?
Abstract
Mål
Selv om type 2 diabetes mellitus er en kjent risikofaktor for kreft i bukspyttkjertelen, er i stor grad ukjent eksistensen av felles genetisk mottakelighet. Vi vurdert om noen rapporterte genetiske risiko varianter av enten sykdom funnet av genom-wide assosiasjonsstudier gjensidig konferere mottakelighet.
Metoder
Data som ble generert i tidligere genom-wide assosiasjonsstudier (GENEVA type 2 diabetes, Panscan) ble oppnådd gjennom National Institutes of Health database av genotyper og fenotyper (dbGaP). Ved hjelp av Panscan datasettene, vi testet for tilknytning av 38 varianter innenfor 37 genomiske regioner er kjent for å være resistensfaktorer for type 2 diabetes. Vi videre undersøkt om type 2 diabetes varianter disponerer for kreft i bukspyttkjertelen risiko stratifisert ved diabetes status. Tilsvarende undersøkte vi sammenslutningen av fjorten bukspyttkjertelkreft resistens varianter innen åtte genomiske regioner i GENEVA Type 2 Diabetes datasett.
Resultater
Fire plausible sammenslutninger av diabetes varianter og bukspyttkjertelkreft ble oppdaget, en betydning terskel på p = 0,05, og en bukspyttkjertelkreft mottakelighet variant var assosiert med diabetes risiko ved terskelen til p = 0,05, men ingen forble signifikant etter korreksjon for multiple sammenligninger.
Konklusjon
identifisert GWAS resistens varianter er usannsynlig å forklare potensialet felles genetisk etiologi mellom type 2 diabetes og kreft i bukspyttkjertelen
Citation. Wu L, Rabe KG, Petersen GM (2015) har varianter assosiert med Mottakelighet for kreft i bukspyttkjertelen og Type 2 Diabetes Gjensidig påvirker risiko? PLoS ONE 10 (2): e0117230. doi: 10,1371 /journal.pone.0117230
Academic Redaktør: Xifeng Wu, MD Anderson Cancer Center, UNITED STATES
mottatt: 12 august 2014; Godkjent: 03.11.2014; Publisert: 06.02.2015
Copyright: © 2015 Wu 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
Datatilgjengelighet: Data er tilgjengelig fra DbGaP portal og kan nås med tiltredelse. phs000091.v2.p1
Finansiering: Dette arbeidet ble støttet av National Cancer Institute (P50CA102701) [www.cancer.gov/] til GMP, National Cancer Institute (R01CA97075) [www.cancer.gov/] til GMP og Nasjonalt Senter for Advancing Translasjonsforskerne Sciences (TL1TR000137) [www.ncats.nih.gov/] til LW. Finansiører 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
Det har lenge vært kjent at type 2 diabetes mellitus (diabetes mellitus type 2) er en risikofaktor for utvikling av kreft i bukspyttkjertelen (PAC). En meta-analyse av 17 case-control og 19 årsklasse eller nestet case-control studier har funnet at den samlede odds ratio (OR) var 1,82 for Pac risiko blant diabetikere i forhold til nondiabetic fagene [1]. En annen meta-analyse støttet en konklusjon om at langvarig diabetes av minst fem års varighet har en RR på 2,0 (95% KI, 01.02 til 03.02) for utvikling av Pac [2]. Nylig ble en studie analysere 15 kasus-kontrollstudier fra bukspyttkjertelkreft Case-kontroll Consortium (PanC4) fant at OR for en diagnose av diabetes to eller flere år før diagnosen PAC (langvarig diabetes) er 1,90 (95% KI: 1,72 til 2,09), og en slik forening selv vedvarer i 20 eller flere år etter at diabetes ble diagnostisert (OR = 1,30, 95% KI 1.17 til 2.3) [3]. Dermed kan langvarig diabetes øker risikoen for å utvikle Pac. Interessant, en populasjonsbasert case-control studie fant at første-graders slektning historie diabetes mellitus type 2 er assosiert med økt risiko for PAC (OR 1,95, 95% KI 1.23 til 3.9) [4]. Enhver underliggende lenke for å forklare disse observasjonene er ukjent. Gitt observasjonene om familiens historie, er en mulig forklaring på at det er en felles genetisk etiologi for risikoen for både diabetes mellitus type 2 og PAC. Med den betydelige forskningsinnsatsen i genetisk analyse av begge sykdommene, spesielt i genom-wide assosiasjonsstudier (GWAS), er det nå mulig å teste om innrapporterte genetisk mottakelighet varianter kan være gjensidig forbundet med risiko for å utvikle enten tilstand.
