鼻咽癌放射性脑损伤遗传易感位点的验证研究

The standard treatment for nasopharyngeal carcinoma (NPC) is radiotherapy. Radiation brain injury (RBI) is a severe late complication of radiotherapy in NPC patients with long survival. Previous studies have found that the variation in radiation-induced normal tissue injury can be attributed to patient-specific radiosensitivity, possibly genetic variation rather than treatment differences. To date, radiogenomics research focus on identifying single nucleotide polymorphisms (SNPs) are associated with the development of injury in response to radiotherapy. To identfy genetic variants for RBI in NPC，a genome-wide association study (GWAS) was performed using 464，328 SNPs genotyped and following RBI experienced by a prospective cohort of 1583 NPC patients treated with radiotherapy. Twenty-one genetic variants were observed association with BRI. To validate these findings, we will genotype the above SNPs from the GWAS in a new independent prospective cohort of 1600 NPC samples from the Sun Yat-Sen University tumor bio-bank. The risk factors of RBI including tumor stage, multidisciplinary treatment type and radiation dosage will be collected.The association between SNPs and RBI will be analyzed by multivariate Cox regression model, and adjusted by risk factors. The identification of the genetic variants predisposition to RBI will help us to predict the RBI, and provide idea to personalized treatment.

鼻咽癌首选放射治疗，放疗后放射性脑损伤是鼻咽癌长期生存者严重的远期并发症。以往研究表明除治疗因素外，正常组织的放射损伤程度还与遗传变异导致的个体放射敏感性差异相关。单核苷酸多态(SNPs)与放射损伤的相关性是当前放射基因组学的一个研究热点。为发现鼻咽癌放射性脑损伤相关SNP位点，前期研究利用由1583名鼻咽癌患者组成的前瞻队列及其全基因组464,328个SNP分型数据，通过追踪放疗后发生放射性脑损伤事件，经全基因组关联分析，初步找到21个与放射性脑损伤相关SNP位点。为验证以上结果，在中山大学肿瘤资源库另外建立一个独立的鼻咽癌前瞻队列共1600例；对上述候选SNP进行基因分型和验证；记录患者肿瘤分期、综合治疗模式和放疗剂量学等放射性脑损伤危险因素；采用多因素Cox回归方法进行关联分析和危险因素校正；筛出与鼻咽癌放射性脑损伤确切相关的SNP位点。为放射性脑损伤的预测和潜在的个体化治疗提供依。

随着鼻咽癌治愈率的提高，降低放疗远期毒性，改善患者治愈后生活质量，近年来越来越受到重视。放射性脑损伤是鼻咽癌患者长期生存时面对多种放疗远期毒性中较为严重的一种。患者出现认知功能改变、记忆力下降、头晕和头痛等症状极大影响其生活质量。本项目主要工作是建立新的鼻咽癌患者队列验证前期找到放射性脑损伤相关SNP位点，为放射性脑损伤的预测和潜在的个体化治疗提供线索。前期工作是基于已建立的1583名鼻咽癌患者前瞻队列（发现队列）及其全基因组464,328个SNP分型数据，通过追踪放疗后发生放射性脑损伤事件，经全基因组关联分析，初步找到多个SNP位点与放射性脑损伤相关。.对发现队列再次随访，二次运算后，确认位于14号染色体中心体蛋白CEP12#上有4个SNP位点突变型等位基因与鼻咽癌放射性脑损伤相关。它们分别是rs###171，rs###434，rs###174和rs###8936，风险比（HR）为1.7，P值为10-6。为验证以上结果，我们建立验证队列Ⅰ，入组1504例，有效样本为852例，发现这4个SNP位点确实与放射性脑损伤相关。但合并发现队列和验证队列Ⅰ，P值为10-7，没有达到统计学阈值10-8。为此我们增加研究内容。建立验证队列Ⅱ，入组1327例，有效样本1213例，发现这4个SNP位点仍然与放射性脑损伤相关。三个队列合并后样本达3222例，P值为10-8，达到统计学意义。由于这4个SNP位于内含子区，我们还验证了CEP12#基因上与以上4个位点连锁位于启动子区的3个SNP（rs###11237，rs###11246，rs###11256）和一个错义突变（rs###463），结果仍然是携带这些SNP突变型等位基因患者的放射性脑损伤发生率增加，且发生时间提前。.我们再次增加研究内容，对中心体蛋白CEP12#三个相互连锁的启动子SNP同时进行突变，进行双荧光报告实验，发现CEP12#突变型的启动子活性显著低于野生型。外周血白细胞中，突变型的CEP12#其RNA量低于野生型。采用胶质瘤细胞系U87和U118，干扰中心体蛋白CEP12#表达，经射线照射，观察到CEP12#低表达可促进射线诱导的细胞凋亡。用双氧水加入U87和U118模拟射线照射产生的氧自由基微环境，亦观察到CEP12#低表达者细胞凋亡增加。以上结果提示：CEP12#基因对射线引起的细胞损伤有修复作用。