Abstract
Bakgrunn
latinamerikanere er kjent for å være en svært variert og genetisk blandet etnisk gruppe. Mangel på metoder for å kontrollere for etnisitet og den ukjente blandingen i komplekse studie bestander av latinamerikanere har etterlatt et tomrom i å forstå visse kreft ulikhet problemer. Forekomsten av oral og svelget kreft (OPC) i Puerto Rico er blant de høyeste i den vestlige halvkule. Vi gjennomførte en epidemiologisk studie for å undersøke risiko- og beskyttelsesfaktorer, i tillegg til mulige genetisk mottakelighet komponenter, for oral kreft og forstadier til kreft i Puerto Rico.
metodikk /hovedfunnene
Vi rekrutterte 310 Puerto Rico beboere som hadde blitt diagnostisert med enten en hendelse muntlig plateepitelkarsinom, oral forstadium, eller godartet oral tilstand. Deltakerne fullført et personlig intervju og bidro buccalceller for DNA-ekstraksjon. ABI Biosystem Taqman ™ primersett ble brukt for genotyping 12 avstamning informative markører (AIMS). Ancestral gruppe anslag ble generert ved hjelp av maximum likelihood estimering programvare (LEADMIX), og ytterligere prinsipal komponent analyse ble utført for å påvise befolkningsunderstell. Vi brukte ubetinget logistisk regresjon for å vurdere bidraget av opphav til risikoen for å bli diagnostisert med enten en muntlig kreft eller forstadier til kreft mens kontrollere for andre potensielle confounders. Den maksimale likelihood estimatene viste at deltakerne i studien hadde en gruppe gjennomsnitt opphav bidrag på 69,9% europeisk, 24,5% afrikansk, og 5,7% påviselig Native American. De afrikanske og Indigenous amerikansk gruppe estimater var betydelig høyere enn forventet. Verken selv identifisert etnisitet eller avstamning markører viste ingen signifikant sammenheng med kreft i munnhulen /forstadium risiko i vår studie.
Konklusjon /Betydning
Bruk av avstamning informative markører (AIMS), spesielt utviklet for Hispanics, antyder ingen skjulte befolkningen konstruksjonen er tilstede basert på vår prøvetaking og gir en levedyktig tilnærming for evaluering og kontroll av herkomst i fremtidige studier med spanske populasjoner
Citation. Erdei E, Sheng H, Maestas E, Mackey A, hvit KA, Li L, et al. (2011) selvrapportert Etnisitet og Genetic Slekts i forhold til Oral kreft og forstadier til kreft i Puerto Rico. PLoS ONE 6 (8): e23950. doi: 10,1371 /journal.pone.0023950
Redaktør: Zheng Su, Genentech Inc., USA
mottatt: 30 april 2011; Godkjent: 28 juli 2011; Publisert: 29 august 2011
Copyright: © 2011 Erdei 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
Finansiering:. Dette prosjektet ble finansiert av National Institutes of Health stipend 5U54DE014257. 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
Ifølge 2000 United States Census data, 80,5 prosent av Puerto Ricans betraktet seg selv hvit, og 19,5 prosent rapportert som ikke-hvite; 8,0 prosent hevdet afrikansk opprinnelse (sannsynligvis fra vestafrikanske doms grupper, inkludert Ibo og JORUBA), og bare 0,4 prosent av Census respondentene anså seg etterkommere av puertoricanske Tainos [1]. Tainos var en indiansk stamme der medlemmene befolkede øya før starten av den historiske spanske innflytelse [2] – [3].
Det er dokumentert at hele tiden med det spanske imperiet, Puerto Ricans levde under et segregert sosial struktur som var en konstruksjon av begrenset blanding av de tre viktigste forfedrenes befolkningsgrupper [2] – [3]. Eksistensen av disse sosiale strukturene ble nylig undersøkt av moderne genomisk testing teknologi blant friske Puerto Ricans [4].
Insidensrater for oral og svelget kreft (OPC) i Puerto Rico er blant de høyeste i den vestlige halvkule [ ,,,0],5] – [9]. Videre har etno-regionale forskjeller blitt rapportert der OPC forekomst og dødelighet er mye høyere blant spanske menn som bor i New York State enn blant amerikanske spanske menn som helhet [10]. En mulig sammenheng mellom forfedres genetiske faktorer og den epidemiologiske bevis om OPC risiko blant latinamerikanere har ikke tidligere blitt undersøkt.