GWAS er et design som tar sikte på å agnostically identifisere genetisk mottakelighet for komplekse sykdommer [5]. Denne studien design har blitt grundig ansatt i diabetes mellitus type 2 og PAC, og mange genetisk mottakelighet varianter som er identifisert [6,7]. For eksempel, Genève-gener og miljø Tiltak i Type 2 Diabetes studien, som omfatter Nurses «Health Study (NHS) og helsepersonell oppfølgingsstudie (HPFS) undergrupper, bidro til å forstå genetisk predisposisjon for diabetes mellitus type 2 [8]. Panscan studier, som består av Panscan 1, Panscan to, og Panscan tre, har rapportert om åtte mottakelighet loci for Pac [9,10,11].
Vi antok at mottakelighet varianter viste om disse publisert GWAS bidra til en felles etiologi. En studie som undersøker sammenhengen mellom diabetes mellitus type 2 resistens varianter og Pac risiko ved å Panscan en datasettet rapportert tre varianter som var knyttet til Pac risiko [12]. Men denne studien ikke validere sine funn ved hjelp av en uavhengig datasett. Sammenhenger mellom PAC resistens varianter og diabetes mellitus type 2 risikoen ble ikke estimert, og dermed begrense kunnskap om hvilken rolle disse GWAS-avledet varianter i noen felles etiologi. Å systematisk vurdere dette spørsmålet, analyserte vi den kombinerte Panscan 1og 2 data for å vurdere om diabetes mellitus type 2 resistens varianter kan disponere for pac risiko. I tillegg, siden rundt 15% av kreft i bukspyttkjertelen pasienter har en diagnose av diabetes to eller flere år før kreftdiagnose [3], det var av interesse å vurdere om sammenhengen mellom diabetes mellitus type 2 resistens varianter og PAC risiko kan differensieres ved diabetes statusen de studerte individer. Vi gjennomførte derfor en stratifisert analyse basert på diabetes status (kontrast langvarig diabetes og ingen historie med diabetes). Vi brukte GENEVA type 2 diabetes datasett for å vurdere om innrapporterte Pac resistens varianter er forbundet med risiko for diabetes mellitus type 2. Den generelle studiedesign er vist i fig. 1.
Tydelig sammenligninger undersøkt diabetes mellitus type 2 SNPs i Panscan datasett og undersøkt Pac SNPs i GENEVA diabetes mellitus type 2 datasett.
Materialer og Metoder
genotype data
to offentlig tilgjengelige GWAS datasett av Genève Type 2 Diabetes og Panscan ble innhentet gjennom dbGaP [13] for å undersøke vår hypotese
Panscan inkludert genotyper som genereres i to faser:. Panscan 1 og Panscan 2 (http: //www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/gap/cgi-bin/study.cgi?study_id=phs000206.v3.p2). Kort, Panscan 1 besto av 12 prospektive kohortstudier og Mayo Clinic case-control studie. Den Illumina HumanHap550v3.0 genotyping plattform genotypede 558,542 SNPs. Genotyping i Panscan 2 utvidet Panscan en med 8 case-kontrollstudier fra PanC4. Den Illumina Human610_Quadv1_B genotyping plattform genotypede 581,188 SNPs. Alder, kjønn, studiested, og rase består tilgjengelige kovarianteffekter data. The Mayo Clinic undergruppe trukket fra Panscan 1 og 2 består 654 tilfeller og 618 kontroller, med ytterligere kovariat informasjon tilgjengelig. Røykestatus, første grad familiehistorie med kreft, body mass index (BMI), og diabetes status [14]
Genève-gener og miljø Tiltak i Type 2 Diabetes studien besto av GWAS data generert ved hjelp av NHS og HPFS kohorter. Dette datasettet (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/gap/cgi-bin/study.cgi?study_id=phs000091.v2.p1) inkludert to undergrupper: NHS (1581 tilfeller og 1810 kontroller), og HPFS (1164 diabetes mellitus type 2 tilfeller og 1338 kontroller, og 68 tilfeller av usikre diabetes type). Begge studiene brukte Affymetrix Affy_6.0 genotyping plattform og 934,940 SNPs ble genotypet. Tilgjengelige kovariater inkludert familiehistorie med diabetes, høyt blodtrykk, høyt kolesterol, røykestatus, fysisk aktivitet, alder, BMI, alkoholinntak, fettinntak tiltak, magnesium inntak, frokostblanding fiber inntaket, heme jern inntak, glykemisk belastning, og kjønn.
