胃癌危险因素的广义相对危险度分析
作者：蔡琳 俞顺章
单位：蔡琳 福建医科大学流行病学教研室(福州，350004)；俞顺章 上海医科大学预防医学研究所
关键词：胃癌；危险因素；交互作用
中国慢性病预防与控制990202 摘要 应用GLIM软件对胃癌高发区福建省长乐市胃癌分子流行病学资料进行广义相对危险度分析，探讨代谢酶基因多态、吸烟与胃癌危险性的联系。结果表明：细胞色素P4502E1(CYP2E1)、谷胱甘肽转硫酶M1(GSTM1)基因型和吸烟对胃癌的联合作用是一超相乘形式，偏向于相乘结构。正确识别暴露因素间交互作用的模式，对肿瘤的一级预防具有重要意义。
The Effects of the Risk Factors for Stomach Cancer Were Analyzed Employing the General Relative Risk Model
, 百拇医药
Cai Lin,et al;Department of Epidemiology,Fujian Medical University,Fuzhou(350004)
Abstract Employing the general relative risk models analyzed the effect of the risk factors of gastric cancer.The results suggested that cytochrome P4502E1(CYP2E1),glutathione S-transferase M1(GSTM1) genetic polymophisms and smoking exposure were associated with gastric cancer.The combined effect of risk factors was near to multiplicative.Correct recognition of the interaction of the risk factors was of important significance for the primary prevention.
, 百拇医药
Key words Gastric cancer Risk factor Interaction
胃癌的发生与发展是多因素、多阶段的综合结果，与环境致癌物、遗传易感性等多种因素的作用密切相关。本文应用广义相对危险度模型(general relative risk models)对胃癌危险因素间的联合作用关系、尤其是对暴露因素与基因遗传多态性的相互作用关系进一步进行分析探讨。
1 对象与方法
1.1 研究对象与材料 病例和对照均来自胃癌高发区福建省长乐市。病例是经市级以上医院确诊的原发性胃癌新病例，对照是与病例同性别、同民族、同居住地、年龄差别小于3岁、无胃病史者。面访调查对象填写调查表，并取静脉血5 ml。
1.2 实验内容 采用PCR/RFLP方法检测CYP2E1(Ⅰ相代谢酶)和GSTM1(Ⅱ相代谢酶)基因多态。扩增在Perkin-Elemer 4800型基因扩增仪上完成。CYP2E1扩增产物经PstⅠ或RsaⅠ酶切消化后分为三个基因型：杂合子(C1/C2)和二个纯合子(C1/C1和C2/C2)。GSTM1基因扩增后产生157 bp片段者为GSTM1存在，无相应扩增产物者(即纯合子基因缺失)为GSTM1缺失。
, 百拇医药
1.3 统计模型 应用GLIM软件进行危险因素间联合作用模型的拟合。定义X=(X1……XK)为K个回归变量(暴露变量)，R(X)为暴露变量的相对危险度，建立通用方程式Ln R(Xβ，λ)=〔(1+Xβ)λ-1〕/λ。β是回归系数矢量，λ为尺度参数。当λ=1时，R(Xβ，λ)=〔(1+Xβ)-1〕为相乘模型；当λ=0时，R(Xβ，λ)=(1+Xβ)为相加模型；λ<1为次相加结构，λ>1为超相乘结构。依据参数λ值的改变，构建从次相加结构到超相乘结构的系列模型。以偏离度D(负二倍对数似然函数值)衡量模型的拟合效果,Pearson卡方值进行拟合度检验，选择最佳模型。
2 结果
