Abstract
Genetiske varianter har vist seg å påvirke lengden på overlevelse i kreftpasienter. Denne studien utforsket sammenhengen mellom lungekreft mottakelighet loci tagget av enkelt nukleotid polymorfismer (SNPs) identifiserte i genomassosiasjonsstudier og lengden på overlevelse i småcellet lungekreft (SCLC). Atten SNPs ble genotypet blant 874 SCLC pasienter og Cox regresjon ble brukt for å undersøke effekten av genotype på overlevelse lengde under en additiv modell med alder, kjønn, røykestatus og klinisk stadium som kovariater. Vi identifiserte tre loci, 20q13.2 (rs4809957G A), 22q12.2 (rs36600C T) og 5p15.33 (rs401681C T), signifikant assosiert med overlevelsestiden for pasientene SCLC. Den justerte hazard ratio (HR) for pasienter med rs4809957 GA eller AA genotype var 0,80 (95% KI, 0,66 til 0,96;
P
= 0,0187) og 0,73 (95% KI, 0,55 til 0,96;
P
= 0,0263) sammenlignet med GG genotype. Bruke den dominerende modellen, justert HR for pasienter med minst en T allel på rs36600 eller rs401681 var 0,78 (95% KI, 0,63 til 0,96;
P
= 0,0199) og 1,29 (95% CI, 1.08- 1,55;
P
= 0,0047), sammenlignet med CC genotype. Stratifisering analyser viste at de betydelige sammenslutninger av disse 3 loci ble bare sett i røykere og mannlige pasienter. Den rs4809957 SNP var bare signifikant assosiert med lengde på overlevelse av pasienter med omfattende-scenen, men ikke begrenset stadium svulst. Disse resultatene tyder på at noen av lungekreft mottakelighet loci kan også påvirke prognosen av SCLC
Citation. Li D, Wei L, Xu B, Yu D, Chang J, Yuan P, et al. (2014) Association of GWAS-Identifiserte Lung Cancer Følsomhet Loci med Survival Lengde hos pasienter med småcellet lungekreft som behandles med platinabasert kjemoterapi. PLoS ONE 9 (11): e113574. doi: 10,1371 /journal.pone.0113574
Redaktør: Qing-Yi Wei, Duke Cancer Institute, USA
mottatt: 20 juli 2014; Godkjent: 25 oktober 2014; Publisert: 21.11.2014
Copyright: © 2014 Li et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Data Tilgjengelighet:. Den forfatterne bekrefter at alle data som underbygger funnene er fullt tilgjengelig uten restriksjoner. Alle relevante data er innenfor papir
Finansiering:. Dette arbeidet er finansiert av National High-Tech Research and Development Program of China (B02126-2). Den Funder hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
lungekreft er den ledende årsak til kreft dødsfall over hele verden, og kategorisert i ikke-småcellet lungekreft og småcellet lungekreft (SCLC) [1]. SCLC, sto for 15% -20% av total lungekreft, er en type svært aggressive nevroendokrine malignitet preget av høy vekst, utbredt metastaser og dårlig prognose [2], [3]. Men lengden av overlevelse hos pasienter med SCLC varierer og dette har vært kjent for å bli påvirket av en rekke kliniske faktorer, for eksempel pasientens alder, funksjonsstatus og klinisk stadium. I de senere år har bevis blitt akkumulert for å vise at genetiske varianter kan også spille en rolle i den prognose og lengden på overlevelse hos pasienter [4], [5]. Identifiseringen av disse loci kan ha verdifull innblanding i presisjon behandling av kreft.
Vi har tidligere foretatt en genom-wide krets studie (GWAS) på SCLC for å identifisere genetiske varianter som påvirker lengden av overlevelse hos pasienter og fant at rs1820453T G SNP, som ligger i promoter-regionen i
YAP1
gen som skaper en transkripsjonsfaktor bindingssete og resulterer i nedregulering av
YAP1
uttrykk, er signifikant assosiert [4]. Men dette tidligere GWAS inkluderte bare 245 prøver i oppdagelsen scenen og 305 prøver i replikering scenen og den begrensede funn makt kan hindre å finne de fleste loci med liten eller moderat effekt. En annen GWAS på SNPs og overlevelse i NSCLC identifisert to SNPs, rs7629386 og rs3850370, assosiert med overlevelse hos NSCLC pasienter som stammer fra både kinesiske og kaukasiske populasjoner [6]. Dermed er andre studiestrategier garantert å avdekke mer genetiske varianter som er knyttet til lengden på overlevelse hos pasienter kun med SCLC.
