Analysis of p53 and Retinoblasoma(Rb) Gene Polymorphisms in Relation to Lung Cancer in Koreans

한국인 폐암 환자에 대한 p53 및 Rb유전자의 다형성 분석

Background : The p53 and retinoblastoma(Rb) tumor suppressor genes are associated with the pathogenesis of several types of human cancer. Substantial proportion of the primary lung cancers or cell lines have been reported to have the p53 and/or the Rb gene mutations. But, so far there is no report on the analysis of the Rb gene polymorphism as one of the genetic susceptibility marker. This study was undertaken to establish the gene frequencies of the polymorphic genotypes of the p53 and Rb genes in Koreans to evaluate the possible involvement of these genotypes as a risk factor of lung cancer. Methods : In this study 145 controls without previous and present tumor history and 128 lung cancer patients were subjected to analysis. The two intragenic polymorphisms of the p53 gene(exon 4/ AccII, intron 6/MspI) and one intron 17/XbaI polymorphism of the Rb gene were analysed by the method of polymersae chain reaction- restriction fragment length polymorphisms(PCR-RFLPs). The genotype of the intron 3/16 bp repeat polymorphism of p53 was determined by PCR and direct gel electrophoresis. Results : There were no significant differences in the genotype distributions of the p53 gene between lung cancer patients and controls. But heterozygotes(Arg/Pro) of the exon 4/AccII polymorphisms were slightly over-represented than controls, especially in the Kreyberg type I cancer, which was known to be associated with smoking. The intron 3/16 bp duplication and the intron 6/MspI polymorphisms were in complete linkage disequilibrium. About 95% of the individuals were homozygotes of the common alleles both in the 16 duplication and MspI polymorphisms, and no differences were deteced in the genotype distributions between lung cancer patients and controls. Overall genotype distributions of the Rb gene polymorphisms between lung cancer patients and controls were not significantly different However, the genotype distributions in the Kreyberg type I cancer were significantly different from those of controls(p = 0.0297) or adenocarcinomas(p = 0.0008). It was noticeable that 73.4% of the patients with adenocarcinomas were heterozygotes(r1/r2) whereas 39.2% of the Kreyberg type I cancer were heterozygous at this polymorphisms. In the lung cancer patients, significant differences were also noted between the high dose smokers and low dose smokers including non-smokers(p = 0.0258). The relative risk to Kreyberg type I cancer was significantly reduced in the individuals with the genotype of r1/r2(odds ratio = 0.46, 95% C.I. = 0.25-0.86, p = 0.0124). The combined genotype distribution of the exon 4 AccII of the p53 and the intron 17 Rb gene polymorphisms in Kreyberg type I cancers were significantly different from dose of controls or adenocarcinomas. The highest odds ratio were observed in the individuals with the genotypes of Arg/Pro and r2/r2(odds ratio = 1.97,95% C.I. = 0.84-4.59) and lowest one was in the patients with Arg/Arg, r1/r2 genotype(odds ratio = 0.54, 95% C.I. = 0.25-1.14). Conclusion : The p53 and the Rb gene polymorphisms modulate the risk of smoking induced lung cancer development in Koeans. However, the exact mechanism of risk modulation by these polymorphism remains to be determined. For more discrete clarification of associations between specific genotypes and lung cancer risk, the evaluations of these polymorphisms in other ethnics and more number of patients will be needed.

