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　　氡是地殼中的鈾的天然衰變產物，普遍存在于環境空氣中。近年來，隨著建筑材料的廣泛應用，普通人群對氡的接觸機會和暴露水平明顯增加。主要的職業性氡接觸人群是鈾礦工。礦工吸入高濃度氡(222Rn)會增加患肺癌的危險性。利用礦工模型的外推表明，氡是第二位致肺癌的因素。德國7%的肺癌、荷蘭4%的肺癌、瑞典4%的肺癌以及美國的10%～15%的肺癌由氡暴露引起。為了證明這些估計的可靠性，許多國家進行了居室內氡暴露與肺癌關系的流行病學研究。目前認為居室氡暴露可能導致患肺癌的危險性增加，主要根據從高濃度接觸氡礦工的研究結果的外推，尚缺乏直接的生物學證據和分子流行病學調查資料證實。隨著腫瘤分子生物學研究的發展，對肺癌基因的研究已較透徹，確定了許多與肺癌相關的基因，顯性基因如ras家族(H-ras、N-ras、K-ras)、myc家族(c-myc、Lmyc、N-myc)、erbB家族(erbB、1erbB2/Her~2/neu);隱性基因如p53基因、Chr3p、Chr5p13~5q14、Chr9p21~9q、視網膜母細胞田基因(Rb)，其他基因如raf基因(C-ral-Ⅰ)、jun家族(c-jun、junB)src家族(src、lck)、視黃酸受體基因(RARα、RARβ、RARγ)、磷酸酶(磷酸酪氨酸磷酸酶)等。自20世紀90年代以來，人們陸續研究氡輻射致肺癌的相關基因，如p53、K-ras、p16、6-氧-甲基嘌呤-DNA甲基轉移酶(O6-MGMT)和hprt基因，試圖尋找氡致肺癌的特異性分子標志物。

　　一、p53基因

　　p53基因發現于1979年，它位于17p13.1，是一個重要的腫瘤抑制基因，其編碼一種相對分子質量為53000的磷酸化核蛋白，全長20kb，由11個外顯子組成。P53分為野生型和突變型。正常組織細胞中，p53為野生型，參與細胞G0～G1期的負調節，從而調控細胞的生長、分化，控制細胞增殖，抑制癌細胞生成;突變型p53基因抑制野生型p53的活性，破壞其對細胞生長、分化的負調控作用，促進癌細胞增殖。在數種類型的肺癌中，都發現了p53基因的缺失、重排或突變。突變是非隨機的，多發生于外顯子5～8的4個高度保守區(117～142、171～181、234～258、270～286位氨基酸殘基)。

　　不同致癌物可留下其特殊印跡(fingerprint)。Taylor等在分析受高濃度氡輻射的礦工肺癌時發現，p53基因第7外顯子的249密碼子發生AGG(精氨酸)→ATG(甲硫氨酸)的顛換。他認為此位點是輻射誘發肺癌的標記物。但在其后多項研究都不支持有氡特異p53熱點突變的存在。Popp等在研究氡致肺癌p53突變圖譜時發現，G→T顛換的p53突變在氡暴露引起的肺癌中有多見，他認為p53基因只能是氡致肺癌早期突變基因，以前過度夸大了p53第3外顯子213位密碼子多態性在氡致肺癌中的作用。Yngveson等認為居室內氡暴露似乎與肺癌p53基因較高的突變率有關聯。夏英等報道，接觸氡在200～350Bq?m-3?a-1范圍內的7例肺癌病例中，有5例發生了p53基因突變(p53基因突變還可能與肺癌患者的年齡及吸煙史有關)。他們發現，有2個樣品出現G→A堿基顛換突變，突變位置分別為第8外顯子的273位密碼子和第5外顯子的141位密碼子;1個樣品在209位密碼子出現A→T轉換突變，編碼精氨酸被置換為終止密碼子。隨后他們應用PCR擴增、聚合酶鏈反應-單鏈構象多態性(PCR-SSCP)和mRNA差異顯示方法，從高氡暴露地區居民肺癌組織和正常肺組織中選出有表達差異的基因片段標本進行PCR-SSCP)電泳，結果呈陽性。其中3例經克隆測序發現有堿基置換。經反向Northern blot雜交，將肺癌組織表達呈陽性的片段而正常肺組織呈陰性的片段進行克隆測序。結果7條差異片段經克隆測序后，其中NA7與GenBankEST中的AI208667序列同源性達95%以上;NG2與5條基因序列同源性高達98%;CA1與任何已知基因片段的開放閱讀框架同源性都小于70%。人為CA1可能是一個新的差異基因片段。但其同腫瘤的相關性需要進一步的實驗證實。楊梅英等以云南錫礦工肺癌切除的癌組織和正常肺組織為樣品，用差異顯示法比較兩種組織差異表達基因，并將其克隆測序。結果在同一患者的肺癌組織和正常肺組織中發現有30個表達差異的基因片段。其中，16個片段僅在肺癌組織中表達而不在正常組織中表達;14個片段僅在正常組織中表達而不在肺癌組織中表達。測定了6個片段的序列，CG2、CG7、CG8、CA5和C C等65個序列在GenBank中未查到有75%同源的序列，被認為是新序列，并在GenBank中登錄;CG3與人核糖蛋白127a有95%的同源性。

