影响EB病毒激活的遗传易感基因及与鼻咽癌发病的分子流行病学研究

Previous studies have shown that host genetic variation plays an important role in the infection status of tumor-associated virus infection, persistent infection, and self-clearing. Nasopharyngeal carcinoma (NPC) is rare in most parts of the world but is a common malignancy in southern China, especially in Guangdong, and the risk of NPC is more than 20 fold than low-risks areas. The role of Epstein-Barr virus (EBV) reactivation has gradually become the focus in tumorgenesis and a large number of evidences show that EBV reactivation may be an early high-risk event of NPC.Our previous studies showed that the EBV reactivation levels was significantly higher than that in low-risk areas. However, how the host genetic variation affects Epstein-Barr virus activation and thus affects the risk of nasopharyngeal carcinoma has not been studied.Here, we aim to identify genetic variants associated with EBV activation based on our previous multi-center, large-sample genome-wide association study population. Based on genetic instrumental variables, we will use mendelian randomization to identify the risk effect of EBV reactivation on NPC risk. By bioinformatics analysis and functional experiments, we will explore the biological functions of genetic variation which affecting EBV reactivation in the pathogenesis of NPC. This is the first genetic study of EBV reactivation, which helps to throw light on the mechanisms of EBV activation in carcinogenesis and may has important application potential for finding high-risk populations and early prevention of NPC.

宿主遗传变异对肿瘤相关病毒如乙肝病毒等的既往感染、持续感染、自我清除等具有重要调控作用，是个体发病风险差异的核心因素之一。鼻咽癌是华南地区高发肿瘤，EB病毒激活是鼻咽癌发生的早期高危事件。课题组前期研究显示高发区人群具有显著增高的EB病毒激活能力，宿主遗传变异如何影响EB病毒激活、从而影响鼻咽癌发生风险这一重要病因学环节还未有相关研究。本项目将基于前期建立的多中心、大样本全基因组关联研究人群，发现EB病毒激活相关遗传变异；利用孟德尔随机化法，基于遗传工具变量，明确EB病毒激活与鼻咽癌发病的危险效应，并识别与EB病毒激活相关的鼻咽癌遗传易感变异；通过生物信息学分析、功能实验等初步探索EB病毒激活遗传变异对鼻咽癌发病的生物学功能。该项目为首个EB病毒激活的遗传易感性研究，一方面为揭示EB病毒激活及其致癌机制提供理论线索，另一方面通过寻找高危人群，对疾病进行风险预警、早期发现等具有重要应用潜力。

本项目综合多种研究设计（全基因组关联研究、全转录组关联研究、全外显子组测序、HLA区域捕获测序、候选基因研究等）及分析方法（关联研究分析、中介效应分析、交互作用分析、分离分析等），新发现多个与EBV激活、鼻咽癌发病相关的遗传易感变异及易感基因，为鼻咽癌遗传易感研究提供多项新的病因学线索：① 基于两阶段多中心全基因组关联研究，识别潜在的鼻咽癌遗传易感位点，通过综合新发现及验证的12个遗传易感位点，建立了高效识别鼻咽癌高危人群的风险预测模型。该模型经前瞻性队列优化验证，发现该多基因风险评分联合EB病毒抗体，可改善EBV-IgA抗体筛查阳性预测值，在优化指导鼻咽癌筛查策略等方面表现出较好的转化应用前景；② 通过全转录组关联研究，新发现22个与鼻咽癌发病相关的易感基因，其中不仅包括HLA I类（HLA-U，MICA）基因，而且新发现多个HLA II类基因（HLA-DQB1和HLA-DOB），该类基因参与可能通过参与细胞介导的和体液免疫反应途径在鼻咽癌的发生中发挥重要作用；③ 基于全外显子组测序，发现EBV相关肿瘤的多个罕见遗传变异（如RAD54L、EML2等）；并通过分离分析，发现位于DNA损伤修复基因POLN蛋白编码区的三个罕见变异（R303Q、P577L和F545C）与鼻咽癌高发家系的发病风险显著相关，并通过一系列分子生物学实验方法（EBV-GFP阳性率检测、EBV DNA拷贝数检测、EBV裂解相关基因表达检测），初步阐明易感基因POLN在EBV激活及鼻咽癌发病中的潜在机制；④ 基于遗传-环境交互作用分析，发现HLA-B*46:01影响EBV激活水平（EBV Zta-IgA抗体水平），且吸烟与HLA-B*46:01对EBV Zta-IgA血清阳性有显著的相加的交互作用。综上，基于该项目开展的系列研究，为更好地理解鼻咽癌的复杂病因提供了更多的证据，并为进一步的机制研究提供了线索。