UGT1A1基因多态性与乳腺癌临床病理特征的相关性

郭丽萍 张国淳 陈博 王钰雷 廖宁南方医科大学第二临床医学院（广州5055）；广东省人民医院（广东省医学科学院）乳腺科（广州50080）

乳腺癌是当今世界女性发病率最高的恶性肿瘤之一，也是女性罹患癌症死亡的最主要原因之一。据最新癌症统计数据显示，2019年全美预估新发乳腺癌近268 600例，同时预估高达41 760例女性死于乳腺癌［1］。尽管目前全球乳腺癌高发地区集中在北美和西欧地区，但近年来亚洲地区乳腺癌的发病率呈持续上升趋势，且与北美等地区的发病率差距正在逐步缩小［2］。据统计，2015年我国女性乳腺癌新诊断病例约30.4万，居女性癌症发病的第1位，由此可见，乳腺癌已经成为威胁女性健康的罪魁祸首［3-4］。研究［5-7］表明，长期暴露于高水平的内源性或外源性雌激素在乳腺癌的发生发展中扮演着重要的角色。尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A1（uridine 5′-diphospho-glucuronosyltransferase 1-1，UGT1A1）作为体内Ⅱ相生物反应酶的重要成员之一，其参与雌激素的葡萄糖磷酸化，促使雌激素及其代谢产物从体内清除［8］。研究表明，UGT1A1基因多态性，尤其是UGT1A1*28、UGT1A1*6多态性可影响人体内UGT1A1酶的含量及活性，影响雌激素在体内的代谢过程，进而可能参与乳腺癌的发生发展过程［9］。目前，关于UGT1A1基因多态性在乳腺癌中的研究结果不一，对其在乳腺癌中的作用机制尚无定论。因此，本研究采用二代测序技术检测中国乳腺癌人群中UGT1A1*28、UGT1A1*6多态性的分布情况，并对二者与临床病理特征的相关性进行分析，拟初步探索其在乳腺癌的可能作用，以为临床个体化治疗提供依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象本研究纳入2017年2月1日至2018年6月30日就诊于广东省人民医院乳腺科的乳腺癌患者251例，中位年龄48岁（25～85岁），所有病例均经病理学证实为原发性乳腺癌，均为汉族女性，且无乳腺癌或其他肿瘤家族史。收集所有患者的临床病例资料，包括年龄、月经状态、原发肿瘤大小、腋窝淋巴结状态、TNM分期（参照第8版AJCC分期标准［10］）、病理学分级、雌激素受体（estrogen receptor，ER）、孕激素受体（progesterone receptor，PR）、激素受体状态（hormone receptor，HR）、人类表皮生长因子受体2（human epidermal growth receptor-2，HER2）状态等。根据肿瘤细胞的ER、PR、HER2状态及Ki-67指数进行分子分型分类：Luminal A型（ER阳性，PR阳性，HER2阴性，Ki-67≤14），Luminal B 型（HER2阴性）（ER 和/或PR阳性，HER2阴性，Ki-67＞14），HER2阳性型（HR阴性）（ER阴性且PR阴性，HER2阳性），HER2阳性型（HR阳性）（ER阳性，PR阳性或阴性，HER2阳性），三阴型（ER阴性且PR阴性，HER2阴性）。患者的临床病理资料见表1。本研究经广东省人民医院医学伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 主要仪器与试剂高速台式离心机（HERMLE Z230MR，德国）、聚合酶链反应扩增仪（Bio-Rad T100，美国）、DNA提取试剂盒（Qiagen公司，德国）、Nextseq500测序平台（Illumina公司，美国）。

1.3 方法

1.3.1 基因组DNA提取取乳腺癌患者外周血10 mL，以EDTA抗凝处理，严格按照外周血DNA提取试剂盒说明书提取纯化基因组DNA，-20℃下保存备用。NGS文库构建至少需要50 ng cfDNA。

1.3.2 NGS测序本研究采用目标基因捕获测序技术。将上述提取的DNA进行末端修饰，进行文库构建，并采用特定的探针捕获特定的DNA片段，基因检测的目标区域捕获范围包括UGT1A1*28、UGT1A1*6位点及其邻近的100 bp区域。富集的DNA库在Nextseq500测序平台上进行扩增并行高通量测序，测序深度为10 000X，将得到的原始数据进行过滤并生物信息学分析，得出UGT1A1基因型。