2.1 基因多态性分析 185例研究对象中CYP2E1 C1/C1型129例(69.7%)，C1/C2型49例(26.5%)，C2/C2型7例(3.8%)。胃癌病例和对照组中CYP2E1基因型分布见表1。胃癌病例的C2等位基因频率高于对照组(表2)，OR=1.86(95%CI=1.07～3.25)，P<0.05。提示携带C1/C2或C2/C2基因型的个体有较高的胃癌风险。病例组中GSTM1基因缺失频率为63.16%，对照组为45.74%，两组差异有统计学显著意义(χ2=5.75,P=0.0165)。GSTM1基因缺失与胃癌易感性有关，比值比(OR)为2.03(95%CI=1.09～3.80)。
, 百拇医药
2.2 联合作用分析 应用GLIM软件分析CYP2E1、GSTM1基因型和吸烟与胃癌危险性的关系。通过调节尺度参数λ构建联合作用模型。偏离度D越小，拟合的数据模型越佳。由表4可见，当λ≥1时，偏离度D均比较小，且变化不大，但当λ<1时，偏离度明显增大，提示CYP2E1、GSTM1和吸烟三因素的联合作用是一超相乘形式，偏向于相乘结构类型(Logistic回归模型或对数线性模型)。从表5可见，CYP2E1、GSTM1基因型与吸烟联合作用的不同暴露等级的胃癌危险性呈逐级增高趋势，携带CYP2E1 C1/C2或C2/C2基因型且GSTM1基因缺失的吸烟者患胃癌的危险性大， 其人群归因危险度PAR为81.43%。
表1 病例和对照中CYP2E1基因型分布 组别
例数
C1/C1(%)
C1/C2(%)
, http://www.100md.com
C2/C2(%)
病例
91
58(6.74)
27(29.67)
6(6.59)
对照
94
71(75.53)
22(23.40)
1(1.06)
OR(95%CI)
, 百拇医药
1.0
1.76(0.93,3.32)
χ2=3.08 P=0.08表2 病例对照组中等位基因频率分布 组别
C1
C2
n
%
n
%
病例
143
0.7857
, 百拇医药
39
0.2143
对照
164
0.8730
24
0.1276
OR=1.86(1.07～3.25) χ2=4.91 P<0.05表3 GSTM1基因型与胃癌危险性的关系 组别
GSTM1缺失
GSTM1存在
OR(95%CI)
, 百拇医药
例数
%
例数
%
病例
60
63.16
35
36.84
对照
43
45.74
51
, http://www.100md.com 54.26
2.03(1.09～3.80)
表4 危险因素间作用关系的模型比较 λ
Deviance
Pearson χ2
0
7.618
7.353
0.5
5.619
5.644
0.8
, 百拇医药
5.051
5.112
1.0
4.801
4.869
1.2
4.613
4.683
1.5
4.409
4.479
2.0
4.201
, 百拇医药
4.263
2.5
4.105
4.160
3.0
4.027
4.070
表5 危险因素间的联合作用分析(λ=1,相乘模型) CYP2E1
GSTM1
吸烟
病例
合计
, 百拇医药
β
OR(95%CI)
PAR
-
-
-
6
26
0.0000
1.0000
+
-
-
, 百拇医药 6
14
0.4641
1.5906(0.3931～6.4353)
0.2571
-
+
-
16
44
0.8020
2.2300(0.7424～6.6986)
0.1727
, 百拇医药
-
-
+
18
33
1.2270
3.4110(1.0898～10.6760)
0.4091
+
+
-
4
8
, http://www.100md.com
1.2661
3.5470(0.6749～18.6417)
0.3500
+
-
+
5
13
1.6911
5.4254(1.2820～22.9557)
0.2000
-
, http://www.100md.com
+
+
18
26
2.0290
7.6064(2.2114～26.1592)
0.6000
+
+
+
18
21
2.4931
, http://www.100md.com
12.099(2.6322～55.6053)
0.8143
注：CYP2E1(+)：CYP2E1 C1/C2或C2/C2基因型；GSTM1(+)：GSTM1缺失
3 讨论
本文首次对代谢酶基因多态与环境暴露在胃癌发生中的作用进行探讨。代谢酶遗传多态性与肿瘤易患性的关系是一个日益受到关注的研究领域。环境中的化学致癌物多为间接致癌物，它们需经Ⅰ相代谢酶(如细胞色素P450)代谢活化成它们的终形式，这些终形式经Ⅱ相代谢酶(如谷胱甘肽转硫酶)的作用成为亲水物质，失去活性。Ⅰ、Ⅱ相代谢酶在体内的平衡状态直接影响着癌症的易患性〔1〕。已有研究报道CYP2E1和GSTM1参与烟雾中致癌物的代谢活化。本研究结果提示CYP2E1基因多态和GSTM1基因缺失与吸烟的联合作用增加了胃癌发生的危险，表明代谢酶基因多态与环境暴露因素间存在着交互作用。