Kvalitetskontroll filtrerer
Panscan genotype data hadde blitt filtrert tidligere for takst, slektskap, kontroller som ble tilfeller, og kjønnskromosomfeil. Hvis duplikater ble genotypet, ble den enkelte med høyere takst brukt. Den endelige analysen inkluderte 3360 tilfeller og 3468 kontroller i den kombinerte Panscan data. The Mayo Clinic undergruppe analyse besto av 63 saker og 23 kontroller i den langvarige diabetes gruppe (en diabetes diagnose av 2 eller flere år tidligere enn diagnose av kreft i bukspyttkjertelen for saker, eller 2 eller flere år tidligere enn datoen for påmelding for kontroller) , og 448 tilfeller og 557 kontroller uten diabetes.
Genève datasett hadde vært pre-filtrert for sex kromosomavvik, sample identitet, og kaller rate. Vi ytterligere filtrert for slektskap av prøven og Hardy-Weinberg likevekt (HWE) for variantene studert både i NHS og HPFS sett. For HPFS, vi i tillegg filtreres ut individer med usikker diabetes status. Det endelige utvalget for vår analyse besto av 1579 saker og 1801 kontroller fra NHS sett (alle kvinner), 1162 tilfeller og 1336 kontroller fra HPFS sett (alle menn), for totalt 2741 tilfeller og 3137 kontroller.
genetisk variant Utvalg
Trettiåtte åtte~~POS=HEADCOMP diabetes mellitus type 2 mottakelighet SNPs [8,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25] og 14 PAC resistens SNPs [9, 10,11] fra publisert GWAS ble inkludert i analysene. Tretti-sju av de 38 diabetes mellitus type 2 predisposisjon varianter og fem av de 14 PAC predisposisjon varianter hadde blitt genotypet og var tilgjengelig i Panscan datasett og GENEVA diabetes mellitus type 2 datasett, henholdsvis. Å representere varianter som ikke ble fanget i GWAS data, fanget vi genotypen ved å identifisere SNPs i høy LD (r
2 0,5) som bestemmes av Haploview [26]. Hvis flere varianter ble identifisert for en variant av interesse ikke i GWAS ble SNP med den minste p-verdi valgt som representant for foreningen.
Statistical Analysis
Ubetinget multivariabel logistisk regresjon forutsatt en additiv-modell ble anvendt i krets analysene. Tilgjengelige kovariater ble justert i analysene. For foreninger som når p = 0,05 terskel, ble en Bonferronikorreksjon gjennomført for å justere for multiple sammenligninger. Nærmere bestemt, for PAC datasett analysen, ble en terskelverdi på 0,05 /37 = 0,0014 brukt siden alle 38 varianter fra 37 genomiske regioner ble testet; til diabetes mellitus type 2 datasett analysen, ble en terskelverdi på 0,05 /6 = 0,008 brukt siden 11 varianter fra 6 genomiske loci ble testet. I tillegg ble en korreksjon av falsk funnrate (FDR) utført for å vurdere betydningen [27].
For de Panscan data, kovariater i modellen inkludert alder, kjønn, studiested, genotypisk rase (Eigenstrat hovedkomponenter 1 og 2), og andre viktige hovedkomponenter. Vi videreførte en stratifisert analyse i Mayo Clinic undergruppe i henhold til diabetes status å undersøke om diabetes mellitus type 2 mottakelighet varianter har en bestemt effekt på enten (1) langvarige diabetikere PAC (saker som hadde langvarige diabetes 2 eller flere år før diagnostisering av kreft i bukspyttkjertelen) versus langvarige diabetiske Pac-kontroller, eller (2) PAC saker og kontroller uten diabetes.
