外显子芯片技术发现与食管鳞状细胞癌相关的CYP26B1基因中的低频突变位点以及新的突变基因

Exome-wide analyses identify low-frequency variant in CYP26B1 and additional coding variants associated with esophageal squamous cell carcinoma

外显子芯片技术发现与食管鳞状细胞癌相关的CYP26B1基因中的低频突变位点以及新的突变基因

期刊：nature genetics，IF=29.35

发表时间：2018.1.29

食管鳞状细胞癌（ESCC）引起中国男性女性死亡的人数位列肿瘤第四位，全世界大约每年50万新增病例，大约半数发生在中国。已经有GWAS研究发现了与ESCC相关的一些突变基因，这些基因与饮酒以及吸烟习惯显著相关。然而，这些基因都属于常见突变（MAF＞0.10），OR值在1.1与1.5之间。这些基因只是发现了与ESCC遗传危害很少的一部分结果，并且ROC分析（其中包含四种非遗传因素：性别，年龄，吸烟和饮酒状态）显示AUC值只提高了7.0%。因此，没有检测到的突变位点可能与疾病的关联性更高并认为是“丢掉”的遗传因素。

本研究将3721例患者和3889例健康人进行芯片分析。然后，本研究在另外二批分别来自河北省以及湖北省的样本（共计7002例患者和8757例健康人）中进行验证。

LC-MS/MS，Illumina Human Exome Beadchip

本研究将3721例患者和3889例健康人进行芯片分析，结果发现已经由GWAS研究所报道的基因在此研究中均得到验证。另外，本研究在另外二批分别来自河北省以及湖北省的样本（7002例患者和8757例健康人）中也进行验证。结果发现6个新的与ESCC显著关联的基因和3个低频突变。基因型为rs138478634-GA的个体血清中的全反式视黄酸含量明显低于rs138478634-GG基因型的个体，很可能是由CYP26B1基因突变导致的。

1.外显子芯片技术发现6个基因突变与ESCC相关

本研究将3721例患者和3889例健康人进行芯片分析，结果发现已经由GWAS研究所报道的基因在此研究中均得到验证。如下图所示发现的6个新的与ESCC显著关联的基因。

图1 与ESCC显著关联的新基因

2.不同环境因素对基因表达的影响

本研究针对rs138478634突变位点不同的基因型在不同环境（吸烟，饮酒）暴露下其OR值进行计算，结果显示有吸烟以及饮酒嗜好的个体OR值都比较高。如图2所示

图2  不同暴露环境下OR值

3.CYP26B1基因突变与ESCC之间的关系

CYP26B1基因的两种不同突变基因型CYP26B1[G]和CYP26B1[A]在细胞中其表达全反式视黄酸的相对含量有所差别，并且差异极显著，如图3a，b所示。将CYP26B1[G]基因于CYP26B1[A]基因通过过表达载体转入细胞中，结果发现CYP26B1[A]基因的过表达显著的增加了ESCC发生的概率，如图3c，d所示。利用siRNA（RNA干涉）技术，沉默CYP26B1基因的表达，结果发现能够显著的降低ESCC发生的概率。如图3e，f所示。此结果显示，ESCC的发生与CYP26B1基因突变显著相关，主要机制是通过改变全反式视黄酸代谢酶的活性而影响ESCC的发生。

图3 CYP26B1基因突变与ESCC之间的关系

基于“高通量测序+代谢组”研究技术路线，通过多平台（LC-MS/MS Illumina），对样本进行外显子深度芯片检测，利用人单体型图谱进行基因型填充，发现新的没有报告过的基因突变位点以及低频突变位点，利用代谢组学技术检测代谢物变化规律，找到与疾病发生相关的代谢物及其发生机制。

1.代谢组直接与表型相关联，应用代谢组学的分析方法可以找到与病症直接相关的分子标志物，此方法可以推广到临床科室的许多科室进行新的诊断方法的研究。

2.广泛靶向代谢组是一种创新的高通量代谢组检测技术，已经成为研究代谢组的必备利器。迈维代谢创新了广靶技术，整合了非靶向和靶向代谢物检测技术的优点，可以高通量、高灵敏、广覆盖检测不同材料中的代谢物。