《Nutrients》：Gene–Nutrition Interaction in Gastric Cancer: miRNA-Related Polymorphisms in CTSF and NT5E, Dietary Exposures, and Site-Specific Risk
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背景：胃癌（gastric cancer, GC）是中国癌症死亡的主要原因之一，尤其在农村高发地区。miRNA相关的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs）可能与饮食相互作用影响GC风险。因此，研究人员检测了
背景：胃癌（gastric cancer, GC）是中国癌症死亡的主要原因之一，尤其在农村高发地区。miRNA相关的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs）可能与饮食相互作用影响GC风险。因此，研究人员检测了COPS2、CTSF和NT5E中的miRNA相关SNPs及其同源miRNA，并评估了它们与饮食因素在总体、贲门（cardia）和非贲门（non-cardia）GC中的交互作用。方法：一项1:1匹配的病例对照研究纳入来自中国福建某高发县的550例GC患者和550例对照。对8个miRNA相关SNPs进行基因分型，其中7个符合哈迪-温伯格平衡（Hardy-Weinberg equilibrium, HWE）的SNPs被纳入最终分析。采用条件逻辑回归（conditional logistic regression）和广义多因子降维法（generalized multifactor dimensionality reduction, GMDR）评估关联和交互作用。结果：CTSF rs4576与总体和非贲门GC风险增加相关。NT5E rs6913634与总体和贲门GC风险增加相关，而miR-30a rs2222722仅与贲门GC风险增加相关。GMDR将硬食偏好、腌菜摄入和rs4576确定为总体GC的最佳交互模型。在rs4576与硬食偏好之间观察到正向相加交互作用（相对超额风险比RERI=1.65，95%置信区间CI: 0.049–3.26）。携带G等位基因且有硬食偏好或腌菜摄入的个体联合风险显著升高。结论：在该中国高风险人群中，CTSF和NT5E以及miR-30a中的miRNA相关多态性显示出与亚位点相关的关联模式；然而，由于未进行正式的亚位点间异质性检验，这些应被视为观察到的模式而非确定的亚型特异性差异。此外，rs4576与硬食偏好之间的初步正向相加交互作用提示一种潜在的基因-饮食交互，需在独立人群中验证后方可用于指导饮食预防。
研究背景与科学问题
胃癌（gastric cancer, GC）是全球第五大常见癌症和第五大癌症死因。2022年全球约96.9万新发病例和66万死亡病例，其中中国占新诊断病例的37%。尽管年龄标准化发病率和死亡率自2018年以来逐步下降，但由于人口基数大且快速老龄化，绝对病例数和死亡数仍在上升。大多数中国患者在晚期才被诊断，五年生存率低且治疗费用高。
胃癌的发生是多阶段过程，涉及环境、感染、生活方式和遗传因素。幽门螺杆菌（H. pylori）是非贲门GC的主要感染性风险因素；吸烟和过量饮酒通过氧化应激和黏膜损伤促进致癌；高盐及盐腌蔬菜饮食通过胃内亚硝化作用驱动这一过程，而在农村高发地区传统食用的硬质干燥主食可能进一步加重黏膜损伤。相反，新鲜果蔬和饮茶与较低风险相关。值得注意的是，只有少数高度暴露者最终发展为GC，提示个体间遗传易感性存在显著差异。
从解剖学上看，GC分为贲门癌和非贲门癌，两者在时间趋势和风险因素谱上不同。非贲门GC随H. pylori流行率下降而减少，而贲门GC在许多地区保持稳定或增加，与肥胖和胃食管反流相关。遗传易感性也因亚位点而异，这支持将两个亚位点分开分析。
由于早期GC基本无症状，且内镜活检有创、昂贵、不适合重复人群筛查，需要微创生物标志物。一项蛋白质组学研究鉴定出四种新型血清生物标志物——COPS2、CTSF、NT5E和TERF1，其诊断准确性显著高于传统标志物。然而，这些蛋白如何被调控以及遗传变异是否影响GC易感性尚不清楚。