Bruk av forfedrenes informative markører muliggjør identifisering av genetiske mønstre knyttet til befolkningsunderstell og kan brukes til å utforske om slike markører er knyttet til risiko for oral plateepitelkarsinom eller assosierte premaligne lesjoner. For å undersøke risiko- og beskyttelsesfaktorer hos den høye forekomsten befolkningen i Puerto Rico vi gjennomført vår studie støttet av USAs National Institutes of Health. En av de viktigste målene med forskningsprosjektet var å identifisere genetisk mottakelighet faktorer påvirket av etnografiske forskjeller i puertoricanske befolkningen.
Målet med denne analysen var å oppsummere assosiasjoner mellom etnisitet og risikoen for både muntlig premaligne lesjoner og plateepitelkarsinom blant deltakerne i vår epidemiologisk studie i Puerto Rico.
Materialer og metoder
Etikk uttalelse
forskningsprosjektet ble godkjent av Institutional Review Boards ved University of Puerto Rico, Medical Sciences Campus; New York University, og University of New Mexico.
Studier deltakere
Tre hundre og ti deltakere diagnostisert med enten en godartet oral tilstand, oral hyperkeratose eller epitelial hyperplasi (HK /EH), oral epitelial dysplasi (OED), eller muntlig plateepitelkarsinom [gjennomsnittsalder: 59,13 (SD ± 12,75) år] ble inkludert fra 6 patologilaboratorier i Puerto Rico (se tabell 1). Deltakerne gitt skriftlig samtykke til å være en del av forskningsprosjektet og donerte biologiske prøver for DNA-ekstraksjon. De ga også tillatelse til å gjennomgå sine muntlige vev biopsi materialer og tilsvarende H E beiset lysbilder. Basert på sistnevnte, erfarne, bord-sertifisert oral patologer gjennomgått og godkjent hver diagnose.
Deltakere gjennomført en detaljert epidemiologiske spørreskjema som vurderes selv identifisert rase /etnisitet (hvit, svart, Mestiza og andre) , livsstil, ernæringsmessige faktorer (f.eks frukt og grønnsaker forbruk), kjente risikofaktorer (inkludert alkohol, tobakk), og oral hygiene.
biologisk prøvetaking og genotyping
Buckal celleprøver ble samlet inn i perioden november 2003 til mai 2008 fra deltakere ved hjelp av seks cytologiske børster inne i munnen på utvalgte områder og med påfølgende munnvann skyller for ekstra kinn celle samling. Deltakerne swished med 10 ml Scope munnvann og deretter med 8 ml destillert vann til hvilket vi straks tilsatt 2 ml 70% etanol for å hindre bakterie- og soppvekst under transport. Alle biologiske prøver ble sendt til University of New Mexico hvor genomisk DNA ble ekstrahert ved hjelp av Puregene DNA Buckal Cell Kit (Gentra Systems, Minneapolis, MN). Alle prøver ble behandlet i henhold til produsentens instruksjoner. Et gjennomsnitt på 70-80 mikrogram primære kilde til genomisk DNA ble innhentet og kvantifisert ved hjelp av en Nanodrop spektrofotometer (Thermo Fisher Scientific Inc, Rockford, IL). Optisk tetthet ble målt til 260 og 280 nanometer å vurdere DNA utbytte og kvalitet. Prøvene ble lagret i -80 ° C frysere før genotyping.
genotype resultater for 12 avstamning informative markører ble generert ved hjelp TaqMan7900 Real-Time PCR System (Applied Biosystems Inc., Carlsbad, California) og kvalitetssikret primer sett med TaqMan SNP genotyping Analyser
Tre informative markører (AIMS)
Tre informative markører (AIMS) ble valgt basert på tidligere utgitt informasjon for Hispanics [11] -. [13]. Tre informative markører er enkeltnukleotidpolymorfi fordelt tilfeldig over det menneskelige genom, og er nyttig i å skille de genetiske bidrag fra hovedforeldre etniske grupper. De valgte mål var relevante for puertoricanske foreldre populasjoner: afrikanere, europeere og urfolk amerikanere (tabell 2). De representerer Indigenous amerikansk -Europeiske herkomst, European-afrikansk herkomst, og indianar -African opphav forskjeller. Allelet frekvens forskjell, kalt delta (δ) verdier mellom to foreldregruppene, er basert på frekvenser av homozygot vill allel i en foreldre befolkningen sammenlignet med andre forfedrenes befolkningens samme allel frekvens [13]. I tillegg til litteraturdata ble tilstedeværelse og frekvenser av homozygot vill allelet for alle de tolv markører validert ved hjelp NCBI nettstedet HapMap data for å sikre en nøyaktig og oppdatert utvalg av markører. Tabell 2 viser i detalj opphav informative markører brukt i denne studien.
