FOXE1基因单核苷酸多态性与甲状腺癌易感性研究进展

【摘要】甲状腺癌(thyroid carcinoma，TC)目前在全世界范围内处于高发阶段，引起甲状腺癌易感因素也是纷繁复杂。近年来在分子遗传学上，通过全基因组关联研究(GWAS)已经筛选出许多甲状腺癌的患病基因。其中，FOXE1基因rs965513、rs1867277两个SNPs位点与甲状腺癌发病密切相关，且FOXE1基因rs965513在欧洲高加索人种中处于第一风险位点，而FOXE1基因rs1867277则在欧洲高加索人种中处于次要风险位点，但FOXE1基因rs965513、rs1867277两个SNPs位点对我国汉族人群患TC易感程度多大、分布频率怎样，还需继续研究探索。本文主要介绍FOXE1基因单核苷酸多态性(SNP)与甲状腺癌易感性最新研究进展。

【文章编号】1005-3697(2015) 05-0738-05

【文献标志码】A

doi:10.3969/j.issn.1005-3697.2015.05.43

基金项目:中国高等教育学会“十二五”规划课题(112D005)

收稿日期: 2014－10－30

作者简介:梁羽(1988－)，男，四川南充人，硕士，医师，主要从事甲状腺癌病因学研究及分子影像成像的研究。

通讯作者:谢建平，E-mail: xiejp@ vip.sina.com

网络出版时间: 2015-10-26 17∶14

网络出版地址: http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20151026.1714.086.html

甲状腺癌(thyroid carcinoma，TC)是内分泌系统常见恶性肿瘤之一。在中国，甲状腺癌的发病率呈逐年上升趋势，流行病学资料显示女性高于男性，城市高于农村，沿海城市高于内地城市，南方地区高于北方地区 ［1］。在北美，根据美国癌症协会2013年发布的统计数据，TC是北美地区女性新发病例数最多五大癌症之一 ［2］。研究表明 ［3］甲状腺癌发生为多基因、多因素共同作用，但具体确切病因未明。近年来在分子遗传学水平探讨甲状腺癌发生与发展研究趋于重视，通过全基因组关联研究(GWAS)，即通过对单核苷酸多态性(SNP)与特定疾病的相关性来确定某种基因的SNP对患病风险的影响，已经成功筛选出许多甲状腺癌的患病基因，其中FOXE1基因SNP与甲状腺癌致病密切相关，特别是FOXE1基因的rs965513、rs1867277两个SNPs位点对甲状腺癌易感有着显著意义。本文将近年来FOXE1基因与甲状腺癌相关联的SNP位点研究进展综述如下。

1　FOXE1基因结构与功能

人类FOXE1基因(forkhead box E1)也称甲状腺转录因子2(thyroid transcription factor 2)，位于染色体9q22，大小约3 461 bp，只有一个外显子，其编码蛋白FOXE1转录因子属于Fox转录因子家族之一，广泛存在于生物界，对胚胎发育有重要的调节作用。FOXE1转录因子由DNA结合区和转录调节区构成，其核心DNA结合区域(forkhead区域)高度保守，由3个α螺旋顺次排列及位于侧面β折叠构成的两个翼状环样结构构成 ［4］。FOXE1转录因子在人体中主要表达于两种组织，因其可以特异识别甲状腺球蛋白(Tg)及甲状腺过氧化物酶(thyroid peroxidase，TPO)启动子特定DNA序列，故一种在甲状腺组织中高表达;另一种在睾丸组织中高表达。并且，FOXE1转录因子参与DNA依赖转录调控、RNA聚合酶II启动子转录和RNA聚合酶II启动子转录负调控等一系列生物过程 ［5］，对维持FOXE1基因的转录、翻译均有重要调节作用。

