中华流行病学杂志  2015, Vol. 36 Issue (7): 725-729   PDF    
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2015.07.013
中华医学会主办。
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郑丹, 邓伟, 黄天壬, 李曦亮, 李召发. 2014.
Zheng Dan, Deng Wei, Huang Tianren, Li Xiliang, Li Zhaofa. 2014.
广西壮族自治区肝癌高发区HBV基因型、BCP/前C区突变与肝癌相关性的研究
Relationship between hepatitis B virus genotype, BCP/Pre-C region mutations and risk of hepatocellular carcinoma in Guangxi Zhuang Autonomous Region
中华流行病学杂志, 2015, 36(7): 725-729
Chinese Journal of Epidemiology, 2015, 36(7): 725-729
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2015.07.013

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投稿日期:2014-12-09
广西壮族自治区肝癌高发区HBV基因型、BCP/前C区突变与肝癌相关性的研究
郑丹1, 邓伟2, 黄天壬2 , 李曦亮1, 李召发1    
1. 530021 南宁, 广西医科大学;
2. 附属肿瘤医院
摘要目的 研究广西壮族自治区(广西)扶绥县肝癌高发区HBV基因型、基本核心启动子(BCP)/前C区突变与肝癌的关系。方法 采用病例对照方法收集53例肝癌患者和70例HBV健康携带者的血清,提取HBV DNA,用巢式PCR扩增 HBV S区、BCP/前C区,扩增产物纯化后测序,分析基因型、基因突变与肝癌发生的关系。结果 BCP区A1762T/G1764A及前C区T1858C在病例组中的突变率高于对照组,分别为94.3% vs. 75.7%(P=0.006)和50.9% vs. 31.4%(P=0.029);A1775G在对照组中的突变率高于病例组28.6% vs.13.2%(P=0.041)。多因素logistic回归分析显示,HBV A1762T/G1764A和T1858C突变是肝癌发生的危险因素,OR值分别为5.459(95%CI:1.397~21.332,P=0.015)和3.881(95%CI:1.462~10.305,P=0.006);A1775G突变是肝癌发生的保护因素,OR=0.192(95%CI:0.059~0.622,P=0.006)。结论 HBV C基因型是广西肝癌高发区的主要流行株,HBV BCP区A1762T/G1764A、A1775G、前C区T1858C 突变与HBV相关肝癌的发生有密切关系。
关键词肝癌     乙型肝炎病毒     基因型     突变    
Relationship between hepatitis B virus genotype, BCP/Pre-C region mutations and risk of hepatocellular carcinoma in Guangxi Zhuang Autonomous Region
Zheng Dan1, Deng Wei2, Huang Tianren2 , Li Xiliang1, Li Zhaofa1    
1 Guangxi Medical University;
2 Affiliated Tumor Hospital of Guangxi Medical University, Nanning 530021, China
Abstract: Objective To investigate the relationship between hepatitis B virus (HBV) genotype, the mutation in basic core promoter(BCP) region/pre-core(Pre-C) region and the incidence of hepatocellular carcinoma(HCC) in Fusui county of Guangxi Zhuang Autonomous Region(Guangxi), a area with high incidence of HCC. Methods In this case-control study, 53 HCC patients and 70 asymptomatic HBV carriers were enrolled. Blood samples were collected from them for serum separation and HBV DNA extraction. The DNA sequences of the S region and BCP/Pre-C region of HBV was determined by direct sequencing following nested-PCR amplification. The relationship between the genotype, gene mutation of HBV and the incidence of HCC was analyzed. Results The mutation rates of the A1762T/G1764A in the BCP region and the T1858C in the Pre-C region of HBV were significantly higher in HCC group than in control group (94.3% vs. 75.7%, P=0.006; 50.9% vs. 31.4%, P=0.029). The mutation rate of A1775G was significantly higher in control group (28.6%) than in HCC group (13.2%) (P=0.041). Multiple logistic regression analysis indicated that A1762T/G1764A and T1858C mutations are the risk factors for the development of HCC(OR=5.459, 95%CI:1.397- 21.332, P=0.015;OR=3.881, 95%CI:1.462-10.305, P=0.006). A1775G is the protective factor in the development of HCC (OR=0.192, 95%CI:0.059-0.622, P=0.006). Conclusion The present investigation showed that BCP A1762T/G1764A, A1775G and Pre-C T1858C mutations are correlated with the incidence of HCC in Fusui county of Guangxi.
Key words: Hepatocellular carcinoma     Hepatitis B virus     Genotype     Mutation    