, 百拇医药
在病因流行病学研究中，Logistic回归分析已被广泛应用，但该模型是以假定多个因素的相对危险度之间为相乘关系作为前提。倘若实际资料不符合此假设条件，或事先对实际数据符合何种模型结构还不清楚时，就千篇一律地使用Logistic回归分析是不正确的。因为有不少实际资料是相加作用形式，而确定一组资料是否存在交互作用与所选用的模型有密切的关系。广义相对危险度模型不需要预先假定资料的分布类型，它通过调节尺度λ来决定联合作用的结构，以偏离度D作为衡量模型拟合的指标，从而能较科学地选择适宜的模型，对因素间的相互关系给予较客观的评价〔2,3〕。
选择适宜结构形式的相对危险度模型有助于对危险因素及因素间相互关系的理解与认识。研究结果显示，代谢酶基因多态与吸烟对胃癌的危险性可认为是相乘模型结构，同时携带易感基因和吸烟暴露使胃癌的危险性大大超过了因素单独作用之和。故应力劝胃癌高危人群尽快戒烟，改变不良的生活习惯，减少和避免对危险因素的暴露，加强对胃癌的病因学预防。
, http://www.100md.com
(长乐市卫生局、长乐肿瘤研究所热情支持协助现场工作，谨致谢意!)
本课题为福建省‘百千万人才工程’人选培养资金资助项目(闽-98-020)
参考文献
1 Spitz MR,Bondy ML.Genetic susceptibility to cancer.Cancer,Supplement 1993,17(3)∶991
2 Breslow NE,Storer BE.General relative risk functions for case-conrrol studies Am J Epidemiol 1985,122(1)∶149
3 Moolgavkar SH,Dvid JV.General relative regression models for epidemiologic studies.Am J Epidemiol,1987,126(5)∶949
(收稿：1998-10-29), 百拇医药
单位：蔡琳 福建医科大学流行病学教研室(福州，350004)；俞顺章 上海医科大学预防医学研究所
关键词：胃癌；危险因素；交互作用
中国慢性病预防与控制990202 摘要 应用GLIM软件对胃癌高发区福建省长乐市胃癌分子流行病学资料进行广义相对危险度分析，探讨代谢酶基因多态、吸烟与胃癌危险性的联系。结果表明：细胞色素P4502E1(CYP2E1)、谷胱甘肽转硫酶M1(GSTM1)基因型和吸烟对胃癌的联合作用是一超相乘形式，偏向于相乘结构。正确识别暴露因素间交互作用的模式，对肿瘤的一级预防具有重要意义。
The Effects of the Risk Factors for Stomach Cancer Were Analyzed Employing the General Relative Risk Model
, 百拇医药
Cai Lin,et al;Department of Epidemiology,Fujian Medical University,Fuzhou(350004)
Abstract Employing the general relative risk models analyzed the effect of the risk factors of gastric cancer.The results suggested that cytochrome P4502E1(CYP2E1),glutathione S-transferase M1(GSTM1) genetic polymophisms and smoking exposure were associated with gastric cancer.The combined effect of risk factors was near to multiplicative.Correct recognition of the interaction of the risk factors was of important significance for the primary prevention.