2　FOXE1基因改变与相关疾病

FOXE1基因主要通过基因突变、异常甲基化及基因多态性等三种方式改变导致FOXE1转录因子改变，从而影响人类的胚胎发育、细胞的生长分化及肿瘤发生。FOXE1基因突变可引起多种畸形，如甲状腺发育不全、唇腭裂、会厌裂、内鼻孔闭锁等，也可表现为甲状腺功能低下。FOXE1基因异常甲基化是通过表观遗传修饰机制，即在不涉及DNA序列改变的情况下，对基因的转录活性进行影响，从而影响肿瘤的发生发展、浸润转移。许多学者研究表明FOXE1基因的异常甲基化可能在肿瘤形成中占主导地位 ［6］，胰腺癌、乳腺癌、结直肠癌等多种肿瘤中均可见FOXE1基因的异常甲基化 ［7－8］。FOXE1基因单核苷酸多态性(SNP)主要与甲状腺乳头状癌(papillary thyroid carcinoma，PTC)及滤泡状癌(follictalar thyroid carcinoma，FTC)的临床易感相关 ［9］，属于欧洲高加索人种患甲状腺癌的高风险基因。

3　FOXE1基因SNP与TC相关性

3.1　FOXE1在TC中表达

FOXE1表达于各种组织类型的甲状腺癌中，其表达水平与TC分化程度密切相关，有学者研究认为在甲状腺乳头状癌(PTC)中高表达，在未分化甲状腺癌处于低表达 ［10－11］。Landa等 ［12］认为FOXE1

rs1867277作用机理可能是通过USFl/USF2转录因子的招募作用来影响FOXE1在甲状腺癌组织中的表达。而Bychkov等 ［13］通过免疫组织化学及基因测序的方法研究了48例PTC组织病理，结果表明: (1) FOXE1在PTC的肿瘤组织中心及肿瘤边缘细胞的细胞浆中有过度表达; (2) PTC的肿瘤边缘癌细胞中细胞核的FOXE1高表达与FOXE1基因5＇端非编码区域的rs1867277位点的风险等位基因存在有关; (3) FOXE1基因主要作用是参与PTC初级阶段的助长。由此可见，FOXE1基因的表达对甲状腺癌的易感存在一定联系。

3.2　FOXE1基因SNP分布特征

作为第三代遗传标记，SNP在人类基因组中数量众多、分布稳定、遗传稳定，易于基因分型，适于快速、高通量检查，已经成为分子遗传学研究的主要方法之一 ［14］。FOXE1基因与TC相关的SNP位点，目前主要研究热点为rs965513和rs1867277。rs965513位于9q22.33区域97793827位点，通过A 与G单碱基置换形成二态性位点，甲状腺癌高风险致病等位基因是‘A’。‘A’等位基因频率在各个种族分布约6%～44%，且东方亚洲人‘A’等位基因频率(0.06; 95% CI: 0.05-0.08)低于欧洲高加索人‘A’等位基因频率(0.39; 95% CI: 0.34～0.44) ［14］。rs1867277位于9q22区域97853632位点，亦通过A与G单碱基置换形成二态性位点，甲状腺癌高风险致病等位基因亦是‘A’，‘A’等位基因频率在欧洲高加索人种分布约40% (95% CI: 0.38～0.43) ［15］，而‘A’等位基因频率在东方亚洲人群中的分布仍需进一步分析探索。