i GENÈVE Type 2 diabetes datasett, gjennomførte vi lignende justert analyse. Kovariater i modellen inkludert alder, hovedkomponenter (de to første komponentene ble brukt for NHS og 20 komponenter ble brukt for HPFS), familiehistorie med diabetes, høyt blodtrykk, høyt kolesterol, røykestatus, fysisk aktivitet, BMI, alkoholinntak , fettinntaket tiltak, magnesium inntak, frokostblanding fiber inntak, heme jern inntak, og glykemisk belastning. Som NHS og HPFS satt hver inneholdt en enkelt kjønn, kan vi ikke ta med kjønn som en kovariat i analyser av separate sett, men inkludert kjønn i det kombinerte settet.
I alle analyser, odds ratio (OR) og 95% konfidensintervall (KI) ble beregnet ved hjelp av Plink (https://pngu.mgh.harvard.edu/purcell/plink/) [28].
Resultater
diabetes mellitus type 2 SNPs og bukspyttkjertelen kreftrisiko i Panscan datasett
Alle 38 diabetes mellitus type 2 resistens varianter som hadde blitt rapportert i litteraturen ble inkludert i analysene som enten observert i GWAS data (n = 37) eller representert ved SNPs i høy LD (n = 1). Resultatene fra de samlede Panscan datasett er vist i tabell 1.
I de kombinerte data, fire SNPs ble assosiert med Pac risiko. Disse inkluderte to varianter,
FTO
rs8050136 (OR = 1,08, 95% CI 1.1 til 1.16, p = 0,03) og
BCL11A
rs243021 (OR = 0,90, 95% KI 0,84 til 0,97, p = 0,005), som bekreftet de rapporterte resultatene av Panscan 1 data (samme retning og lignende effekt størrelse) [12]. De to andre varianter ble nylig identifisert som
JAZF1
rs1635852 (OR = 0,9, 95% KI 0,84 til 0,96, p = 0,003) og
GCK
rs4607517 (OR = 1,11, 95% KI 1,01 -1,21, p = 0,03). I Panscan to datasett (data ikke vist), de tre SNPs (rs1387153, rs243021, og rs8050136) tidligere identifisert i Panscan 1 [12] ikke replikere.
Etter stratifisering av diabetes status i Mayo Clinic undergruppe , vi har oppdaget fem signifikante sammenhenger på p = 0,05 nivå. Med fokus på langvarige diabetiker Pac tilfeller og kontroller, identifiserte vi
SLC30A8
rs13266634 (OR = 4,92, 95% KI 1,71 til 14,2, p = 0,003). Med fokus på Pac saker og kontroller uten diabetes, identifiserte vi
DGKB-TMEM195
rs2191348 (OR = 1,23, 95% KI 1,03 til 1,47, p = 0,02),
KCNQ1
rs231362 (OR = 1,24 , 95% KI 1,00 til 1,53, p = 0,046),
ADCY5
rs2877716 (OR = 1,28, 95% KI 1,05 til 1,58, p = 0,02) og
BCL11A
rs243021 (OR = 0,83 , 95% KI 0,69 til 0,99, p = 0,04) (tabell 2).
Totalt fire foreninger i Panscan sett nådd statistisk signifikans ved en terskel på p = 0,05. Men ingen av dem var signifikant etter korreksjon for multiple sammenligninger ved hjelp av Bonferronikorreksjon og FDR korreksjon.
Association med type 2 diabetes
Blant de 14 rapporterte Pac resistens varianter, 11 ble genotypet i GENEVA diabetes GWAS (n = 5) eller var representert ved SNP’er i høy LD (n = 6). Varianter
ABO
rs505922,
PDX1
rs9581943 og
TERT
rs2736098 ble ikke fanges opp i disse datasettene. Bare sammenhengen mellom
LINC-Pint
rs6971499 og diabetes mellitus type 2 risikoen dukket signifikant ved p = 0,05 nivå i den kombinerte datasettet av NHS og HPFS, men det var ikke lenger signifikant etter korreksjon for multiple sammenligninger (Tabell 3).