　　Schneider等研究發現，原癌基因表皮生長因子受體EGF-R、P53蛋白和P53抗體可在一些氡暴露致肺癌患者中檢測到。這些表達產物可以能過酶聯免疫吸附試驗檢測，所以可作為分子標志物用于氡致肺癌的分子流行病學調查。但他們未發現這些表達產物在不同肺癌的病理組織學類型、不同年齡、不同暴露程度的肺癌患者血清中有明顯升高或降低的現象，所以限制了這3種表達產物作為常規的生物標志物在氡致肺癌分子流行病學調查中應用。Lutz等述及p53基因突變和表達異常產物可作為氡致肺癌發生發展過程的基礎，同樣都可作為監測基因操作和蛋白合成的分子標志物用于流行病學調查中。p53基因發生突變是癌癥發展中的必需過程，p53基因的表達異常和基因突變也引起細胞內P53蛋白水平改變，細胞外液和血液中的P53蛋白水平隨之升高。所以血液中血清蛋白P53水平的升高可作為肺癌早期診斷指標。大量的研究結果表明，隨著變異型和野生型的P53蛋白的增加，P53抗體相繼產生。統計分析表明，P53抗體可認為是癌癥發展中特異性的生物標志物，其水平的升高與p53基因的突變頻率及癌癥的惡化程度有關。

　　二、K-ras基因

　　K-ras基因位于第6和第12號染色體上，屬ras基因家族。Ras基因是原始保守的基因。Ras家族編碼相對分子質量21000的GTP/GDP結合蛋白P21。P21蛋白與G蛋白有關，在細胞生長刺激信號的傳遞和細胞生產調節中起作用。P21接受其上游信號分子傳遞的生長與分化信號，通過下游效應分子控制細胞的生長與分化。Ras基因激活機制有三：(1)點突變。最終有利于P21蛋白與GDP結合，導致信號轉導紊亂。K-ras基因在第12位 密碼子發生點突變。(2)基因過表達。由基因擴增(如肺癌中的K-ras基因擴增)或轉錄增強引起。(3)基因插入、轉位。可導致基因有過表達而活化。Ras基因激活導致ras-P21過量生成，持續將生長信號傳入細胞內，造成細胞轉化或惡變。K-ras基因突變率越高，腫瘤進展越快。

　　在K-ras信號轉導途徑中，外顯子1在密碼子12或61發生點突變，產生突變的ras蛋白與GTP結合牢固，中斷GTP與GDP循環，給細胞生長傳遞連續的有絲分裂信號，使細胞從分化狀態轉為增殖狀態，活化的ras蛋白還延長了細胞表面酪氨酸激酶生長因子受體信號存在時間，促進細胞增殖，從而引起肺癌。但在許多氡暴露致肺癌的流行病學調查中都未發現K-ras基因的突變，此過程可能缺乏突變的ras蛋白介導。

　　三、p16基因

　　p16基因是一種抑癌基因，位于9p21，全長8.5kb，由2個內含子間隔3個外顯子組成，編碼相對分子質量為16000的核磷蛋白p16。該蛋白包含一個148個氨基酸的開放閱讀框架，并由4個回鉤狀重復序列組成其空間構型。這一構型為維持p16活性所必需。p16是CDK4和CDK6的抑制劑。p16的主要作用在于能夠抑制CDK4/CDK6介導的Rb基因蛋白產物的磷酸化。磷酸化的Rb則無活性。在G1期，Cyclin D-CDK4復合物具有激酶活力，促進Rb的磷酸化。而p16與Cyclin D競爭結合CDK4，從而抑制Rb磷酸化，阻止細胞從G1期進入S期。正常情況下，G1期CDK活性的增加使Rb失活，導致E2F過度表達，并誘導p16相關的轉錄活動。因此，p16與Cyclin D、CDK4、Rb形成一個反饋調節環路。p16的失活將導致細胞的過度增殖。

　　p16點突變較常見于各種類型的癌癥中。在氡暴露致肺癌的過程中，p16腫瘤抑制基因的失活和甲基化起著重要作用。Gilliland等對70名鈾礦工的外周血淋巴細胞DNA用聚合酶鏈反應-限制性片段長度多態性(PCR-RFLP)法進行了NADPH醌氧化還原酶(NQO)、髓過氧化物酶(MPO)、谷胱甘肽S-轉移酶(GST)GSTP1、GSTM及XRCC1基因多態性分析，并對從細胞中分離的DNA 用甲基化特異性PCR法分析p16的甲基化，發現GSTP1和104bpA至G位點的多態性增加了p16甲基化的危險(OR=4.8，95%CI=1.3~14.2)。

　　四、O6-MGMT基因

　　人MGMT(hMGMT)基因位于第10號染色體26q上，含有5個外顯因子、4個內含子。堿基組成比例為：A174、C231、G271、T159。啟動子區富含G、C堿基，MGMT增強子結合蛋白(MEBP)與MGMT的增強子結合，上調MGMT表達。MGMT有基因多態現象。從大腸菌群到人類細胞系均發現有MGMT蛋白，為單肽結構。MGMT是DNA修復酶，它是嘌呤甲