3.3　FOXE1基因SNP与辐射相关甲状腺癌关系

电离辐射可导致甲状腺癌易感，切尔诺贝利核事故后研究也认为放射照射可导致PTC发生 ［16］。但对于一般人群中接受常规医疗放射照射是否会引起甲状腺癌，还需要研究探索。Takahashi等 ［17］通过对在白俄罗斯地区儿童期受切尔诺贝利核事故后辐射污染患PTC的人群及健康对照人群进行GWAS，研究发现: FOXE1基因rs965513与辐射诱导的PTC存在重大关联，与欧洲人群中确认PTC的最强遗传风险一致。并且，Takahashi在rs965513基因型与疾病潜伏期研究发现:在早期发作组也就是在核事故的后10年间(1997年前)，有178例年龄在3～25岁，平均年龄(11.2±4.3)岁被确诊甲状腺癌，他们的潜伏期(7.0±1.9)年;在迟发组也就是1997年后，有482例年龄在10～39岁，平均年龄(22.9±7.5)岁被确诊甲状腺癌，他们的潜伏期(16.4±3.8)年;与1 268例病理对照组研究表明rs965513在早期发作组(P=2.0×10～8，OR=1.97，95% CI: 1.58－2.47)比迟发组(P=6.0× 10～8，OR=1.52，95% CI: 1.31－1.77)有更强的关系，但是没有具体统计数据证明在早发甲状腺癌组rs965513对甲状腺癌有强烈的影响(p-基因多态性=0.063)。由此Takahashi认为在甲状腺癌发病机理中，核辐射环境因素及基因单核苷酸多态性遗传因素两种病因可能在一定程度上共享潜在的发病途径，但存在未知的特异遗传因素决定辐射相关甲状腺癌。此外，朱晓娥等 ［18］研究也认为在放射性环境下，rs965513与中国人PTC发病有关，rs1867277是TC形成的易感因素之一。而Damiola等 ［19］研究认为rs1867277与PTC形成存在重大关联，但基因多态性与辐射剂量似乎作为独立的风险因素增加甲状腺癌的易感。3.4 FOXE1基因SNP与TC易感关系

FOXE1基因SNP在世界范围内已经研究证明与TC的发生、发展过程中有重要意义，特别在欧洲高加索人种中，FOXE1基因SNP是TC形成的重要遗传学事件。

在冰岛，Gudmundsso等 ［8］学者为了探索甲状腺癌风险基因序列变异，在冰岛对192例甲状腺癌患者和37 196例健康对照者进行全基因组关联研究，并在欧洲后裔中重复该研究发现: rs965513与rs944289最强相互关联，与TC致病相关;并且FOXE1 rs965513与欧洲人患PTC、FTC的风险高度相关，携带此位点者约比非携带者高出约5.7倍甲状腺癌患病风险。

在德国，Penna-Martinez等 ［20］通过病例对照研究分析了243例分化型甲状腺癌(differentiated thyroid carcinoma DTC)患者与270名健康对照人群的rs965513、rs944289与DTC的临床易感性发现: rs965513 SNP位点的基因型“AA”、“AG”及少量等位基因‘A’在DTC组比健康对照组出现更高频率; 在DTC患者肿瘤处于早期(约T1-T2，T1-T3，N1)没有远处淋巴结转移时，rs965513 SNP与DTC易感相关;而NKX2-1基因rs944289 SNP与DTC没有相关性。由此，Penna-Martinez等认为FOXE1基因rs965513 SNP增加德国人患DTC的易感性，尤其在DTC发病的早期可能起重要作用; NKX2-1基因rs944289 SNP在德国人患DTC处于次要作用。

在西班牙和突尼斯，Kallel等 ［21］研究认为FOXE1基因rs1867277 SNP位点基因型是纯合子“AA”是TC遗传易感基因型，而纯合子“GG”是TC遗传保护基因型。在葡萄牙，Tomaz等 ［22］研究认为rs965513、rs1867277变异位点与增加葡萄牙人家族性及散发性甲状腺非髓质癌易感性上有强烈的相关，FOXE1基因突变与甲状腺癌发病存在关联。在日本，Matsuse等 ［23］认为rs965513明显增加日本人患PTC的风险，FOXE1基因SNP与BRAF基因v600e状态没有明确关联。

在中国，FOXE1基因rs965513、rs1867277的两个SNP位点在中国汉族人群中的分布特征还不是很清楚，与甲状腺癌的易感性还在具体探索中，只有少许学者通过Meta分析相关文献得出FOXE1基因SNP在亚洲的大致分布特征。Zhuang等 ［24］运用Meta分析研究FOXE1基因SNP发现: FOXE1基因3个SNPs rs965513、rs1867277、rs71369530是增加TC易感性高风险SNP位点，此外，rs965513 SNP在显著增加欧洲高加索人种与亚洲人种TC的风险上有差异，高加索人种易感风险(OR=1.79; 95% CI: 1.69～1.91，P＜10(－5) )大于亚洲人种(OR=1.42; 95% CI: 1.12～1.81，P=0.004)。Ai等 ［25］亦通过Meta分析表明:在所有人种中rs965513 SNP 与PTC易感有显著联系;并且这种联系程度在各个地区表现不同:亚洲人群(rs965513，A vs.G: OR=1.48 (1.27～1.73) )，欧洲人群(rs965513，A vs.G: OR=1.74 (1.61～1.88 ) )，美国人群(rs965513，A vs.G: OR=2.00 (1.76～2.27) )。由此Ai等 ［25］认为rs965513对PTC的预测效益在美国人群高于亚洲人群。