, 百拇医药
Key words Gastric cancer Risk factor Interaction
胃癌的发生与发展是多因素、多阶段的综合结果，与环境致癌物、遗传易感性等多种因素的作用密切相关。本文应用广义相对危险度模型(general relative risk models)对胃癌危险因素间的联合作用关系、尤其是对暴露因素与基因遗传多态性的相互作用关系进一步进行分析探讨。
1 对象与方法
1.1 研究对象与材料 病例和对照均来自胃癌高发区福建省长乐市。病例是经市级以上医院确诊的原发性胃癌新病例，对照是与病例同性别、同民族、同居住地、年龄差别小于3岁、无胃病史者。面访调查对象填写调查表，并取静脉血5 ml。
1.2 实验内容 采用PCR/RFLP方法检测CYP2E1(Ⅰ相代谢酶)和GSTM1(Ⅱ相代谢酶)基因多态。扩增在Perkin-Elemer 4800型基因扩增仪上完成。CYP2E1扩增产物经PstⅠ或RsaⅠ酶切消化后分为三个基因型：杂合子(C1/C2)和二个纯合子(C1/C1和C2/C2)。GSTM1基因扩增后产生157 bp片段者为GSTM1存在，无相应扩增产物者(即纯合子基因缺失)为GSTM1缺失。
, 百拇医药
1.3 统计模型 应用GLIM软件进行危险因素间联合作用模型的拟合。定义X=(X1……XK)为K个回归变量(暴露变量)，R(X)为暴露变量的相对危险度，建立通用方程式Ln R(Xβ，λ)=〔(1+Xβ)λ-1〕/λ。β是回归系数矢量，λ为尺度参数。当λ=1时，R(Xβ，λ)=〔(1+Xβ)-1〕为相乘模型；当λ=0时，R(Xβ，λ)=(1+Xβ)为相加模型；λ<1为次相加结构，λ>1为超相乘结构。依据参数λ值的改变，构建从次相加结构到超相乘结构的系列模型。以偏离度D(负二倍对数似然函数值)衡量模型的拟合效果,Pearson卡方值进行拟合度检验，选择最佳模型。
2 结果
2.1 基因多态性分析 185例研究对象中CYP2E1 C1/C1型129例(69.7%)，C1/C2型49例(26.5%)，C2/C2型7例(3.8%)。胃癌病例和对照组中CYP2E1基因型分布见表1。胃癌病例的C2等位基因频率高于对照组(表2)，OR=1.86(95%CI=1.07～3.25)，P<0.05。提示携带C1/C2或C2/C2基因型的个体有较高的胃癌风险。病例组中GSTM1基因缺失频率为63.16%，对照组为45.74%，两组差异有统计学显著意义(χ2=5.75,P=0.0165)。GSTM1基因缺失与胃癌易感性有关，比值比(OR)为2.03(95%CI=1.09～3.80)。
, 百拇医药
2.2 联合作用分析 应用GLIM软件分析CYP2E1、GSTM1基因型和吸烟与胃癌危险性的关系。通过调节尺度参数λ构建联合作用模型。偏离度D越小，拟合的数据模型越佳。由表4可见，当λ≥1时，偏离度D均比较小，且变化不大，但当λ<1时，偏离度明显增大，提示CYP2E1、GSTM1和吸烟三因素的联合作用是一超相乘形式，偏向于相乘结构类型(Logistic回归模型或对数线性模型)。从表5可见，CYP2E1、GSTM1基因型与吸烟联合作用的不同暴露等级的胃癌危险性呈逐级增高趋势，携带CYP2E1 C1/C2或C2/C2基因型且GSTM1基因缺失的吸烟者患胃癌的危险性大， 其人群归因危险度PAR为81.43%。
表1 病例和对照中CYP2E1基因型分布 组别
例数
C1/C1(%)
C1/C2(%)
, http://www.100md.com
C2/C2(%)
病例
91
58(6.74)
27(29.67)
6(6.59)
对照
94
71(75.53)
22(23.40)
1(1.06)
OR(95%CI)
, 百拇医药
1.0
1.76(0.93,3.32)
χ2=3.08 P=0.08表2 病例对照组中等位基因频率分布 组别
C1
C2
n
%
n
%
病例
143
0.7857
, 百拇医药
39
0.2143
对照
164
0.8730
24
0.1276
OR=1.86(1.07～3.25) χ2=4.91 P<0.05表3 GSTM1基因型与胃癌危险性的关系 组别
GSTM1缺失
GSTM1存在
OR(95%CI)
, 百拇医药
例数
%
例数
%
病例
60
63.16
35
36.84
对照
43
45.74
51
, http://www.100md.com 54.26
2.03(1.09～3.80)
表4 危险因素间作用关系的模型比较 λ