广西壮族自治区(广西)扶绥县是我国原发性肝癌(肝癌)高发区,肝癌死亡率达55.62/10万,是全国平均水平的2倍[1]。HBV感染、黄曲霉毒素B1摄入和饮用水源污染是当地肝癌发病的三大危险因素。通过实施防霉去毒、改水,黄曲霉毒素和饮用池塘水这两个致癌因素已得到较好控制,该地区肝癌有下降趋势,但肝癌发病率和死亡率仍然处在较高水平[2],提示HBV感染因素可能是当地目前肝癌高发的关键性因素。为此本研究采用病例对照研究设计,检测分析扶绥县肝癌患者和肝癌高危人群HBV基因型和BCP/前C区突变,为肝癌高发区HBV相关肝癌的病因学研究提供依据。 对象与方法

1. 研究对象:均来自本课题组于2003年起在广西扶绥县肝癌高发现场建立的高危人群队列,共123例,队列成员均为当地常住居民。其中肝癌病例组53例,对照组70例。肝癌病例的诊断符合2001 年中国抗癌协会肝癌专业委员会修订的《原发性肝癌的临床诊断与分期标准》,对照组为HBV携带者。2008-2014年收集研究对象血清标本,分离后置-80 ℃冰箱保存备用。

2. 血清HBV DNA复制水平的检测:采用PCR-荧光探针法(乙型肝炎病毒核酸定量测定试剂盒,湖南圣湘生物科技有限公司)检测HBV DNA水平,检测步骤参考试剂说明书,将50 μl血清样本与5 μl核酸释放剂充分混匀后作为PCR反应的模板,加入40 μl PCR-mix,2 000 r/min离心30 s后行PCR扩增。检测下限值为 500 copies/ml。

3. HBV DNA的提取和BCP/前C区扩增:取研究对象血清200 μl提取HBV DNA(天根PD315试剂盒),溶解于30 μl ddH2O中。采用巢式PCR扩增HBV BCP/前C区和S基因。BCP/前C区基因第一轮扩增引物为Fgp1和Rgp2,第二轮扩增引物为Fgp3和Rgp4(表 1)。BCP/前C PCR 第一轮反应条件为 95 ℃2 min;95 ℃ 35 s,56 ℃ 30 s,72 ℃ 60 s,30个循环;72 ℃ 10 min。第 一 轮 PCR扩增结束后,取 1 μl产物为模板,进行第二轮PCR 扩增,反应条件为 95 ℃ 2 min;95 ℃ 35 s,58 ℃ 30 s,72 ℃ 60 s,30个循环;72 ℃ 10 min。得到279 bp大小的产物。HBV S区第一轮扩增引物为Fgp5和Rgp6,第二轮扩增引物为Fgp7和Rgp8(表 1)。S区PCR第一轮反应条件为 95 ℃ 2 min; 95 ℃ 35 s,58 ℃ 30 s,72 ℃ 60 s,30 个循环;72 ℃ 10 min。第二轮反应条件为 95 ℃2 min;95 ℃ 35 s,60 ℃ 30 s,72 ℃ 60 s,30 个循环;72 ℃ 10 min。所有PCR 产物经1.0%琼脂糖凝胶电泳鉴定后,送北京六合华大基因科技股份有限公司(广州)进行 PCR产物纯化,并经 ABI3730xl 基因分析仪进行双向测序。

表 1 HBV S区、BCP/前C区巢式PCR扩增引物

4. HBV 基因型的确定和突变点分析:应用Chromas软件读取测序峰图。根据S区序列,采用NCBI的在线病毒基因分型工具(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Projects/genotyping/formpage.cgi)确定HBV基因型。HBV 基因 BCP/前C区序列应用DNAMAN进行核苷酸变异分析。

5. 统计学分析:采用 SPSS 22.0软件进行数据统计分析。样本率的比较采用χ2检验或Fisher确切概率法;正态分布计量资料均数以x±s表示,均数比较采用t 检验,偏态分布采用非参数秩和检验;所有检验均为双侧检验,P<0.05为差异有统计学意义。多因素分析采用非条件logistic回归分析,变量筛选用逐步后退法,纳入标准为P<0.05,剔除标准为P>0.1。 结果

1. 基本特征:病例组和对照组的性别、年龄、ALT分布的差异无统计学意义;病例组中有19例(35.8%)HBV DNA≥105,低于对照组(38例,54.3%),差异有统计学意义(P<0.05),见表 2