I de senere årene har flere GWAS utført i ulike etniske populasjoner for å oppdage resistens varianter for generelle lungekreft Det er rapportert. Disse publiserte studier har identifisert minst 26 loci i 13 kromosomale regioner som er signifikant assosiert med risiko for utvikling av lungekreft [7] – [15]. I disse GWAS, de fleste saks fag var ikke-småcellet lungekreft pasienter med en andel av dem blir pasienter med SCLC. Det har blitt foreslått i mange studier at noen kreft resistensVarianter kan også bidra til utvikling av sykdommen og prognosen [16], [17]. Basert på disse observasjonene, søkte vi å undersøke hypotesen om at GWAS identifiserte lungekreft mottakelighet loci kan også være forbundet med utfallet av SCLC.
Her rapporterer vi vår studie på sammenhengen mellom GWAS-identifisert lungekreft mottakelighet loci og lengde på overlevelse av SCLC, hvor 18 resistens loci ble analysert på totalt 874 pasienter. Vi fant at tre av disse mottakelighet loci, 20q13.2 (rs4809957), 22q12.2 (rs36600) og 5p15.33 (rs401681), er signifikant assosiert med lengde på overlevelse hos pasienter med SCLC.
Materialer og Metoder
Etikk uttalelse
Alle deltakere gitt skriftlig informert samtykke og de etiske komiteer av kreft sykehuset av Chinese Academy of Medical Science og Nanjing Medical University godkjent dette forskningsprosjektet.
Pasienter og kliniske karakteristika
totalt 874 pasienter med SCLC ble inkludert i denne studien. Blant dem, 569 ble rekruttert ved kreft sykehus, ble Chinese Academy of Medical Science (Beijing) mellom juli 2000 og oktober 2011 og 305 rekruttert ved Cancer Hospital i Jiangsu-provinsen, den første Affiliated Hospital of Nanjing Medical University og Nanjing Thoracic Hospital (Nanjing) , og fire tertiær henvisning sykehus i Wuhan i Hubei provinsen mellom mars 2002 og mars 2008. Alle av dem var selvrapportert etniske Han-kinesere. For å bli inkludert i denne studien hadde alle pasientene å ha cytologisk bekreftet SCLC og mottok førstelinje karboplatin (AUC 5-6, dag 1) eller cisplatin (60-80 mg /M
2, dag 1) pluss etoposid (100 mg /M
2, dager 1-3) kjemoterapi i minst to sykluser. Deltakerne mottok ikke andre behandlingsformer. Ifølge Veterans «Administration Lung Study Group, ble pasientene klassifisert som å ha begrenset sykdom eller omfattende sykdom på grunnlag av resultatene av en fysisk undersøkelse; CT scan av brystet, lever og binyrene; en magnetisk resonans imaging scan eller CT scan av hodet; og et bein skanne. Kjennetegn og klinisk informasjon inkludert alder, kjønn, røykestatus og klinisk stadium, ble hentet fra pasientenes journaler og er vist i tabell 1. Lengde på overlevelse av pasienter ble målt fra tidspunktet for behandling til datoen for siste oppfølging eller død. Om og når en pasient døde ble hentet fra innleggelse og polikliniske poster, pasientenes familier, eller lokale Public Security Census Register Office gjennom oppfølgingstelefonsamtaler. Den siste datoen for oppfølging var 20. desember 2012. Pasienter i live på den siste oppfølgingsdato ble vurdert sensurert. Skriftlig informert samtykke var fra alle pasienter og denne studien ble godkjent av Institutional Review Board of Cancer sykehus, Kina Academy of Medical Science. De fleste pasienter har blitt rapportert i vår tidligere studie [4].