1.4 统计学方法应用SPSS 20.0进行统计学分析。采用χ2检验及Fisher确切检验分析UGT1A1*28、UGT1A1*6多态性与乳腺癌临床病理特征的相关性，以Spearman相关性检验检测UGT1A1*28、UGT1A1*6二者的相关性，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 UGT1A1*28、UGT1A1*6多态性在中国乳腺癌人群中的分布情况在251例乳腺癌患者中，UGT1A1*28野生型（*1/*1）、杂合突变型（*1/*28）、纯合突变型（*28/*28）的分布频率分别为80.9%（203/252）、19.1%（48/251）、0%（0/251）；UGT1A1*6野生型（G/G）、杂合突变型（G/A）、纯合突变型（A/A）的分布频率分别为72.1%（181/252）、25.5%（64/251）、2.4%（6/251）。

2.2 UGT1A1*28多态性与乳腺癌临床病理特征的相关性UGT1A1*28多态性与乳腺癌患者激素受体状态密切相关。在ER阳性乳腺癌患者中，UGT1A1*28等位基因所占比例明显高于ER阴性患者，差异具有统计学意义（21.9%vs.9.1%，P=0.032）。PR阳性组亦高于PR阴性组（23.2%vs.7.6%，P=0.005）。UGT1A1*28多态性与发病年龄、是否绝经、病理类型、组织学分级、肿瘤大小、淋巴结是否转移、有无远处转移、HER2状态均无关（P＞0.05）。UGT1A1*28多态性与乳腺癌临床病理特征的相关性见表1。

2.3 UGT1A1*6多态性与乳腺癌临床病理特征的相关性UGT1A1*6多态性与乳腺癌患者ER状态、PR状态、HER2状态、分子分型、发病年龄、是否绝经、病理类型、组织学分级、肿瘤大小、淋巴结是否转移、有无远处转移均无明显相关，差异无统计学意义（P＞0.05）。UGT1A1*6多态性与乳腺癌临床病理特征的相关性见表1。

2.4 UGT1A1*28、UGT1A1*6二者的相关性经Spearman等级相关分析，UGT1A1*28、UGT1A1*6多态性二者中国乳腺癌患者中的分布不具有相关性（r=-0.031，P=0.621）。

3 讨论

UGT1A1基因位于人类2q37染色体，是UGTs家族中的一员，其编码的尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A1是生物体进行Ⅱ相生物转化最重要的代谢酶之一，可促进胆红素、脂溶性维生素、雌激素、伊立替康等内源性化合物和外源性药物的葡萄糖磷酸化，通过增加底物极性，使其更容易从体内代谢清除［11-14］。除此之外，UGT1A1还参与多种致癌物的代谢［15］。UGT1A1基因多态性可影响UGT1A1的表达，导致人体内UGT1A1酶的含量及活性降低。UGT1A1酶表达于乳腺组织，并参与雌激素的失活，UGT1A1的低表达可能导致体内雌激素水平的增加，使细胞暴露于更高的雌激素浓度，对肿瘤的发生发展具有相应的影响。

表1 UGT1A1*28、UGT1A1*6多态性与乳腺癌临床病理特征的相关性Tab.1 Correlation between UGT1A1*28、UGT1A1*6 polymorphism with clinicopathological features in breast cancer例（%）

UGT1A1基因以插入、缺失、单核苷酸多态性等形式在个体间表现出很大的差异。目前研究最多的区域为启动子区和第一个外显子区［16-17］。UGT1A1野生型（UGT1A1*1）为启动子区含6个TA重复序列，而突变型（UGT1A1*28）则表现为含有7个TA重复序列。在乳腺细胞中UGT1A1转录活性的功能显示该基因的转录激活与TA重复序列的数量成反比。与UGT1A1*1相比，UGT1A1*28等位基因表现出65%活性。UGT1A1*6为第一个外显子rs234669144位点G突变为A，并且与野生型相比，突变型活性下降约70%［8］。本研究结果显示：在中国乳腺癌患者中，UGT1A1基因型以野生型UGT1A1*1/*1为主，占80.9%，其次为杂合突变型，所占比例为19.1%。ADEGOKE等［18］报道，中国乳腺癌人群UGT1A1*1/*1、UGT1A1*1/*28、UGT1A1*28/*28的分布频率分别为：77.1%、20.8%、2.1%。UGT1A1*1/*1、UGT1A1*1/*28基因型所占比例与本研究结果相近，而本研究尚未检出纯合突变型UGT1A1*28/*28患者，存在差异的原因可能与样本量、检测方法等有关。既往研究表明，在希腊乳腺癌人群中，UGT1A1*1/*1、UGT1A1*1/*28、UGT1A1*28/*28的分布频率分别为34.4%、51.0%、14.6%［19］；非洲乳腺癌人群UGT1A1*1/*1、UGT1A1*1/*28、UGT1A1*28/*28的分布频率分别为：29.5%、49.0%、21.5%［20］。综合以上结果显示，中国乳腺癌人群中UGT1A1*28多态性以野生型UGT1A1*1/*1为主，而希腊及非洲乳腺癌患者以杂合突变型UGT1A1*1/*28为主，且希腊及非洲乳腺癌患者中纯合突变型UGT1A1*28/*28所占的比例明显高于中国患者。UGT1A1*6多态性与乳腺癌的相关性研究鲜有报道，UGT1A1*6多态性目前仅发现于亚洲人群中，我国一项小样本量研究发现，UGTlA1*6基因多态性在中国乳腺癌人群中分布：67%（n=31）为野生型，26%（n=12）为杂合突变型，7%（n=3）为纯合突变型［21-22］。但是该研究仅纳入46例乳腺癌人患者，数据代表性欠佳。本研究共纳入251例乳腺癌患者，为最大样本量基于二代基因测序技术探索中国乳腺癌人群中UGT1A1*6多态性分布情况的研究，且本研究结果与上述研究结果相近，这更加说明中国乳腺癌人群中约25%患者表现为UGT1A1*6杂合突变型，纯合突变型所占比例不足10%。

