劉亙梁，鄭蘭艷

(中國(guó)醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病原生物教研室，遼寧沈陽(yáng) 110001)

已有不少直接和間接證據(jù)證明幽門螺桿菌(Helicobacter pylori，Hp)是胃癌發(fā)生過程中的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素。雖然全世界超過半數(shù)人口感染了Hp，但最終發(fā)展為胃癌者僅占感染人群的1% ～3%［1］，近年來的研究認(rèn)為，細(xì)菌毒力因子、宿主遺傳因素及環(huán)境因素共同影響著Hp的致胃癌作用。該觀點(diǎn)的最佳證據(jù)是著名的“非洲之謎”，即南非等某些幽門螺桿菌流行區(qū)的胃癌卻成低發(fā)狀態(tài)。其中宿主本身基因的多態(tài)性日益成為研究熱點(diǎn)［2］。本文就宿主的誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)基因多態(tài)性與Hp相關(guān)胃癌的關(guān)系進(jìn)行綜述。

1 iNOS與Hp相關(guān)胃癌

NOS是還原型輔酶Ⅱ依賴性的二氧化酶，能催化左精氨酸形成NO和胍氨酸。根據(jù)NOS生物學(xué)特征和基因編碼，可將NOS分為2類3型。神經(jīng)型(nNOS)、內(nèi)皮型(eNOS)屬于結(jié)構(gòu)型(eNOS)類;巨細(xì)胞型(mNOS)屬于誘生型(iNOS)類。與前2型不同的是，iNOS的產(chǎn)生不依賴于鈣離子，而是由細(xì)菌內(nèi)毒素和細(xì)胞因子介導(dǎo)的，并且會(huì)產(chǎn)生比另外2型都要多的NO［3］。而一般認(rèn)為持續(xù)低濃度的NO可以通過促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、參與腫瘤血管形成或者抑制瘤細(xì)胞凋亡等效應(yīng)起到促瘤作用［4］。Nam 等［5］通過動(dòng)物試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，iNOS缺乏組的胃癌總體發(fā)生率及胃腺癌發(fā)生率較iNOS組的胃癌發(fā)生率明顯降低(P＜0.05)。在iNOS組腺癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了大量的iNOS及3-硝基酪胺酸的免疫染色，并且以一種強(qiáng)有力的細(xì)胞固有膜表達(dá)形式存在，它們?cè)谀[瘤組織中分布較非腫瘤組織豐富。Pignatelli等［6］應(yīng)用免疫組化的方法，分析了99例感染Hp胃癌患者的167份組織標(biāo)本，標(biāo)本按常規(guī)組織學(xué)分類為正常、萎縮性胃炎、異型增生。檢測(cè)得出各種胃炎炎癥細(xì)胞中的iNOS陽(yáng)性率僅為25%，但在異型增生細(xì)胞中iNOS的陽(yáng)性率明顯增高。說明iNOS與Hp相關(guān)胃癌的發(fā)生有著明顯的關(guān)系。