微小RNA（microRNA, miRNA）是约22个核苷酸的非编码RNA，通过与靶mRNA的3′非翻译区（3′ untranslated region, 3′UTR）种子序列结合导致翻译抑制或转录本降解。3′UTR miRNA识别元件内的SNP可改变miRNA结合亲和力从而调节靶基因表达。复杂疾病如GC由基因-环境交互驱动，单个变异效应通常较小，而多个风险等位基因与特定环境暴露结合可大幅提升风险。在GC中，基因-饮食交互日益受到关注，但在miRNA水平上，血清标志物基因中的miRNA相关变异与饮食暴露的交互作用尚未在独立人群中系统评估。
研究方法
本研究采用1:1个体匹配病例对照设计，在中国福建省一个GC高发病率县开展。GC病例于2019年4月至2025年11月从当地县级医院招募，纳入标准包括组织学确诊的胃腺癌、诊断时间在2019年4月至2025年11月间、在当地居住至少10年。健康对照选自同一乡镇或GC死亡率相近的乡镇，采用分层随机抽样，按既往全因死亡率调查划分的高、中、低死亡率乡镇选取。对照与病例按性别和年龄（±3岁）个体匹配，无癌症病史、与匹配病例无一级亲属关系、在当地居住至少10年。最终550对病例对照（占所需样本量的97.2%）被纳入遗传分析。
采用结构化问卷由经过培训的调查员面对面访谈收集信息，涵盖人口学特征、饮食习惯、生活方式等。外周静脉血采集后提取基因组DNA，使用Sequenom MassARRAY iPLEX平台进行基因分型。候选基因来源于此前蛋白质组学研究鉴定的GC血清生物标志物，通过生物信息学流程筛选miRNA相关SNPs，最终成功分型8个SNPs，排除1个偏离HWE的变异后保留7个SNPs进入最终分析。
统计分析方法包括：分类基线特征比较采用卡方检验；HWE检验采用卡方拟合优度检验；单个SNP与GC风险的关联采用条件逻辑回归（conditional logistic regression），计算调整后的优势比（adjusted odds ratio, aOR）和95%置信区间（confidence interval, CI），分别在共显性、显性和隐性模型下分析，针对总体GC、贲门GC和非贲门GC分别进行；基因-基因和基因-环境交互作用采用广义多因子降维法（generalized multifactor dimensionality reduction, GMDR）探索；联合效应分析采用条件逻辑回归按基因型和暴露分层；相乘交互作用通过在逻辑回归模型中纳入乘积项评估；相加交互作用采用相对超额风险比（relative excess risk due to interaction, RERI）、归因比例（attributable proportion, AP）和协同指数（synergy index, S）评估，95%CI通过Delta法估计。
研究结果
基线特征
排除缺失血样、DNA质量不足或基因分型失败的配对后，纳入550例GC患者和550名匹配对照。病例组男性407人（74.0%）、女性143人（26.0%），年龄33-93岁（均值66.34±9.66岁）；对照组男性407人（74.0%）、女性143人（26.0%），年龄35-91岁（均值65.91±9.87岁）。性别、年龄组、婚姻状况和职业在两组间均衡，而教育程度和入组前10年月收入差异显著，这两个变量连同婚姻状况和职业作为所有条件逻辑回归模型的协变量。
哈迪-温伯格平衡
8个基因分型SNPs中，7个在对照组中符合HWE。miR-29c rs2724377的基因型分布偏离HWE，被排除在所有下游回归分析之外，剩余7个SNPs。
基因型和等位基因分布
CTSF rs4576和NT5E rs6913634的基因型分布在病例和对照组间差异显著。在等位基因水平，rs4576 G等位基因和rs6913634 T等位基因在病例组频率更高。
SNPs与胃癌风险的关联
在条件逻辑回归中，CTSF rs4576 AG基因型和显性模型与总体GC风险增加相关，分层分析显示这些关联局限于非贲门GC。NT5E rs6913634 CT基因型和显性模型增加总体GC风险，在贲门层关联更强，而非贲门GC未见关联。miR-30a rs2222722 AA基因型及其隐性模型仅与贲门GC相关。COPS2 rs1048975、miR-29b rs157906或rs7781163、miR-155-5p rs2829801在任何模型下均无显著关联。
GMDR基因-基因交互分析
对于总体GC，包含rs1048975、rs4576和rs6913634的三位点模型测试平衡准确率最高（0.5682）且交叉验证一致性为10/10，但符号检验未达统计学显著性。在贲门或非贲门层未发现显著基因-基因交互模型。
GMDR基因-环境交互分析