Deviance
Pearson χ2
0
7.618
7.353
0.5
5.619
5.644
0.8
, 百拇医药
5.051
5.112
1.0
4.801
4.869
1.2
4.613
4.683
1.5
4.409
4.479
2.0
4.201
, 百拇医药
4.263
2.5
4.105
4.160
3.0
4.027
4.070
表5 危险因素间的联合作用分析(λ=1,相乘模型) CYP2E1
GSTM1
吸烟
病例
合计
, 百拇医药
β
OR(95%CI)
PAR
-
-
-
6
26
0.0000
1.0000
+
-
-
, 百拇医药 6
14
0.4641
1.5906(0.3931～6.4353)
0.2571
-
+
-
16
44
0.8020
2.2300(0.7424～6.6986)
0.1727
, 百拇医药
-
-
+
18
33
1.2270
3.4110(1.0898～10.6760)
0.4091
+
+
-
4
8
, http://www.100md.com
1.2661
3.5470(0.6749～18.6417)
0.3500
+
-
+
5
13
1.6911
5.4254(1.2820～22.9557)
0.2000
-
, http://www.100md.com
+
+
18
26
2.0290
7.6064(2.2114～26.1592)
0.6000
+
+
+
18
21
2.4931
, http://www.100md.com
12.099(2.6322～55.6053)
0.8143
注：CYP2E1(+)：CYP2E1 C1/C2或C2/C2基因型；GSTM1(+)：GSTM1缺失
3 讨论
本文首次对代谢酶基因多态与环境暴露在胃癌发生中的作用进行探讨。代谢酶遗传多态性与肿瘤易患性的关系是一个日益受到关注的研究领域。环境中的化学致癌物多为间接致癌物，它们需经Ⅰ相代谢酶(如细胞色素P450)代谢活化成它们的终形式，这些终形式经Ⅱ相代谢酶(如谷胱甘肽转硫酶)的作用成为亲水物质，失去活性。Ⅰ、Ⅱ相代谢酶在体内的平衡状态直接影响着癌症的易患性〔1〕。已有研究报道CYP2E1和GSTM1参与烟雾中致癌物的代谢活化。本研究结果提示CYP2E1基因多态和GSTM1基因缺失与吸烟的联合作用增加了胃癌发生的危险，表明代谢酶基因多态与环境暴露因素间存在着交互作用。
, 百拇医药
在病因流行病学研究中，Logistic回归分析已被广泛应用，但该模型是以假定多个因素的相对危险度之间为相乘关系作为前提。倘若实际资料不符合此假设条件，或事先对实际数据符合何种模型结构还不清楚时，就千篇一律地使用Logistic回归分析是不正确的。因为有不少实际资料是相加作用形式，而确定一组资料是否存在交互作用与所选用的模型有密切的关系。广义相对危险度模型不需要预先假定资料的分布类型，它通过调节尺度λ来决定联合作用的结构，以偏离度D作为衡量模型拟合的指标，从而能较科学地选择适宜的模型，对因素间的相互关系给予较客观的评价〔2,3〕。
选择适宜结构形式的相对危险度模型有助于对危险因素及因素间相互关系的理解与认识。研究结果显示，代谢酶基因多态与吸烟对胃癌的危险性可认为是相乘模型结构，同时携带易感基因和吸烟暴露使胃癌的危险性大大超过了因素单独作用之和。故应力劝胃癌高危人群尽快戒烟，改变不良的生活习惯，减少和避免对危险因素的暴露，加强对胃癌的病因学预防。
, http://www.100md.com
(长乐市卫生局、长乐肿瘤研究所热情支持协助现场工作，谨致谢意!)
本课题为福建省‘百千万人才工程’人选培养资金资助项目(闽-98-020)
参考文献
1 Spitz MR,Bondy ML.Genetic susceptibility to cancer.Cancer,Supplement 1993,17(3)∶991
2 Breslow NE,Storer BE.General relative risk functions for case-conrrol studies Am J Epidemiol 1985,122(1)∶149
3 Moolgavkar SH,Dvid JV.General relative regression models for epidemiologic studies.Am J Epidemiol,1987,126(5)∶949
(收稿：1998-10-29), 百拇医药