3.5　FOXE1基因SNP与TC相关基因SNP联合分析

Jones等 ［26］通过研究781例与TC易感风险相关的5个SNPs位点的英国病人发现: TC易感性与rs965513、rs1867277、rs944289、rs6983267有重大关联，而rs2910164与基因TC未见明显关联，并且rs6983267在一个隐性遗传模式中(PGG vs GT + TT=0.004)表现出与TC易感性最强关联，但总体而言，rs965513在TC形成过程中起主导作用;况且，rs1867277与rs965513并没有在FOXEI基因中形成单倍体型，可见两者是独立影响TC易感。

Liyanarachchi等 ［27］为了评价5个PTC相关SNPs (rs965513、rs944289、rs966423、rs2439302、rs116909374)的累积风险度和预测价值，通过病例对照研究分别在美国俄亥俄州与波兰两个独立群体进行大样本研究发现:五个SNPs与PTC显著关联，平均累积风险评分病例组明显高于对照组，每个额外风险等位基因增加PTC风险在美国俄亥俄州和波兰分别是1.51(95% CI: 1.4～1.64)、1.35(95% CI: 1.27～1.44)，并且累计遗传风险度增加与PTC易感性呈正相关，但5个SNPs对PTC预测能力的累计效应只是适度增高，还有待检测更多的变异型临床应用才可行。

Wang等 ［28］在中国人群中分析845例PTC、503例良性甲状腺肿瘤、1 005例健康人群的5个SNPs发现: rs965513、rs944289、rs966423、rs2439302是中国人群PTC的易感风险多态位点，且rs944289与良性甲状腺肿瘤可能存在关联，rs116909374可能不是中国人群中PTC易感位点，并且PTC易感风险随着携带风险等位基因的数目增加而增高。但很少有人同时具有4个SNPs(rs965513、rs944289、rs966423、rs2439302)的8个纯合风险等位基因，中国人群中大约只有1.4%人群同时具有3个SNPs的6个纯合风险等位基因，1%中国人群没有纯合风险等位基因。因此可以推断出中国人群中大部分人都有PTC的易感SNP位点，但中国人群中甲状腺癌的每种致病风险等位基因的分布频率还需进一步探索才能真正了解甲状腺癌的分子遗传学事件。

4　结语与展望

甲状腺癌目前在世界范围内处于高发阶段，引起甲状腺癌易感因素也是纷繁复杂，相关基因的SNP可能是造成甲状腺癌易感性的原因之一。FOXE1基因的相关SNPs与甲状腺癌的研究已经取得一些研究成果，可以肯定的是rs965513、rs1867277 SNP可使甲状腺癌遗传易感风险明显增高，且FOXE1基因rs965513在欧洲高加索人种中处于第一风险位点，而FOXE1基因rs1867277则在欧洲高加索人种中处于次要风险位点，但FOXE1基因rs965513、rs1867277两个SNPs位点对我国汉族人群患甲状腺癌易感程度多大、分布频率怎样，还需继续研究探索。目前通过全基因组关联研究对甲状腺癌的相关基因的多个SNPs进行综合分析研究，以探讨甲状腺癌的多因素的致病机理，是甲状腺癌分子遗传学的研究趋势。并且，随着药物基因组学与遗传变异研究结合，可根据特定个体的SNP来设计靶向药物，提高药物疗效、减少耐药性为个体特异性治疗开辟新的途径。总之，从分子遗传学角度上探讨甲状腺癌的易感因素，可以为临床预防和治疗提供理论依据;但要使甲状腺癌相关基因的SNP真正为临床诊疗服务，仍需要研究者长期艰苦的探寻和努力。