2 iNOS基因多態(tài)性與胃癌易感性

人類基因多態(tài)性通常表現(xiàn)為限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(RFLP)、DNA重復(fù)序列的多態(tài)性(VNTR)和單核苷酸多態(tài)性(SNP)3種形式［7］。近年來，迅速發(fā)展的分子生物學(xué)技術(shù)為從分子及基因水平進(jìn)行人群研究提供了新的方法。iNOS產(chǎn)生主要是在轉(zhuǎn)錄的水平上調(diào)控的［8］。人類iNOS基因包括27個(gè)外顯子，轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)在第2外顯子，終止密碼子在第27外顯子。在iNOS啟動(dòng)子區(qū)域多種基因多態(tài)性已經(jīng)被發(fā)現(xiàn):如－954位點(diǎn)的G→C，－1173位點(diǎn)的 C→T以及(TAAA)n和(CCTTT)n上的重復(fù)序列多態(tài)性［9］。Johannesen等［10］研究發(fā)現(xiàn)，位于第16外顯子上的基因多態(tài)性(C150T)可以產(chǎn)生氨基酸替代品—Ser608Leu，是在傳遞不平衡試驗(yàn)中唯一顯示有失真?zhèn)鬏數(shù)?，該處基因多態(tài)性據(jù)稱也與中國(guó)的胃癌發(fā)生相關(guān)［11］，說明C150T等位基因可能對(duì)iNOS的活性產(chǎn)生巨大的影響。Alireza Rafiei等［12］對(duì)伊朗地區(qū)159例Hp相關(guān)胃癌患者及170例健康對(duì)照者的研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)整后的攜帶CT或TT基因同時(shí)被Hp感染的優(yōu)勢(shì)比為2.4(P=0.01)。對(duì)于感染Hp的患者，在150位置具有iNOS CT或TT多態(tài)性的患者更易獲得胃癌。該研究還發(fā)現(xiàn)，iNOS本身并不能獨(dú)立成為胃癌的危險(xiǎn)因素，需要有Hp等協(xié)同因素的存在。據(jù)報(bào)道，宿主遺傳易感性和Hp毒力因子之間的相互作用可大幅增加胃癌風(fēng)險(xiǎn)。有日本的研究表示iNOS C150T多態(tài)性與Hp感染介導(dǎo)的胃癌相關(guān)，卻不參與Hp介導(dǎo)胃黏膜萎縮的過程。其機(jī)制可能是Hp感染介導(dǎo)的胃黏膜萎縮是通過Arginase/ODC/Polyamine途徑，而Hp最終所致的胃癌則是通過iNOS軸所致［13］。

3 低氧微環(huán)境

1996年Brizel［14］首次發(fā)現(xiàn)人類腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移與腫瘤低氧微環(huán)境有著密切的相關(guān)性。低氧可引起腫瘤細(xì)胞發(fā)生一系列生物學(xué)改變:如細(xì)胞代謝的變化、基因表達(dá)及基因表型改變、蛋白合成變化等［15-16］，因此缺氧是實(shí)質(zhì)性腫瘤微環(huán)境的基本特征之一，同樣缺氧也是腫瘤發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)移的啟動(dòng)因子。隨著對(duì)腫瘤低氧微環(huán)境研究的不斷深入，近20多年來人們發(fā)現(xiàn)低氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor，HIF)與哺乳細(xì)胞低氧微環(huán)境密切相關(guān)［17］。其中HIF-1是調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)氧代謝的關(guān)鍵因子之一，也是迄今為止發(fā)現(xiàn)的唯一一個(gè)特異性缺氧狀態(tài)下發(fā)揮活性的轉(zhuǎn)錄因子［18］。iNOS屬于缺氧反應(yīng)基因(HRG)，在它的基因啟動(dòng)子中含有缺氧反應(yīng)元件，是HIF-1α的結(jié)合位點(diǎn)，受到HIF-1α的調(diào)控。實(shí)驗(yàn)表明，腫瘤在缺氧條件下HIF-1α表達(dá)水平增高，誘導(dǎo)iNOS表達(dá)，而iNOS催化精氨酸產(chǎn)生的NO則誘導(dǎo)HIF-1α表達(dá)，形成正反饋環(huán)，促進(jìn)胃癌的浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移，在胃癌的浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移過程中可能具有協(xié)同作用。該結(jié)果證實(shí)缺氧的微環(huán)境是胃癌易感基因促胃癌過程的一個(gè)重要影響因素。

4 展望

Hp介導(dǎo)胃癌的發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜、多層面的過程，涉及到細(xì)菌、宿主、環(huán)境等因素。有研究證實(shí)感染Hp與食管癌的發(fā)展呈負(fù)相關(guān)，同時(shí)對(duì)于哮喘等自身免疫疾病是一個(gè)保護(hù)因素［19］。因此，之前關(guān)于所有Hp的感染都應(yīng)該被根除的說法就值得思考了。鑒于不同個(gè)體暴露于危險(xiǎn)因素Hp下胃癌的易患性是不同的，可以通過細(xì)菌、宿主、環(huán)境因素的綜合考慮，從中篩選出高危個(gè)體，再給予積極治療。因此iNOS基因多態(tài)性的研究可以為胃癌的預(yù)測(cè)、預(yù)防、診斷和基因治療提供新的思路。

［1］ PEEK R M JR，CRABTREE J E.Helicobacter infection and gastric neoplasia r1]［J］.J Pathol，2006，208(2):233-248.

