et al.Lack of association of CYP1B13 polymorphism and ovarian cancer in a Caucasian population[J].Int J Biol Markers，2004，19(2):160-163.

[14]Wang F，Zou YF，Sun GP，et al.Association of CYP1B1 gene polymorphisms with susceptibility to endometrial cancer:a meta-analysis[J].Eur J Cancer Prev，2011，20(2):112-120.

[15]Tokizane T，Shiina H，Igawa M，et al.Cytochrome P4501B1 is overexpressed and regulated by hypomethylation in prostate cancer[J].Clin Cancer Res，2005，11(16):5793-5801.

[16]Cui L，Dillehay K，Chen W，et al.Association of the CYP1B1 Leu432Val polymorphism with the risk of prostate cancer:a metaanalysis[J].Mol Biol Rep，2012，39(7):7465-7471.

[17]李益格，王新.CYP1B1基因多态性与子宫内膜异位症易感性的相关研究[J].中华医学遗传学志，2009，21(1):66-69.

[18]Crous-Bou M，De Vivo I，Porta M，et al.CYP1B1 polymorphisms and k-ras mutations in patients with pancreatic ductal adenocarcinoma[J].Dig Dis Sci，2008，53(5):1417-1421.

[19]Shimada T，Watanabe J，Inoue K，et al.Specificity of 17beta-oestradiol and benzo[a]pyrene oxidation by polymorphic human cytochrome P4501B1 variants substituted at residues 48，119 and 432[J].Xenobiotica，2001，31(3):163-176.

[20]Singh AP，Shah PP，Mathur N，et al.Genetic polymorphisms in cytochrome P4501B1 and susceptibility to head and neck cancer[J].Mutat Res，2008，639(1/2):11-19.

[21]Hu SW，Chen CC，Kuo CY，et alIncreased cytochrome P4501B1 gene expression in peripheral leukocytes of municipal waste incinerator workers[J].Toxicol Lett，2006，160(2):112-120.

[22]Habano W，Gamo T，Sugai T，et al.CYP1B1，but not CYP1A1，is downregulated by promoter methylation in colorectal cancers[J].Int J Oncol，2009，34(4):1085-1091.

[23]Tsuchiya Y，Nakajima M，Takagi S，et al.MicroRNA regulates the expression of human cytochrome P4501B1[J].Cancer Res，2006，66(18):9090-9098.

[24]Wen W，Ren Z，Shu XO，et al.Expression of cytochrome P4501B1 and catech01-O-methyltransferase in breast tissue and their associations with breast cancer risk[J].Cancer Epidemiol Biomarkers Prev，2007，16(5):917-920.

[25]Yuan L，Jiang R，Yang Y，et al.1，25-Dihydroxyvitamin D3 inhibits growth of the breast cancer cell line MCF-7 and downregulates cytochrome P4501B1 through the COX-2/PGE2pathway[J].Oncol Rep，2012，28(6):2131-2137.