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目的：虽然食管癌患者单纯放疗、同步放化疗和根治术后预防性放疗已成为常规辅助治疗手段,但接受放疗的患者疗效和预后差异较大,具体原因还未被阐明。由于治疗前尚没有可靠方法鉴别出哪些患者从放疗中获益,所以在临床治疗中存在过度治疗或治疗不足的问题。本研究运用全基因组关联研究的方法,发现影响食管癌放疗患者预后的遗传变异。此外,由于ATM在电离辐射或某些抗癌药物导致的DNA损伤应答中发挥重要作用,我们还探讨ATM单核苷酸多态(SNP)是否与单纯放疗或同步放化疗的Ⅲ/Ⅳ期食管癌患者生存相关。方法：我们采用全基因组关联研究的策略,第一阶段,利用Affymetrix GeneChip Human Mapping 6.0 set芯片对282例Ⅱ/Ⅲ期食管癌根治术后预防性放疗患者进行全基因组生存相关的SNP研究；第二阶段,用Sequenom平台分型方法在243例独立样本中验证最有统计学显著性差异(P<104)的SNP。最后在262例食管癌单纯放疗和388例单纯手术患者中验证这些生存相关SNP。此外,我们应用PCR-RFLP方法检测了412例单纯放疗或同步放化疗治疗的Ⅲ/Ⅳ期食管癌患者ATM基因4个标签SNP的基因型。采用Kaplan-Meier法分析不同基因型患者生存情况,Log-rank法进行单因素检验。采用多因素Cox比例风险回归模型分析评估每一个SNP与生存的关联。我们还进行一系列生化实验探讨影响食管癌放疗患者生存的SNP和基因功能。结果：525例根治术后预防性放疗食管癌患者中,304例(57.9%)患者死亡,中位生存期(MST)是30.0个月。运用Cox多因素回归模型校正年龄、性别、吸烟、饮酒以及病理分期,结果显示位于KIT基因上游约22 kb的rs11722325显著影响患者的生存(P=2.82×10-7)。rs11722325 AA、AC和CC基因型患者MST为46.0个月、29.0个月和19.0个月,多因素Cox加性模型分析携带C等位基因患者的死亡风险比A等位基因患者增高,HR和95% CI为1.54(1.30-1.81)。rs11722325与Ⅱ-Ⅳ期接受单纯放疗食管癌患者的生存显著相关(P=0.0057)；但在单纯手术Ⅰ-Ⅲ期食管癌患者中并未发现rs11722325显著影响患者生存。rs6554199与rs11722325连锁不平衡,连锁度r2为0.77,该位点位于KIT基因启动子区域,显著影响患者的无病生存期(P=0.0004)和总生存期(P=3.58×10-5).rs6554199 GG.GT和TT基因型食管癌根治术后放疗患者MST为44.0个月、28.0个月和20.0个月,多因素Cox加性模型分析携带T等位基因患者的死亡风险比G等位基因患者增高,HR和95% CI为1.50(1.27-1.78)。此外,rs6554199还与Ⅱ-Ⅳ期接受单纯放疗食管癌患者的生存显著相关(P=8.60×10-5)；但并未发现rs6554199显著影响单纯手术Ⅰ-Ⅲ期食管癌患者生存。生物化学实验表明rs6554199 G>T遗传变异破坏了KIT基因启动子区rs6554199 G等位基因与核磷酸蛋白(NPM)核转录因子的特异性结合,从而抑制KIT mRNA和蛋白表达水平。KIT表达在食管癌组织中显著低于配对食管正常组织。当无X射线照射,食管癌细胞中KIT表达不影响食管癌细胞的增殖；X射线照射之后,KIT过表达抑制食管癌细胞增殖和集落形成。KIT过表达降低了由X射线引起的DSBs损伤修复能力,增加食管癌细胞放射敏感性。过表达KIT可以通过抑制β-catenin和Slug表达而上调E钙粘蛋白表达,从而抑制食管癌细胞的侵袭和迁移。此外,研究发现ATM基因rs664143和rs664677与单纯放疗或同步放化疗治疗食管癌患者生存显著相关,携带rs664143 AA或GA基因型患者MST 14.0个月,显著短于GG基因型患者MST 20.0个月,HR以及其95% CI为1.45(1.12-1.89)。携带rs664677 CC或TC基因型患者MST 14.0个月,显著短于携带TT基因患者MST23.5个月,HR以及其95% CI为1.57(1.18-2.08)。按临床分期和治疗方案分层分析发现rs664143和rs664677与食管癌放疗患者生存都相关。rs664143、rs664677、rs189037和rs373759 4个标签SNP与单纯放疗或同步放化疗治疗食管癌患者局部进展相关(rs664143,P=0.018;rs664677,P=0.014;rs189037,P=0.024;rs373759, P=0.040).但是这4个标签SNP与单纯手术治疗食管癌患者的生存都不相关。结论：本研究发现的位于KIT基因上游约22 kb的rs11722325和启动子区的rs6554199是食管癌放疗患者预后相关遗传因素。分子流行病学和功能研究相一致的结果强烈支持KIT rs6554199 G>T变异是影响KIT基因表达的功能性遗传变异。KIT基因异常表达与放疗敏感性相关。此外,ATM基因上rs664143和rs664677与单纯放疗或同步放化疗中晚期食管癌患者局部进展和生存相关。这些遗传变异可能是预测食管癌放疗患者预后的生物标志物,将对指导食管癌个体化放疗具有潜在应用价值。