［2］ Smith MG，Hold GI，Tahara E，et al.Cellular and molecular aspects of gastric cancer［J］.World J Gastroenterol，2006，12(19):2979-2990.

［3］ Goto T，Haruma K，Kitadai Y，et al.Enhanced expression of inducible nitric oxide synthase and nitrotyrosine in gastric muco-sa of gastric cancer patients［J］.Clin Cancer Res，1999，5(6):1411-1415.

［4］ Lechner M，Lirk P，Rieder J.Inducible nitric oxide synthase(iNOS)in tumor biology:the two sides of the same coin［J］.Semin Cancer Biol，2005，15(4):277-289.

［5］ Nam K T，Oh S Y，Ahn B，et al.Decreased Helicobacter pylori associated gastric carcinogenesis in mice lacking inducible nitric oxide synthase［J］.Gut，2004，53(9):1250-1255.

［6］ Pignatelli B，Bancel B.Inducible nitric oxicle synthase，antioxidant enzymes and Hp infection in gastritis and gastric precancerous lesions in humans［J］.Eur J Cancer Prev，1998，7(6):439-447.

［7］ 羅世堅(jiān)，李振東.趨化因子基因多態(tài)性與腦卒中的關(guān)聯(lián)研究進(jìn)展［J］.中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志，2011，10(7):746-748.

［8］ Cho HJ，Xie QW，Calaycay J，et al.Calmodulin is a subunit of nitric oxide synthase from macrophages［J］.J Exp Med，1992，176(2):599-604.

［9］ Xu W，Charles IG，Liu L，et al.Molecular cloning and structural organization of the human inducible nitric oxide synthase gene(NOS2)［J］.Biochem Biophys Res Commun，1996，219(3):784-788.

［10］Johannesen J，Pie A，Pociot F，et al.Linkage of the human inducible nitric oxide synthase gene to type I diabetes［J］.J Clin Endocrinol Metab，2001，86(6):2792-2796.

［11］Shen J，Wang RT，Wang LW，et al.A novel genetic polymorphism of inducible nitric oxide synthase is associated with an increased risk of gastric cancer［J］.World J Gastroenterol，2004，10(22):3278-3283.

［12］Alireza Rafiei，Vahid Hosseini.Inducible nitric oxide synthetase genotype and Helicobacter pylori infection affect gastric cancer risk［J］.World J Gastroenterol，2012，18(35):4917-4924.

［13］Ohshima H，Bartsch H.Inducible nitric oxide synthase polymorphism is associated with the increased risk of differentiated gastric cancer in a Japanese population［J］.World J Gastroenterol，2006，12(39):6361-6365.

［14］Brizel DM，Scully SP，Harrelson JM，et al.Tumor oxygenation predicts for the likelihood of distant metastases inhuman soft tissue flarcollaa［J］.Cancer Res，1996，56(5):941-943.

［15］Laconi E.The evolving concept of tumor microenvironments［J］.Bioessays，2007，29(8):738-744.

［16］Brahimi-Horn MC，Chiche J，Pouyssegur J.Hypoxia and cancer［J］.J Mol Med，2007，85(12):1301-1307.

［17］ Weidemann A，Johnson RS.Biology of HIF-1alpha［J］.Cell Death Differ，2008，15:621-627.

［18］Gregg L.Semenza HIF-1 and tumor progression:pathophysiology and therapeutics［J］.Trends Mol Med，2002，8(4):62-67.

［19］Chen Y，Blaser MJ.Inverse associations of Helicobacter pylori with asthma and allergy［J］.Arch Intern Med，2007，167(8):821-827.