表 2 两组研究对象基本特征

2. HBV基因型分布:123例研究对象均为B和C两种基因型。其中B型占25.2%(31/123,病例组12例、对照组19例),C型占74.8%(92/123),提示广西扶绥肝癌高发区HBV基因型以C型为主。病例组和对照组中均以C基因型为主,分别为77.4%(41/53)和72.9%(51/70)。B和C基因型的分布在两组间的差异无统计学意义(χ2=0.324,P=0.569),提示基因型与肝癌的发生可能并无关联(OR=1.273,95%CI:0.554~2.923)。

3. HBV BCP/前C区突变情况:以病例组HBV DNA为模板,巢式扩增BCP/前C区,经1%琼脂糖凝胶电泳,可见约300 bp的目的条带(图 1)。

图 1 BCP/前C区扩增电泳结果

HBV基因点突变频率较高位点有BCP区A1762T/G1764A、T1753C、A1775G、C1799G,T1802C/T1803G/C1804T、前C区C1827A、A1846T、T1858C、G1896A、G1899A。其中A1762T/G1764A、T1858C突变在病例组中的突变率高于对照组,A1775G突变在病例组中的突变率低于对照组,差异有统计学意义,提示这3个位点的突变与肝癌发生相关(表 3)。前C区的C1827A在病例组和对照组中突变率均很高(98.1% vs. 94.3%),但差异无统计学意义。

表 3 HBV BCP/前C区主要突变位点的单因素分析

4. HBV基因型和复制中各突变位点与肝癌发生的关系:在B基因型中A1762T/G1764A在病例组中的突变率高于对照组,提示B基因型A1762T/G1764A突变更易发生在肝癌患者中;C基因型中T1858C在病例组的突变率高于对照组,提示C基因型T1858C突变更易发生在肝癌患者中。无论是HBV DNA≥105组还是HBV DNA<105组中,病例与对照间突变率的差异均无统计学意义(表 4)。

表 4 HBV基因型和复制水平中各突变位点与肝癌发生的关系

5. A1762T/G1764A及其他因素与肝癌关系的多因素分析:利用非条件logistic回归二分类方法探讨与肝癌发生的相关因素。纳入因素包括性别、年龄、基因型以及A1762T/G1764A和T1858C、A1775G变异,其变量赋值见表 5。多因素logistic回归分析结果见表 6,显示A1762T/G1764A和T1858C、A1775G突变均与肝癌的发生有相关性。A1762T/G1764A和T1858C具有增加肝癌风险的趋势(OR=5.459,95%CI:1.397~21.332,P=0.015;OR=3.881,95%CI:1.462~10.305,P=0.006)。A1775G有降低肝癌风险的趋势(OR=0.192,95%CI:0.059~0.622,P=0.006)。HBV基因型和HBV DNA与肝癌的发生无相关性。

表 5 变量及其赋值

表 6 A1762T/G1764A和T1858C与肝癌关系的多因素回归分析
讨论

目前已鉴定发现HBV有10种基因型(A~J)和多种基因亚型,中国人以B、C型感染为主[3]。本研究发现广西扶绥县肝癌高危人群感染的HBV基因型包括B型和C型,这两种基因型在肝癌病例组与对照组中分布的差异无统计学意义,提示基因型与当地肝癌的发生可能无直接关系,与广西肝癌高发家系和对照家系基因型的对比研究结果一致[4]。Yang等[5]认为C基因型相对B基因型更易增加肝癌的风险,可能与研究对象不同有关。Yang等[5]的研究中HBV B基因型为主要流行株(64.2%),而本研究则以C基因型为主要流行株。HBV DNA 是 HBV 复制的指标,本研究显示对照组HBV DNA复制水平高于病例组,这是因为在HBV慢性感染发展为肝细胞癌的过程中,HBV基因整合到肝细胞基因组中造成病毒复制能力下降,外周血中 HBV DNA 拷贝数减少[6]

