本研究首次探討台灣地區暴露於菸害孕婦之 DNA 修補酵素基因多 型性和DNA 損傷之相關性。研究對象由台中地區三所公私立醫院收集懷 孕婦女之問券資料及血液、尿液樣本進行分析,並依照其問卷調查之吸 菸暴露狀態做為分組,分為吸菸組、二手菸組、非吸菸組共有 237 名懷 孕婦女的資料可供分析。比較孕婦基本資料後,顯示本次研究對象中有 吸菸習慣者其年齡較低、同時具有喝酒習慣、教育程度較低、家庭月收 入較低。在 Wang 等人(7)的研究中,發現懷孕婦女吸菸者同時有喝酒習 慣、教育程度較低,與非吸菸者有顯著差異(p < 0.01)。DeLorenze 等人
(26)
的研究結果亦顯示孕婦遭受較多的二手菸暴露其年齡較低、教育程度 較低、且接受政府補助的人較多。
雖然台灣女性抽菸比例不高,本次參與研究的懷孕婦女中有 7.2%有 吸菸習慣,但是抽菸仍是造成DNA 損傷的重要危險因子。本研究和過去 研究同樣發現,DNA 損傷程度和香菸暴露有密切相關(11)。Hoffmann 等 人(42)利用整合分析(meta-analysis)調查香菸暴露的影響發現,在 38 個 相關的研究中都指出吸菸者之DNA 損傷程度顯著高於非吸菸者,顯示香 菸暴露是具有基因毒性的。但是,在Speit 等人(23)利用彗星實驗測量DNA 損傷的研究中,發現吸菸者和非吸菸者之DNA 損傷程度沒有顯著差異。
由於香菸暴露量難以估計,可能會造成錯誤分組而低估了DNA 損傷的程 度,而本研究中的懷孕婦女依自填式問卷做為分組,可能因為想隱瞞自 己吸菸的實情,或是每個人對菸味的敏感度不同,亦會造成錯誤分組的 情形。DeLorenze 等人(26)探討孕婦之二手菸暴露情況在自填式問卷與血 清可丁寧之間的相關性,發現血清中可丁寧濃度和二手菸暴露時間具有 相關性(r =0.38; p < 0.001),回答有吸菸者其體內可丁寧濃度較回答非吸 菸者高。與本研究結果相似,血液可丁寧濃度在吸菸組為2.11 ng/ml,二 手菸組為1.02 ng/ml,非吸菸組為 0.62 ng/ml,而尿液可丁寧濃度在吸菸 組為2.36 ng/ml,二手菸組為 2.25 ng/ml,非吸菸組為 1.42 ng/ml,尿液及 血液中的可丁寧濃度均隨著非吸菸、二手菸、吸菸之暴露程度增加而有 上升的趨勢,且吸菸組與二手菸之血液、尿液中可丁寧濃度皆顯著高於 非吸菸組(p < 0.05)。然而,在本研究中仍然可以看到吸菸組和二手菸組 之DNA 損傷程度皆比非吸菸者之 DNA 損傷程度高,且二手菸組之 DNA 損傷程度顯著高於非吸菸者(p < 0.001),本研究結果發現以二手菸組之 DNA 損傷程度最為嚴重。
修補基因之基因多型性,亦會造成 DNA 損傷程度在個體間易感受性 不同(33)。DNA 修補酵素系統包括了鹼基切除修補、同源雙股 DNA 修補、
核苷酸切除修補、錯誤配對修補,各自負責修補不同類型的受損DNA(18,
29)
。目前並無任何文獻明確指出香菸暴露所造成的 DNA 損傷類型以及負
責修補的酵素系統(43, 44),許多有關DNA 修補酵素基因多型性和 DNA 損 傷之相關性的研究結果並不一致(16, 17, 18, 20, 28, 37, 45)
。本研究乃廣泛地針對 各類修補酵素系統加以探討,發現吸菸組中帶有任ㄧ個修補基因變異型 之 DNA 損傷程度都會比野生型高;亦發現修補基因 hMLH1 之多型性
(promoter G to A)與 DNA 損傷程度具有相關性,但在 XRCC1