SNP utvalg, genotyping og kvalitetskontroll
Genomisk DNA fra hver pasient ble ekstrahert fra blodprøver ved hjelp av kommersiell Flexi Gene DNA ekstraksjon kit (Qiagen, Hilden, Tyskland). Tjueseks SNPs på 13 kromosomale regioner ble rapportert å være assosiert med risiko for lungekreft i forrige GWAS [7] – [15]. Vi gjorde kvalitetskontroll av disse SNPs bruker genotyping informasjon fra versjon 3 av 1000 genomer Prosjektdata. Blant disse SNPs, seks SNPs med mindre allel frekvens (MAF) ble 0,05 ekskludert. Deretter beregnes den korrelasjonskoeffisient (r) i hvert par av hosliggende SNP på samme kromosom for å vurdere status LD. SNP’er med r
2 0,8 ble vurdert til å være i en LD blokk, og vi således har valgt en SNP i blokken for videre analyser. Med disse kriteriene, vi endelig valgt 18 tagSNPs for genotyping i denne studien. Informasjonen fra disse loci er vist i tabell 2. Blant disse loci, kan bare 15 lett genotypede ved hjelp av MassARRAY systemet (Sequenom, San Diego, CA). To loci, rs17728461 og rs2736100 ble genotypet ved TAQMAN analyser ved hjelp av ABI 7900HT system (Applied Biosystems, Foster City, CA). På grunn av svikt av genotypingen å bruke både Sequenom eller TaqMan®-analysen, ble det gjenværende rs2395185 SNP erstattet med rs28366298 SNP som et surrogat, et locus i perfekt koblingsulikevekt (LD) med rs2395185 (R «> 2 = 1,00) i det samme LD blokken på 6p21.32 og dette SNP ble også genotypet av TaqMan analysen. De primere og prober for genotyping, som ble kommersielt designet av ABI Company (Applied Biosystems), er tilgjengelig på forespørsel. Flere kvalitetskontroll tiltak i genotyping analyse, inkludert (i) dupliseres prøvene ble blandet i platene; (Ii) personer som utfører genotyping analysene var ikke klar over status for dupliseres prøvene; (Iii) både positiv og negativ (ingen DNA) kontrollprøver ble inkludert på hver 384well analyseplate og (iv) 20% maskerte tilfeldige prøver ble genotypet to ganger av forskjellige forskere, og alle resultatene var fullstendig overensstemmende, med konkordanssiden å være 100% .
Statistisk analyse
for sammenhengen mellom hver SNP og lengden på overlevelse av SCLC pasienter, gjennomførte vi en Cox regresjon under en log-additiv genetisk modell og hasardratio ( HR) og deres 95% konfidensintervall (KI) ble justert for alder (≤50, 51-60 eller 60 år), kjønn (mann eller kvinne), røykestatus (nonsmoker eller røyker) og klinisk stadium (begrenset stadium eller omfattende scenen). Kaplan-Meier overlevelses estimatene ble vurdert ved hjelp av log-rank test. Alle statistiske tester ble utført i et tosidig måte ved hjelp av «survival pakke» i R.
Resultater
Pasient egenskaper
De kliniske kjennetegn ved 874 SCLC pasienter er vist i tabell 1. inntil den siste oppfølging dato, hadde 521 (59,6%) pasienter som døde av SCLC, med en median overlevelsestid (MST) i 25 måneder; 353 (40,4%) pasienter er fortsatt i live. Median oppfølgingstid var 40 måneder. Blant disse pasientene, 479 (54,8%) hadde begrenset sykdom og 395 (45,2%) hadde omfattende sykdom. MST for begrenset sykdom var 32 måneder og for omfattende sykdom var 18 måneder, noe som indikerer at klinisk stadium er en parameter sterkt assosiert med lengde på overlevelse hos pasienter med SCLC (
P
0,0001). I tillegg ble pasientens alder også sterkt forbundet med lengde på overlevelse, med eldre pasienter ( 60 år). Har kortere overlevelsestid enn yngre pasienter (≤60 år) (
P
= 0,0018)
Association of genetisk mottakelighet loci med lengde på pasientenes overlevelse
Vi fant at blant de 18 loci analysert, tre SNPs, dvs. rs4809957 i
CYP24A1
20q13.2, rs36600 i
MTMR3
22q12.2 og rs401681 i
CLPTM1L
5p15.33, var signifikant (alle
P
0,05) forbundet med lengde på overlevelse hos pasienter med SCLC (tabell 2)