乳腺癌是一类激素依赖性肿瘤，雌激素是女性罹患乳腺癌的主要危险因素之一。在正常情况下，雌激素可促进乳房组织的生长和发育，并维持女性生殖系统的稳态。然而，雌激素信号传导通路异常，雌激素过度刺激靶细胞增殖，增加了DNA复制错误的几率，导致DNA损伤和基因突变，并诱导恶变［23-24］。作为Ⅱ相反应酶，UGT1A1参与雌激素及其代谢产物的葡萄糖醛酸化，UGT1A1基因突变可引起雌激素失活障碍，导致雌激素及其代谢产物在体内蓄积，从而增加乳腺癌风险。然而，目前国内外关于UGT1A1多态性与乳腺癌患病风险的研究结果不一。ADEGOKE等［18］发现，中国乳腺癌人群与健康人群相比，UGT1A1*28多态性总体分布率无明显差异，进行年龄分层发现，携带UGT1A1*28等位基因且年龄＜40岁的女性，乳腺癌患病风险增加（OR=1.7，95%CI：1.0～2.8）。关于希腊人群的研究［19］结果表明，UGT1A1*28多态性与希腊人群乳腺癌患病风险无明显关系（P=0.49）。然而，一项关于非洲本著女性UGT1A1多态性与乳腺癌患病风险的临床研究却显示出截然不同的结果，其结果显示，在绝经前女性中，携带UGT1A1*28等位基因是该人群罹患乳腺癌的一个保护因素（OR=0.47，95%CI：0.26～0.83）［20］。不同种族的研究得出不一致的研究结果，原因可能有以下两点。（1）UGT1A1通过影响体内雌激素水平，可能参与乳腺癌的发病进程，然而，体内雌激素的水平受多个基因的调控，并且与环境因素相关，研究结论存在差异的原因可能是由于不同遗传背景及生活方式，UGT1A1基因在不同人群中所起的作用程度可能存在差异。（2）乳腺癌是一类具有很强异质性的疾病，在非洲本著乳腺癌人群中激素受体阴性患者更为常见，而在中国与希腊乳腺癌人群中以激素受体阳性患者为主，UGT1A1可能差异地影响具有不同激素受体状态的女性的乳腺癌风险。结合本研究结果显示，UGT1A1*28与乳腺癌激素受体状态密切相关，超过95%UGT1A1*28等位基因发生在激素受体阳性型乳腺癌中，其可能通过影响雌激素的代谢进而影响激素受体阳性乳腺癌的发生发展过程。目前关于UGT1A1*6与乳腺癌患病风险的关系仅有1篇文献报道，有学者［21-22］发现，UGT1A1*6等位基因在汉族乳腺癌人群中所占的比例显著高于健康人群，其可能是汉族女性罹患乳腺癌的一个危险因素。关于UGT1A1*6在乳腺癌中的研究仍处于初步阶段，有望更多研究探索其与乳腺癌发病风险的关系。

综上所述，UGT1A1*28等位基因在激素受体阳性型乳腺癌中所占比例显著升高，提示其可能参与激素受体阳性型乳腺癌的发生发展进程。但是，本研究为单中心的小样本研究，实验方法单一，具有一定局限性，至于UGT1A1*28基因多态性通过何种途径参与激素受体阳性型乳腺癌发生过程，尚需进一步深入研究探索和证实，以期为临床个体化治疗提供靶点，为治疗带来新思路。