(Arg399Gln)、XRCC3(Thr241Met)、XPD(Lys751Gln)基因中則無發 現此相關性存在。因此,hMLH1 基因變異型可能調控吸菸或二手菸的暴 露狀態與DNA 損傷程度之間的相關性。比較其他的研究結果,Hoffmann 等人(18)使用彗星實驗測量 DNA 損傷程度,在吸菸者和非吸菸者之 XRCC1(Arg399Gln)、XRCC3(Thr241Met)、XPD(Lys751Gln)基因 與 DNA 損傷程度之間並未發現相關性存在。Lei 等人(16)使用姐妹染色 分體交換頻率作為DNA 損傷程度的指標,發現吸菸者其姐妹染色分體交 換頻率顯著高於非吸菸者(8.4 vs. 7.1;p < 0.05),在重度吸菸者中帶 有XRCC1 Gln / Gln 或 Arg / Gln 基因型者之姐妹染色分體交換頻率顯著 高於Arg / Arg 基因型的人(9.0 vs. 7.9;p < 0.05),且香菸暴露和 XRCC1
(Arg399Gln)基因型之交互作用與姐妹染色分體交換頻率之間具有相關 性(p = 0.02)。
Park 等人(45)發現 XRCC1 Gln 對偶基因與肺癌風險有關,且帶有 Gln / Gln 基因型者得到癌症風險是 Arg / Arg 基因型者的 3.26 倍。Lei 等人(16)
針對台灣人所做的研究中發現XRCC1 Gln / Gln 基因型分布在吸菸組為 3.2%,非吸菸組為 10%,XRCC1 Gln 對偶基因頻率,在吸菸組為 0.28,
非吸菸組為0.26。其 XRCC1 基因型分布與本研究結果相似,XRCC1 Gln / Gln 基因型分布在吸菸組為 0%,二手菸組為 8.4%,非吸菸組為 6.2%,
XRCC1 Gln 對偶基因頻率,在三組中皆為 0.29。而 Yu 等人(46)調查中國 人XRCC1 Gln 對偶基因頻率是 0.28。
Kiuru 等人(17)使用染色體變異頻率作為 DNA 損傷程度的指標,發 現帶有XRCC3 帶有 Met / Met 基因型者之染色體異常頻率高於 Thr / Thr 基因型者,但並無顯著差異,且發現XRCC3 基因與染色體異常頻率之間 具有相關性存在(p = 0.028)。Angelini 等人(37)使用微核發生頻率當作 DNA 損傷程度指標,發現 XRCC1 Gln / Gln 或 Arg / Gln 基因型和 XRCC3 Met / Met 或 Thr / Met 基因型者之微核發生頻率高於 XRCC1 Arg / Arg 和 XRCC3 Thr / Thr 基因型者,但並無顯著差異,且發現抽菸狀態對微核發 生頻率沒有影響。吳等人(28)發現XRCC3 Met 對偶基因與肺癌風險有關,
且帶有Thr / Met 基因型者得到肺癌風險是野生型的 2.08 倍。但是在本次 收集的研究對象中並沒有發現XRCC3 Met / Met 基因型的人,XRCC3 Thr / Met 基因型在吸菸組為 5.9%,二手菸組為 4.1%,非吸菸組為 3.6%,
XRCC3 Met 對偶基因頻率,在吸菸組為 0.03,二手菸組為 0.02,非吸菸 組為0.02。吳等人(28)調查台灣人XRCC3 Met 對偶基因頻率是 0.03。而
Yeh 等人(47)調查台灣人XRCC3 Met 對偶基因頻率為 0.05。Misra 等人(48) 調查芬蘭人XRCC3 Met 對偶基因頻率為 0.29。對偶基因頻率在不同種族 間可能具有差異性存在(33)。
Vodicka 等人(19)利用染色體異常頻率測量DNA 損傷程度,發現吸菸 者之DNA 損傷程度比非吸菸者高,且當修補基因 XPD 帶有 Gln / Gln 或 Lys / Gln 基因型之 DNA 損傷程度比 Lys / Lys 基因型高,但是在 XRCC1
(Arg399Gln)基因和 XRCC3(Thr241Met)基因中沒有發現這樣的差異 性存在。吳等人(28)發現 XPD Gln 對偶基因與肺癌風險有關,且帶有 Gln / Gln 基因型者得到肺癌風險是 Lys / Lys 基因型的 16.1 倍。在本研究中 XPD Gln / Gln 基因型只有在吸菸組為 1%,二手菸組和非吸菸組為 0%,