大量研究的结果提示A1762T/G1764A与肝癌的发生密切相关。2003 年我国台湾学者Kao等[7]对250例慢性HBV(基因B或C型)患者A1762T/G1764A双联突变率进行分析,结果提示随着疾病严重程度增加,A1762T/G1764A双联突变率也相应增加;而且该双突变阳性率在肝癌患者中显著增高,是 HBV携带者发生肝癌的病毒学预测因素。2008年在江苏省启东市的一项研究对比了58例肝癌患者及与之匹配的71例慢性乙型肝炎患者发现,肝癌组BCP A1762T/G1764A双突变明显较对照组高,多因素logistic回归分析得出,BCP A1762T/G1764A变异与肝癌发生相关[8]。Fang等[9]在广西隆安地区的研究认为A1762T/G1764A双突变可以作为筛选男性HBsAg携带者肝癌最高危人群的生物学标记。本研究结果显示BCP区A1762T/G1764A双突变在病例组中的突变率高于对照组,差异有统计学意义,A1762T/G1764A双突变与肝癌发生的关系密切,是肝癌发生的危险因素,与上述研究结果一致 。但A1762T/G1764A双突变具体致癌机制尚未明确。有观点认为,BCP双突变可以上调pgRNA的转录,促进pgRNA衣壳化,增加HBcAg产量,从而增强 HBV 复制力。BCP区 A1762T/G1764A双突变引起编码蛋白质130 位亮氨酸(Leu)变为蛋氨酸(Met),131位从缬氨酸(Val)变为亮氨酸(Leu),使位于 BCP上的内核受体结合位点转为肝细胞核因子-1(HNF-1)的结合位点,由于转录因子结合的改变,使得前C区mRNA 的转录降低,最终导致HBeAg水平下降,pgRNA转录及HBcAg合成增强[10]。由于上调核心蛋白的表达和下调前C蛋白的表达,从而加强衣壳化,导致病毒复制增加,导致HBV长期持续感染。此外,双突变正好位于p53结合区域,可能影响了p53的抑癌作用、DNA修复及调节细胞周期等功能。本研究病例组A1762T/G1764A突变率高达94.3%,实属少见,这与广西扶绥县持续的肝癌高发是否相关,有待进一步与低发区进行比较研究。本研究显示,B基因型中A1762T/G1764A在病例组中的突变率高于对照组,与Yang等[5]的研究不一致,原因可能与本文B基因型样本量较少有关。

稳定的茎袢结构是病毒复制的基础,前C区是ε循环二级结构的一部分,其二级结构中,nt1896与nt1858的匹配程度决定了茎袢结构的稳定性。HBV基因型B、D、E及部分C型中,nt1858为T,通常认为nt1896的G突变为A可以使结构更加稳定,有利于病毒的复制和流行,因而PC变异常见于 B、C、D、E型。本研究与肝癌相关的位点是T1858C,而不是G1896A,与Sakamoto等[11]的研究结果一致。由此推测,与nt1896的G突变为A的目的一样,nt1858 T 突变为C,也会使干拌结构趋向稳定,病毒的复制力增强,患肝癌的风险增加。来自香港地区的一项相关研究报道了在前C区nt1856~nt1858位点上3个碱基为TCC代表一种特定的HBV结构,与C基因型其他结构相比,TCC的模式会引起更为严重的肝脏疾病[12]

本研究发现一个与肝癌相关的新突变位点A1775G。相对于肝癌患者,A1775G突变更多见于慢性HBV感染者。提示较低的A1775G突变率可能为肝癌的保护性因素。对于C基因型或HBV DNA≥105 copies/ml患者,对照组中A1775G突变率明显高于病例组。但关于A1775G突变的报道较少,一项在儿童中开展的研究表明A1775G突变与HBeAg血清学转化相关,HBeAg血清学转化儿童中A1775G突变率较高[13]。另外两项研究中发现较高频率的A1775G突变,但是其在各疾病组中无统计学意义[14, 15]。该位点突变对于肝癌的发病作用还需要进一步佐证。

为了综合分析肝癌的相关性因素,本研究将病例组和对照组所有相关因素包括年龄、性别、HBV DNA复制水平、HBeAg状态、基因型和病毒变异(A1762T/G1764A、T1858C、A1775G)进行logistic回归分析,结果显示年龄>50岁、男性、A1762T/G1764A、T1858C、A1775G变异均与肝癌的发生有密切关系。本研究结果支持Yuen等[16]的观点,认为BCP变异是肝癌的高危因素,基因型C与肝癌发生的密切关系是由于C基因型较易发生BCP变异所致。来自台湾地区的报道也表明只要有BCP变异,B、C基因型均有较高发生肝癌的危险性[17]

总之,在广西扶绥县肝癌高发区HBV基因型突变既有共同点,也有自身特点,相对其他地区人群A1762T/G1764A存在比较高的突变率实属少见,值得进一步探索。

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