Statistisk analyse
Først bestemmes vi frekvenser av s
alv rapportert etnisitet
blant studie deltakere. Neste, vi genererte
genetiske tilsetningen anslår
å skape tilsetningsstoff verdier ved hjelp av LEADMIX 1.0. Etter genotyping og allelfrekvens estimering, ble LEADMIX 1.0 (likelihood estimering av blanding) programvare som brukes til å beregne bidraget fra de tre viktigste forfedrenes grupper representert i vår studie prøven. LEADMIX er en Fortran dataprogram estimere maksimal sannsynlighet for tilsetningsstoffer proporsjoner og genetisk drift ved hjelp av befolkningsdata som samles inn på representative genetiske markører. Programvaren ble opprettet av Wang ved University of Oxford, Institute of Zoology, London, UK [14]. Etter registrering, ble programmet lastet ned, og input filen ble opprettet som inneholder forventet og oppdaget allelfrekvenser av de anvendte 12 forfedrenes markører. Gruppespesifikke opphav anslag ble generert ved University of New Mexico Senter for Advanced Computing kjernefasilitet ved hjelp av «spesialdesignede» superdatamaskin ressurser tilgjengelig for dette prosjektet (id2010008).
Da vi sammenlignet sykdom og diagnosegruppe bestemt frekvenser av hver doms genetisk markør til de forventede allelfrekvenser av målene som er publisert i litteraturen. Sammenligningen ble gjort basert på forventet frekvens verdier av villtype-allelet i hvert foreldre befolkningen [13]. Vi brukte Hardy-Weinberg likevekt testing for å beregne avvik fra den forventede frekvensfordelinger. Tosidige p-verdier ble brukt. Ubetinget logistisk regresjon ble brukt for å undersøke om genotypen av hver SNP var prediktiv av sykdomsstatus. Til slutt ble prinsipal komponent analyse (PCA) brukes til å bekrefte at alle de 12 markørene bidro jevnt til den genetiske strukturen i vår befolkning.
Resultater
Basert på spørreskjemaet, selv identifisert etnisitet var ikke annerledes blant folk i de ulike diagnostiske kategorier. Tabell 1 viser de fire hovedsykdomskategorier og antall deltakere i hver kategori. Bare ett individ ble påvist i OED gruppe som var selv identifisert svart; andre sykdomsdiagnoser viste ikke bemerkelsesverdig aggregering eller vesentlig avvik etter etnisitet.
De maksimale likelihood estimatene beregnet av LEADMIX programvare viste at våre studiedeltakerne hadde en gruppe gjennomsnitt på 69,89% europeisk, 24,45% afrikansk, og 5,66% påvisbare indiansk herkomst bidrag.
Når vi individuelt undersøkt foreldre allelfrekvenser av målene blant våre deltagerne, allelfrekvensene var signifikant forskjellig i våre puertoricanske deltagerne i forhold til foreldregrupper europeere, afrikanere og urfolk amerikanere ; men vi fant ingen avstamning markører som ville forklare en betydelig del av noen av de sykdomsdiagnoser (Tabell 3).
Ved hjelp av prinsipal komponent analyse (PCA) for å oppdage etniske undergrupper innenfor vår lysegenskaper, hadde vi ikke identifisere noen aner markør som viste en statistisk signifikant bidrag til en underliggende befolkning underlaget.
Ubetinget multippel logis modellering ble brukt til å vurdere bidraget av de 12 avstamning markører og hver av de viktigste foreldregrupper (hvit europeisk, svart, og urfolks amerikanere) til risikoen for å bli diagnostisert med enten en muntlig kreft eller forstadier til kreft (i forhold til det av en godartet oral tilstand), mens kontrollerende for andre potensielle confounders, inkludert alder, kjønn, utdanning, røyking, og alkoholforbruk. I hvert tilfelle de estimerte odds ratio var relativt svak, og ingen oppnådd statistisk signifikans (tabell 4).