对于总体GC，由硬食偏好、腌菜摄入和CTSF rs4576组成的三因素模型被选为最佳模型，测试平衡准确率0.6845，交叉验证一致性10/10，符号检验显著。相同三因素模型在贲门GC中被选出，但应视为假设生成性质。非贲门GC的三因素模型不稳定，未能建立可靠的基因-环境交互模型。
联合效应与交互分析
在总体GC中，rs4576显性模型下，携带G等位基因且有硬食偏好的个体风险是无此偏好且AA基因型携带者的5.75倍，携带G等位基因且食用腌菜的个体风险是不食用腌菜且AA基因型携带者的4.44倍。未检测到显著相乘交互作用。在相加尺度上，rs4576显性模型与硬食偏好之间存在正向相加交互作用（RERI=1.65, 95%CI: 0.049–3.26; AP=0.29, 95%CI: 0.053–0.52），表明约29%的联合效应可归因于交互作用。rs4576显性模型与腌菜摄入之间未观察到相加交互作用。在贲门层，联合风险同样升高，但相乘和相加交互均未达统计学显著性。
讨论与结论
讨论要点
CTSF编码组织蛋白酶F（cathepsin F），是一种溶酶体半胱氨酸蛋白酶。miR-29b基因变异rs157906预测产生最大双链自由能变化（ΔΔG=4.4 kcal/mol），而rs4576位于CTSF 3′UTR的预测miR-29b结合区域。在GC中，miR-29b下调并通过AKT2相关通路发挥抑癌作用。可能的机制是G等位基因削弱或消除miR-29b介导的转录后抑制，导致CTSF表达改变。rs4576 AG基因型和显性模型与总体和非贲门GC风险增加相关。
NT5E编码胞外-5′-核苷酸酶（ecto-5′-nucleotidase, CD73），催化细胞外ATP末端水解为腺苷。miR-30a变异rs2222722预测改变双链自由能2.3 kcal/mol，而rs6913634位于NT5E 3′UTR的预测miR-30a结合区域。在胃肠道癌研究中，miR-30a-5p低表达并作为抑癌因子。CT基因型和显性模型与总体GC风险相关，更强关联限于贲门层。miR-30a rs2222722 AA基因型独立与贲门GC相关。宿主基因3′UTR变异与其调控miRNA的变异在同一解剖亚型的汇聚加强了NT5E-miR-30a轴在贲门癌变中的候选地位。
贲门和非贲门GC在描述流行病学和病因学上不同，本研究结果为这种异质性提供了分子证据：rs4576仅与非贲门GC相关，而rs6913634和rs2222722仅与贲门GC相关；GMDR一致地在贲门基因-基因模型中保留rs6913634，在非贲门模型中保留rs4576。
基因-环境分析中，GMDR选择硬食偏好和腌菜摄入与rs4576作为总体GC的最佳模型。在相加尺度上，rs4576显性模型与硬食偏好之间存在正向相加交互作用。机制上，长期食用硬质食物可产生反复机械损伤、糜烂和胃黏膜充血并促进癌前病变，而腌菜提供高盐和N-亚硝基化合物；rs4576 G等位基因可能通过去抑制CTSF放大细胞对这些饮食损伤的反应。
研究局限性
血液样本溶血导致部分DNA质量受损，可能引入选择偏倚；rs4576、rs6913634和rs2222722的功能后果仅基于生物信息学预测；罕见纯合子基因型、亚位点特异性估计和高阶交互作用的统计效力有限；饮食暴露为自我报告，易受回忆和错误分类偏倚；GMDR不兼容匹配设计，配对仅在条件逻辑回归模型中保留；未对多重比较进行调整；H. pylori感染这一主要风险因素未纳入交互模型；其他饮食和生活方式暴露可能混杂或修饰所报告的关联；饮食和生活方式暴露在病例诊断后和对照入组时报告，可能存在差异回忆；参与者来自中国东南部单一县，需要在更大、更多样化的人群中进行多中心复制。
研究结论
本研究提供了初步证据，表明CTSF和NT5E以及miR-30a（NT5E的推定调控因子）中的miRNA相关多态性与中国高发人群的GC易感性相关。研究人员观察到贲门和非贲门疾病之间不同的关联模式（非贲门对应CTSF rs4576；贲门对应NT5E rs6913634和miR-30a rs2222722）。然而，由于未在这两种亚型之间进行正式统计比较，这些发现应被视为描述性观察而非确认的亚型特异性差异。rs4576显性模型还与硬食偏好显示出正向相加交互作用，携带风险等位基因且食用硬质或腌制食品的个体联合风险显著升高。总体而言，这些发现支持胃癌发生中的基因-饮食交互模型，并提示饮食可能对具有遗传易感性的个体尤其重要。然而，由于这是一项探索性研究，在做出任何基因型特异性饮食建议之前，需要进行进一步的功能实验和在独立人群中的验证。