XPD Gln 對偶基因頻率,在吸菸組為 0.06,二手菸組為 0.08,非吸菸組 為0.07。Yeh 等人(47)調查台灣人XPD Gln 對偶基因頻率為 0.07。而 Xing 等人(49)調查中國人XPD Gln 對偶基因頻率是 0.07。Misra 等人(48)調查 芬蘭人XPD Gln 對偶基因頻率為 0.41。XPD Gln 對偶基因頻率亦可能具 有種族差異性。
Park 等人(20)發現 hMLH1(promoter G to A)帶有 A / A 基因型得到 肺癌的風險是G / G 或 G / A 基因型的 1.57 倍。吳等人(28)發現hMLH1 A 對偶基因與肺癌風險有關,且帶有A / A 基因型者得到肺癌風險是 G/G 基 因型的3.65 倍。在本研究中 hMLH1 A / A 基因型在吸菸組為 23.5%,二
手菸組為13.6%,非吸菸組為 27.5%,hMLH1 A 對偶基因頻率,在吸菸 組為 0.59,二手菸組為 0.50,非吸菸組為 0.59。吳等人(28)調查台灣人 hMLH1 A 對偶基因頻率是 0.62。Ito 等人(32)調查日本人hMLH1 A 對偶 基因頻率為0.46。
目前已有許多測量 DNA 損傷的方法(36),其中彗星試驗是一種快速、
簡便的方法,近來已被廣泛使用測量香菸所引起的DNA 損傷(23,38),過去 有研究利用彗星試驗發現,吸菸者之DNA 損傷程度比非吸菸者較高,但 是並未發現到 XRCC1、XRCC3 和 XPD 多型性基因與 DNA 損傷程度具 有相關性存在(18)。本研究中僅發現修補基因 hMLH1 之多型性與 DNA 損 傷程度具有相關性存在,但在 XRCC1、XRCC3、XPD 基因中並無此發 現。目前並沒有其他有關hMLH1 之基因多型性與 DNA 損傷程度相關性 的研究。Deng 等人(50)發現 hMLH1 啟動子的甲基化會導致蛋白質無法表 現。然而,此核酸突變發生在啟動子之重要位置上,目前已知此多型性 位置與遺傳性非息肉性結腸癌有關(32)。在本研究發現 hMLH1 之基因多 型性與DNA 損傷程度有關。
在吳等人(28)調查台灣女性肺腺癌與環境遺傳交互作用的研究中,將 DNA 修補酵素危險基因型數目分組探討,發現隨著環境和遺傳危險因子 的增加,其罹患肺腺癌的危險性也會增加。本研究中除了探討基因單獨 的作用外,也依照四個修補酵素之變異基因型數目分成兩組,以評估變
異基因型數目和香菸暴露狀態對於DNA 損傷程度的影響。結果顯示隨著 危險因子增加,其 DNA 損傷程度也會增加,以遭受二手菸的暴露狀態 下,個體帶有二個或以上變異型修補基因之DNA 損傷程度為最高,且達 到統計上顯著意義(p = 0.021),顯示其具有較多的外在暴露或是修補基 因變異型之DNA 損傷程度會增加。
本研究中亦探討懷孕婦女血液及尿液中可丁寧濃度與 DNA 損傷程 度之相關性,由結果顯示可丁寧濃度與DNA 損傷程度之相關性很低,故 無法利用血液或尿液中可丁寧的濃度,預測懷孕婦女之DNA 損傷程度。
在Collier 等人(51)的研究中發現血液可丁寧濃度與DNA 損傷程度具有相 關性(p = 0.0042),將研究對象分組後,在暴露於二手菸的女性中此相關 性不存在(p = 0.736),但在男性中則具有相關性(p = 0.015)。
未來在探討遺傳易感受性和DNA 損傷程度之相關性研究,應該考慮 到更多基因群,例如致癌物質的代謝基因或是荷爾蒙相關基因,基因與 基因之間的交互作用,同時評估各個變異基因型與各項環境危險因子之 間的交互作用,可能較能夠了解DNA 修補酵素基因多型性和 DNA 損傷 程度之相關性。