연구배경 : p53 및 망막모세포 암종(Rb) 항암 유전자는 인체의 여러 임종의 발암 과정에 관련되는 것으로 잘 알려져 있다. 또한 최근에 p53 등의 유전자 다형성이 암 발생에 관여하는 것으로 보고되고 있다. 그러나 Rb 유전자 다형성이 폐암 발생에 영향을 주는지는 아직 보고된 바가 없어 이들 유전자의 다형성의 반도 및 흡연 관련 폐암과 이들 유전자의 다형성과의 관계를 알아보고자 했다. 방 법 : 한국인 폐암 환자 발생의 유전적 감수성을 결정하기 위하여 128명의 폐암 환자군과 145명의 대조군에 대한 p53 유전자(exon 4 및 intron 6 부위) 및 망막모세포 암종(retinoblastoma, Rb) 유전자(intron 17 부위)의 다형성을 분석하였다. p53 유전자의 16bp 반복 다형성을 제외한 유전자 분석은 중합효소연쇄반응-제한효소절편길이 다형현상(PCR-RFLPs)을 이용하였으며, 16bp 반복 다형성은 중합효소연쇄 반응 후 전기영동으로 직접 분석하였다. 결 과 : p53 유전자의 exon 4/AccII 다형성 : 대조군 및 환자군에 대한분석에서 다형적인 3가지 유전자형(Arg/Arg, Arg/Pro, Pro/Pro)이 관찰되었으며, Arg과 Pro 유전자 빈도는 각각 0.66, 0.34 였다. 폐암 환자군에서는 대조군에 비해 Arg/Pro 유전자형은 높고, Pro/Pro 유전자형은 낮게 관찰되었으나 통계적으로 유의하지는 않았다. 조직학적으로 소세포 폐암의 경우 유전자형의 분포가 대조군과 유의한 차이를 보였다. p53 유전자의 intron 3/16bp 중복 다형성 : 대조군과 환자군에서 156bp 동형 접합체와 156bp와 172bp의 이형 접합체만이 관찰되었으며, 172bp 동형 접합체는 관찰되지 않았다. 156bp와 172bp 대립인자 각각 0.98, 0.02로 172bp 대립인자의 빈도가 아주 낮았다. 전반적으로 폐암 환자군과 대조군간의 유전자형 분포에는 유의한 차이가 없었다. p53 유전자의 intron 6/MspI 다형성 : Intron 3의 16bp 중복 다형성과 완전 연관 관계에 있었으며, m1 동형접합체와 m1/m2 이형접합체만 관찰 되었다. 16bp 중복 다형성에서와 같이 m1, m2의 유전인자의 빈도는 각각 0.98, 0.02 으로 MspI 절단부위가 없는 m2 대립인자의 빈도가 아주 낮았다. 전반적으로 폐암환자군과 대조군간의 유전자형 분포에는 유의한 차이가 없었다. Rb 유전자의 intron 17/XbaI 다형성 세가지 다형적인 유전자형(r1/r1, r1/r2, r2/r2)이 관찰 되었으며, 대조군에서 r1, r2의 유전자 빈도는 각각 0.50, 0.50 이었다. 유전자형의 분포가 조직학적으로 흡연관련 폐암군(Kreyberg type I)과 대조군 또는 폐 선암종군 사이에는 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p < 0.05). Kreyberg type I군에서는 폐 선암종군에 비해 동행접합체(r2/r2 또는 r1/r1) 빈도가 높고 이형접합체(r1/r2) 빈도는 유의하게 낮은 반면, 선암군에서는 이형접합체 빈도가 73.4%로 특징적으로 높았다. 또한 고흡연자군에서의 유전자형의 비흡연자를 포함한 저흡연자군의 유전자형 분포와 유의한 차이를 보였으며(p = 0.0258), 이형접합체의 빈도가 유의하게 낮게 검출되었다. 따라서 Rb 유전자의 유전자형이 이형접합체인 경우 흡연관련 폐암 발생 위험이 감소되며, 동형접합체일 경우는 상대적으로 발생 위험이 증가되는 것으로 판단된다. 결 론 : 이상의 결과를 종합해보면, p53 유전자의 다형성 보다는 Rb 유전자 다형성이 한국인의 흡연관련 폐암발생의 유전적 감수성 결정에 밀접한 관련이 있을 것으로 사료되며, 앞으로 보다 명확한 연관관계 규명을 위해서는 다른 인종 및 더 많은 수의 환자군에 대한 분석이 요망된다.