基于基因突变图谱的食管癌亚型的流行病学与病因学探索研究

The key point in current research area of esophageal squamous cell carcinoma(ESCC) epidemiology is to seek for innovative technologies for profiling the mutational landscape and molecular classification of ESCC, which is the premise of identifying the specific risk factors of different subgroups. The effective prevention and control strategies can be developed accordingly. To gain a comprehensive view of the genetic alterations underlying ESCC, we plan to perform whole-exome sequencing on paired DNA samples (tumors and matched normal tissues) to profile the mutational landscape in the present study based on the well established population based case-control study of ESCC in Taixing area; then we will try to identify few mutations which can be used as genetic markers for molecular classification. The selected muation loci will be used for large-scale molecular classification using paraffin-embedded tissues that have been collected for most cases. Furthermore, we will also collect the environmental exposures and dietary factors to uncover the epidemiological and etiological characteristics of different subgroups of ESCC defined by the genetic markers, and to systematically evaluate the effects of these traditional and novel factors , such as drinking, smoking, etc on ESCC risk. We expect that our results should enable fundamental new insights into the personalized prevention and personalized medicine of ESCC in this area.

寻求最先进的技术对食管癌进行基因突变图谱刻画和分子分型，明确不同亚型食管癌的特异危险因素，以便制定有效的人群预防控制策略和减少食管癌的发生是当前食管癌流行病学研究的关键之所在。本研究计划以课题组前期建立起的以人群为基础的食管癌病例-对照研究现场为基础，利用最先进的基因组外显子全测序技术，对新鲜食管癌肿瘤组织和癌旁组织进行基因突变图谱刻画；在此基础上，利用生物信息学技术筛选可用于分子分型的突变位点，并用前期研究积累的的食管癌石蜡包埋组织切片进行大样本的分子分型，结合同时收集的环境暴露及饮食等信息资料，研究不同亚型食管癌独特的流行病学和病因学特征，对传统的环境暴露（吸烟、饮酒），饮食和其他新发现的危险因素对不同亚型食管癌的作用进行系统的评估。预期研究结果将为该地区食管癌的个体化预防和控制提供理论依据。

本研究基于在食管癌高发区江苏泰兴建立的以人群为基础的病例对照研究，前期研究对该地区食管癌总体发病情况及人群分布情况进行了分析总结。在本研究中我们分析了环境暴露因素包括口腔卫生状况、口腔菌群、食管癌家族史、女性生殖因素以及吸烟饮酒史等对食管癌发病的贡献，我们收集了34对食管鳞癌肿瘤及正常对照组织进行了全外显子测序，以寻找食管鳞癌的突变图谱。.食管癌家族史与食管鳞癌发病风险的研究显示在调整了可能的混杂因素后食管癌一级亲属患食管鳞癌的风险增加了约1倍，随着一级亲属患食管癌人数的增加，其患食管鳞癌的风险增大（趋势性检验P<0.001），父母双亲都患有食管癌的人其患食管鳞癌的风险增大约8倍。牙齿脱落与食管鳞癌发病有一定的相关性，每日刷牙1次及少于1次的人其食管鳞癌发生是每日刷牙次数2次及多于2次的人的约1.81倍。Meta分析结果显示每日刷牙次数多的人其食管癌发病风险低，在亚洲人群牙齿脱落是食管癌发生的危险因素。16个关于生殖因素与食管癌发病关系的研究的Meta分析结果显示更年期、分娩、母乳喂养以及激素替代疗法是食管癌的保护因素，而绝经是食管癌发生的危险因素，其他生殖因素与食管癌发生没有明显的相关性。吸烟、饮酒与食管鳞癌关系的研究结果显示开始吸烟的年龄越小食管鳞癌发病风险越大（趋势性检验P=0.01），开始吸烟年龄在20岁以内的吸烟者、每年吸烟多于41.496包的人食管鳞癌发病风险高，饮酒是食管鳞癌的危险因素，饮酒的时间是及强度与食管鳞癌的发病相关但是当调整了混杂因素后这种相关性并不显著，与不吸烟不饮酒的人相比吸烟并饮酒的人食管鳞癌的发病风险增大(OR=1.81, 95% CI: 1.18–2.78)。.食管癌肿瘤组织及正常对照组织ANNOVAR结果显示在34对样本中一共找到了3,617,273个突变，包括2,926,954个germline, 119,519个LOH, 521,875个somatic和48,925个unknown，平均每个样本有106,390个突变；绝大部分突变位点分布在内含子区、外显子区和基因间区.TP53是突变频率最高的基因，44%的样本中携带TP53基因至少一个位点上的体细胞突变,了解这些基因在蛋白互作网络中的角色及其相关的互作基因对下一步功能方面的研究具提示作用。研究结果也将为该地区食管癌的个体化预防和控制提供理论依据。