rs4809957G . A locus var den mest betydningsfulle en, med den justerte HR for død av pasienter blir 0,84 (95% KI, 0,74 til 0,96;
P
= 0,0098) under den additive modellen (tabell 2). MST for rs4809957 GG, GA eller AA genotyper var 22, 27 eller 28 måneder, henholdsvis. Den justerte HR for død av pasienter med rs4809957 GA eller AA genotype var 0,80 (95% KI, 0,66 til 0,96;
P
= 0,0187) og 0,73 (95% KI, 0,55 til 0,96;
P
= 0,0263) sammenlignet med GG genotype (tabell 3). I en dominerende modellen, pasienter med rs4809957 GA eller AA genotype hadde signifikant lengre MST (27 måneder) enn de med GG genotype, med den justerte HR blir 0,78 (95% KI, 0,65 til 0,93;
P
= 0,0067) (tabell 3 og figur 1)
rs36600C .. T SNP ble også signifikant assosiert med lengde på overlevelse hos pasienter med SCLC, med den justerte HR blir 0,82 (95 % KI, 0,68 til 0,98;
P
= 0,0261, tabell 2). Sammenlignet med pasienter med CC genotypen (MST, 24 måneder), pasienter med minst en T allel hadde lengre ansiennitet overlevelse (MST, 29 måneder), med den justerte HR blir 0,78 (95% KI, 0,63 til 0,96;
P
= 0,0199) (tabell 3 og figur 1)
i motsetning til de ovennevnte to loci som viser gunstige effekter av mindre alleler på pasientens overlevelse, rs401681C .. T endring viste en dårlig effekt lengden på overlevelse, med den justerte HR for død av pasienter blir 1,14 (95% CI, 01.01 til 01.28;
P
= 0,0356) under additive modellen (tabell 2). Sammenlignet med pasienter som bærer rs401681 CC genotype (MST, 28 måneder), pasienter bærende CT eller TT-genotype var betydelig kortere overlevelsestid (MST, 23 eller 24 måneder) med det justerte HR er 1,35 (95% CI, 1,11 til 1,63;
P
= 0,0022) eller 1,20 (95% KI, 0,92 til 1,57;
P
= 0,1819), henholdsvis (Tabell 3) .Under en dominerende modellen, pasienter med minst én T-allel hadde betydelig kortere overlevelsestid (MST, 23 måneder, justert HR, 1,29, 95% KI, 1,08 til 1,55;
P
= 0,0047) sammenlignet med de med CC genotypen (tabell 3 og fig. 1).
Analyser stratifisert etter pasientenes alder, kjønn, røykestatus og klinisk stadium ble videre utført og resultatene er vist i Tabell 4. Sammenhengen med lengde på overlevelse av pasienter for rs4809957, rs36600 og rs401681 SNPs var bare sett i røykere og menn. Etter stratifisert etter klinisk stadium av sykdommen, fant vi at rs4809957 men ikke rs36600 og rs401681 ble spesielt signifikant assosiert med lengde på overlevelse hos pasienter med utbredt sykdom (justert HR, 0,80, 95% KI, 0,67 til 0,96;
P
= 0,0181). De 3 SNPs ikke vise signifikant forskjellig tilknytning til lengden på pasientens overlevelse i form av pasientenes alder.
Diskusjoner
Basert på GWAS-identifisert kreft mottakelighet lunge loci, denne studien undersøkt om de er også forbundet med lengde på overlevelse hos pasienter med SCLC. Vi fant at av de 18 undersøkte lungekreftfølsomhets SNPs, er tre også assosiert med overlevelse av kinesiske SCLC pasienter. Så langt vi kjenner til, er dette den første rapporten som forbinder lungekreft mottakelighet loci til prognosen for SCLC. Våre resultater er i tråd med funnene at enkelte kreft mottakelighet varianter kan også bidra til sykdomsutvikling og prognose [16], [17]. Våre resultater merket at mannlige pasienter var mer faren for kreft aggresjon, sammenlignet med kvinnelige pasienter, dokumentert av mindre overlevelsesrate. Denne observasjonen er sammenfallende med nyere publikasjoner, støtter at det er et misforhold mellom kjønnene, der mannlige opprinnelse celler også utstilt mer følsomhet [18], [19].
rs4809957 SNP ligger i 3′ uoversatt region (3′-UTR) av
CYP24A1
20q13.2. Det har vært godt kjent at SNPs ligger på 3′-UTR av gener kan modulere genekspresjon ved å påvirke viss mikroRNA sin binding til sin karakterutskriften. Som et resultat av en slik SNP i det 3′-UTR av
CYP24A1
kan virke gjennom påvirker genekspresjon nivå for å avgi påvirke pasientens overlevelse.