Diskusjoner
Befolkningen i Puerto Rico er historisk og antropologisk blandet og segregerte på samtidig gir dermed en mulighet til å undersøke om en underliggende, uoppdaget befolkningen konstruksjon kan påvirke risikoen for kreft i munnhulen eller pre-kreft på øya. Denne analysen fungerer som et grunnlag for vår videre genetisk mottakelighet forskning inkludert varianter i immunsystem gener og viktige kandidat gener knyttet til metastatisk potensial i oral cancer
Ingen av de 12 genotypede opphav markører viste befolkningen understellet blant deltakerne.; imidlertid, frekvensene var indikativ for en blandet befolkning status, et funn ytterligere bekreftet ved våre gruppespesifikke maksimum likelihood anslag. Vår studie registrert tilfeller (dvs. personer diagnostisert med en muntlig forstadium eller kreft) og kontroller (personer diagnostisert med en godartet oral tilstand) gjennom å delta patologilaboratorier på øya Puerto Rico. Selv om vi ikke bruke en populasjonsbasert rekrutteringsprosessen, våre oppdaget maksimum likelihood estimatene var fortsatt svært nær den kjente europeiske bidraget til befolkningen (80,5% i 2000 år Census vs. 69,9%) og i tråd med det faktum at folk fra den iberiske halvøya begynte å befolke Puerto Rico begynnelsen på begynnelsen av 1500-tallet [2]. Ny 2010 US Census informasjon viser enda tettere estimater som en redusert andel av Puerto Ricans hevdet at de var hvite (75,8%) og en økt andel selvrapportert som svart eller afrikansk-amerikansk (12,4% i 2010 fra 8% i 2000) [ ,,,0],. 15]
gruppespesifikk frekvens av afrikanske markører ble betydelig høyere basert på vår maximum likelihood estimering enn det som var forventet basert på publiserte 2000 US Census data (24,5% vs 8%, p 0,0001). Interessant, indiansk herkomst bidrag var mye høyere i vår studie befolkningen enn noen sammenlignbar befolkning demografiske data skulle tilsi (5,7% vs. 0,4%, p 0,0001). Disse resultatene peker mot nye arenaer i studiet av kronisk sykdom utvikling blant Puerto Ricans å inkludere antropologiske og sosiale faktorer.
Begrensninger ved studien
Denne forskningen ble gjennomført i midten av skiftende helsevesen regelverk i USA og Puerto Rico (dvs. innføring av HIPAA). Politiske endringer og tilhørende usikkerhet blant helsepersonell, patologi laboratorier, og allmennheten bydd på utfordringer å gjennomføre datainnsamling og personlige intervjuer med deltakerne, og resulterte i en mindre enn forventet utvalgsstørrelsen. I tillegg, under gjennomføringen av studien identifiserte vi et underskudd i deteksjon av orale premaligne lesjoner på øya [16] – [17] som resulterte i en lavere enn forventet innmelding i antall personer diagnostisert med muntlig forstadier til kreft (HK /EH og OED).
Deltakelse skjevhet i små studieprøver er en viktig bekymring i molekylær epidemiologi. For å løse dette problemet, har vi gjort vårt ytterste for å kontrollere for uoppdaget, potensielle undergrupper som ville ha stilt problemer når diagnosegruppene ble analysert. Vi har funnet at studien prøven representerer den totale blandet befolkning brønnen. Likevel trengs mer forskning, helst ved å skape et større, sammenslått spanske kohortstudie som ville være spesielt utviklet for å møte, i detalj, forfedrenes bidrag til genetisk mottakelighet for kreft i munnhulen, pre-kreft og andre kroniske sykdommer.
i sammendraget, fant vi at verken selv identifisert etnisitet eller avstamning markører viste ingen signifikant sammenheng med kreft i munnhulen /forstadium risiko i vår studie.
Videre bruk av avstamning informative markører (AIMS), spesielt utviklet for latinamerikanere, gir en levedyktig tilnærming for evaluering og kontroll av herkomst i fremtidige studier som involverer spanske populasjoner.
Takk
Vi er veldig takknemlig for våre deltagerne spesielt for dem som mistet sin kamp mot kreft i munnhulen, men var villig til å gi genetisk materiale dedikert til munnhulekreft forskning
Vi er takknemlige for at våre kolleger ved NYU-UPR RAAHP oral Cancer Center ved School of Dentistry, San Juan, Puerto Rico.; spesielt for Carmen J. buxo, MPH, DrPH, Lumarie Cuadrado, B.A., M.S. og Jennifer Guadalupe Berrios, BS for rekruttering av våre deltagerne. Vi takker alle som deltok patologi laboratorium personell rundt Puerto Rico for diagnostisk informasjon, og legene. Ellen Eisenberg og Stanley Kerpel som gjennom alle mikroskopiske lysbilder samlet inn i løpet av studien.
Dette arbeidet hadde ikke vært mulig uten den elskverdige og dedikert støtte fra University of New Mexico Senter for Advanced Research Computing, og Universitetet i New Mexico Cancer Center delt ressurs for bioinformatikk og Computational Biology. En spesiell takk går til Daniel Felker, BS for hans engasjement og kompetanse gitt for vår supercomputing analyser.
