原发性肺癌易感区域5q31.1的精细作图及其生物学功能研究

Lung cancer is one of the most common malignancies worldwide. Several susceptibility loci have been identified by our previuos lung cancer genome-wide association study (GWAS) in Chinese. However, it is still unknown regarding to their potential biological function. Moreover, causal variations for lung cancer are still unknown.Among these susceptibility loci,rs247008 in 5q31.1 is a eQTL for SLC22A5,indicating the potential function of this region. We therefore plan to use 1000 Genome database and ENCODE resource to fine-map 5q31.1 region in a large case-control study at the primary stage,in order to determine the relationship of these loci with lung cancer in Chinese population and identify genetic markers. Then, molecular biology assays are implemented to investigate the potential functions of these genetic variants and determine the causal variants. The study results in this project may be used to screen high-risk populations, provide a new tool for early prevention, diagnosis and treatment of lung cancer.

肺癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，本课题组前期开展的中国人群肺癌全基因组关联研究（GWAS）发现多个肺癌易感区域，然而，这些位点的生物学功能尚未可知，肺癌真正的致病位点也有待进一步鉴定。值得关注的是，在这些易感位点中，5q31.1区域SNP rs247008可作为表达数量性状位点（eQTL），影响溶质载体(solute carrier，SLC)超家族成员SLC22A5的表达，提示该区域可能具有重要的生物学功能。因此，本课题拟在申请人前期研究成果基础上，综合应用1000 genome数据库和ENCODE网络资源对染色体5q31.1区域进行大样本精细作图研究，鉴定该区域各易感位点与中国人群肺癌易感性的关系；并应用分子生物学手段探讨5q31.1区域遗传变异的生物学功能，确定致病位点；研究结果有望用于肺癌高危人群筛查，为实施个体化预防和早诊早治提供理论和技术支持。

本研究综合运用1000 Genomes数据库和ENCODE网络资源对中国人群肺癌全基因组关联研究(GWAS)发现的肺癌易感区域5q31.1进行大样本精细作图研究，鉴定该区域各易感位点与中国人群肺癌易感性的关系。研究发现10个SNP位点与肺癌易感性显著相关(OR=0.80~0.87，P< 0.05/16=3.1×10-3)，其中rs247008和rs117338425具有独立效应。此外，我们对本课题组前期肺癌GWAS发现的四个易感区域(3q28、5p15.33、13q12.12和22q12.2)内的潜在功能性位点进行了检测，发现染色体5p15.33区域SNP rs31490可显著降低中国人群肺癌发病风险(OR=0.77，P = 3.35×10-4)，且rs31490与吸烟量之间存在显著的基因-环境交互作用，可协同影响肺癌的发生(交互作用P=0.059)。功能预测显示，rs31490 G > A碱基改变可影响转录因子CTCF的结合位点，在维系肺癌细胞系TERT基因的表达中起重要。鉴于此，我们进一步利用二代测序技术，对5p15.33区域进一步进行定向捕获和重测序，对鉴定出的独立效应位点利用多个肺癌GWAS研究数据库进行验证。结果发现，rs10054203和rs397640是肺癌的独立效应位点，OR分别为1.69和0.37，P值分别为2.70×10-4 和1.19×10-4，且该关联在亚洲人群和欧美人群中一致。对GTEX表达数据的分析表明，在167例正常肺组织中，rs10054203 C等位基因可显著降低CTD和TPPP基因的表达(P分别为0.019和0.031)。本研究采用的“精细作图”策略有助于发现新的疾病易感位点，缩小潜在致病位点的研究范围，是识别疾病致病位点有效途径。本研究结果将有助于建立中国人群肺癌遗传易感图谱，促进肺癌高危人群的确定，实施目标明确的前期预防，以及通过目标人群的肺癌筛查，达到早诊早治的目的，从而为实现肺癌“预防为主，防治前移”的目标奠定基础。