Diskusjoner
Basert på tidligere resultater som viste en sammenheng mellom diabetes mellitus type 2 og PAC, vi en hypotese om en felles genetisk etiologi. Ved hjelp av publiserte GWAS data, testet vi sammenhengen mellom rapportert diabetes mellitus type 2 resistens varianter og Pac risiko, samt sammenhengen mellom rapportert Pac resistens varianter og diabetes mellitus type 2 risiko. Analysene viste at bare en PAC følsomhet variant var assosiert med diabetes mellitus type 2 risiko ved en svak signifikansnivå; Tilsvarende var det bare svake sammenhenger mellom diabetes mellitus type 2 resistens varianter og Pac risiko. Disse foreninger, funnet ved en betydning terskelen til p = 0,05 ble ikke signifikant etter justering for multiple sammenligninger. Vi fikk heller ikke gjenskape noen av de tre diabetes mellitus type 2 SNPs fra Panscan en datasettet analyse i Panscan to datasett.
En design styrke med vår studie er at vi kunne utføre innledende stratifisert analysene av diabetes status av Pac saker og kontroller for å vurdere om sammenhengen mellom diabetes mellitus type 2 resistens varianter og PAC risiko avviker med diabetes historie. Vi fant ingen assosiasjoner betydelig, til tross for en mulig sammenheng viser en relativt stor effektstørrelse (rs13266634, OR = 4,92). Vi nedsatte stor effektstørrelse for rs13266634 fordi det var sannsynlig på grunn av undergruppen utvalgsstørrelser av 63 saker og 23 kontroller, og hyppigheten av den mindreårige allelet (T) i kontrollpersoner ble ikke sammenfallende med rapporter i den generelle befolkningen (0,46 vs 0,29). Utvalgsstørrelsen av PAC saker og kontroller uten diabetes (448 tilfeller og 557 kontroller), var trolig underpowered også, men våre funn på
DGKB-TMEM195
rs2191348,
KCNQ1
rs231362,
ADCY5
rs2877716 og
BCL11A
rs243021 kan garanterer videre evaluering fra større studier.
Vår studie har andre begrensninger. Vi gjorde ikke vurdere resistens varianter fra kandidat genet assosiasjonsstudier. Mange biologisk plausibel kandidat gener har blitt rapportert å være assosiert med diabetes mellitus type 2 og Pac i ulike studier [29,30]. Imidlertid er det vel kjent at replikasjonshastigheten for SNP’er dannet ved å anvende kandidat-gen krets utforming er forholdsvis lav [6]. Dermed heller enn test varianter som ikke alltid ble vist seg å være assosiert med sykdomsrisiko, fokuserte vi på GWAS avledet følsomhets SNPs som konsekvent ble kopiert.
En mulig forklaring på disse resultatene er at de variantene vi analysert fra GWAS studier utgjør bare en beskjeden genetisk mottakelighet for sykdom risiko. Det kan fortsatt være genetiske loci utover disse GWAS-avledet SNPs som kan spille en rolle som lenker disse to sykdommene. Det er også sannsynlig at flertallet av den delte etiologi av Pac og diabetes mellitus type 2 involvere andre faktorer utenfor genetisk nivå, slik som fedme, epigenetisk eller miljømessige faktorer. Felles familiemiljø kan potensielt forklare den observerte sammenhengen mellom familiehistorie med diabetes og kreft i bukspyttkjertelen risiko. Komplementære genetiske metoder, som for eksempel familiebaserte linkage studier eller høy gjennomstrømning sekvense studier, kan tilby alternativer for å karakterisere den potensielle felles genetisk etiologi av de to forholdene, og kan avsløre nye foreninger eller interaksjoner.
I konklusjonen, vi fant at GWAS-avledet resistens varianter ikke forklare potensialet felles genetisk etiologi av Pac og diabetes mellitus type 2. Vi rapporterer interessante foreninger som kan garantere videre studier ved hjelp av uavhengige datasett med større utvalgsstørrelser.
Takk
Vi takker Martha Matsumoto og Sarah Perkins for å få hjelp med Panscan data forberedelse. Forfatterne også takke etterforskere og deltakerne i bukspyttkjertelen Cohort Consortium (Panscan), kreft i bukspyttkjertelen Case-kontroll Consortium (PanC4) studier, og Genève-gener og miljø Tiltak i Type 2 Diabetes studien. DbGaP gitt tilgang til datasettene (dbGaP Study tiltredelses: phs000091.v2.p1).