CYP24A1
spiller en viktig rolle i vitamin D-homeostase i vev ved catabolizing den aktive form av vitamin D (1,25-D3), som har anti-proliferativ effekt i kreft, til inaktiv calcitroic syre. Tidligere studier har vist at CYP24A1 er overuttrykt i mange typer av kreft hos mennesker, inkludert lungekreft [20], [21], og overekspresjon av dette enzymet er en uavhengig prognostisk maker av overlevelse hos pasienter med lunge adenokarsinom [22]. I vår forrige lungekreft GWAS, virker det som rs4809957A allel var risiko allelet sammenlignet med G-allelet [9]. Men i denne studien, ble det A-allelet funnet å være den gunstige allelet for overlevelse av SCLC pasienter. Dette misforholdet effekten av
CYP24A1
variant i lungekreft mottakelighet og SCLC overlevelse er foreløpig ukjent. For å løse dette, ville det være interessant å analysere allel-spesifikk uttrykk for
CYP24A1
i normal lunge vev og lungekreft vev.
rs36600 SNP ligger i intronic regionen i
MTMR3
genet ved 22q12.2 og T-allelet var assosiert med bedre overlevelse hos pasienter med SCLC. Denne assosiasjonen retning er forskjellig fra den for lungekreft følsomhet, som tidligere GWAS rapportert at rs36600T allelet var assosiert med øket risiko for lungekreft [9].
MTMR3
koder myotubularin relaterte protein-3, som tilhører myotubularin fosfatase genet familie [23]. Det har vist seg at
MTMR3
er involvert i kreftcelleformering, migrering og invasjon [24].
MTMR3
er også involvert i autophagic aktivitet [25], en viktig mekanisme i hemming av tumorvekst. Den rs36600 SNP er plassert i intron
MTMR3
, som kan påvirke genet spleising eller uttrykk [26]. Derfor er det sannsynlig at genetisk variasjon i
MTMR3
er assosiert med SCLC overlevelse, selv om funksjonen til rs36600 SNP fortsatt ukjent.
ligger i
TERT-CLPTM1L
region ved 5p15.33 inkluderer multiple varianter som er forbundet med følsomhet for mange typer av kreft hos mennesker, er varianten rs401681T allelet forbundet med økt risiko for død av SCLC i denne studien. Tidligere GWAS viste at thers401681T allelet er forbundet med redusert risiko for lunge, prostata, blære, livmorhalsen og basalcellekreft, men økt risiko for kreft i bukspyttkjertelen, melanom og kronisk lymfatisk leukemi [27] – [30].
CLPTM1L
, også kjent som cisplatin motstand relatert gen 9 (
CRR9
), har blitt funnet å være overuttrykt i humane ovarie kreftceller som er resistente overfor cisplatin-indusert apoptose [31]. Fersk studie viste også at
CLPTM1L
er overuttrykt i lungekreft vev sammenlignet med matchede normale lungevev og dens overekspresjon ser ut til å beskytte mot apoptose indusert av cisplatin [32], [33]. Samlet utgjør disse funnene tyder på at rs401681 SNP kan påvirke effekten av platina-basert kjemoterapi førstelinje regime for SCLC, som dermed assosiert med dårlig overlevelse hos pasienter.
I denne studien har flere sterke sider . Først utvalgsstørrelsen var relativt større. Vi rekrutterte 874 pasienter med SCLC for analyse, som hadde egnet statistisk styrke til å identifisere den sanne sammenheng med lengden på overlevelse. For det andre, kanskje viktigste og enkel behandling med platinabasert kjemoterapi og relativt kortere overlevelse av SCLC redusere skjevhet av våre resultater av ukjente konfunderende faktorer og forbedret vår evne til å finne genetiske faktorer assosiert med overlevelse. Derfor resultatene er overbevisende. Imidlertid har denne studien også noen begrensninger. Selv om pasienter med SCLC ble rekruttert fra flere forskjellige sykehus, bør denne studien betraktes som en enkelt senterstudie. Dermed er bekreftelse studier med større utvalg fra ulike etniske populasjoner nødvendig. I tillegg vil det være interessant å belyse den funksjonelle relevansen av variantene for å få innsikt i mekanismen bak foreningen.
I sammendraget, våre studier fant at tre GWAS identifisert lungekreftresistens loci er også assosiert med lengde for å overleve i SCLC pasienter som behandles med platinabasert kjemoterapi. Det virker som imidlertid vise disse lungekreft resistens loci annen retning i forbindelse med overlevelse av pasienter, noe som tyder på at den fungerende mekanismen av disse variant loci kan være forskjellig mellom lungekreft mottakelighet og prognose. Våre funn kan være verdifulle i presisjon behandling av pasienter med SCLC.
Takk
Forfatterne er takknemlige for alle andeler i denne studien, samt alle de personene som har hjulpet oss fullføre forskning.
