Abstract
Den potensielle kliniske nytten av genetiske markører assosiert med respons på fluoropyrimidin behandling i pasienter med kolorektal kreft er fortsatt kontroversielt tross for omfattende studie. Vårt mål var å teste den kliniske gyldigheten av både nye og tidligere identifiserte markører for uønskede hendelser i en bred klinisk setting. Vi har gjennomført en observasjons farmakogenetiske studie av tidlige bivirkninger i en kohort studie av 254 pasienter med kolorektal kreft behandlet med 5-fluorouracil eller kapecitabin. Seksten varianter av ni nøkkel folat (farmakodynamisk) og legemiddelmetabolisme (farmakokinetiske) enzymer har blitt analysert som individuelle markører og /eller signaturer av markører. Vi fant en signifikant sammenheng mellom
TYMP
S471L (rs11479) og tidlig om dosejustering og /eller alvorlige bivirkninger (justert OR = 2,02 [1,03; 4,00], p = 0,042, justert OR = 2,70 [1,23; 5,92 ], p = 0,01 henholdsvis). Det var også en signifikant sammenheng mellom disse fenotyper og en signatur av
DPYD
mutasjoner (Justert OR = 3,96 [1,17; 13,33], p = 0,03, justert OR = 6,76 [1,99; 22,96], p = 0,002 henholdsvis ). Vi avdekket ingen signifikante sammenhenger mellom de enkelte søker farmakodynamiske markører og toksisitet. Hvis en prediktiv test for tidlig bivirkninger analysert
TYMP Hotell og
DPYD
varianter som en signatur, vil følsomheten være 45,5%, med en positiv prediktiv verdi på bare 33,9% og dermed dårlig klinisk gyldighet. De fleste studier så langt har vært under-drevet å vurdere flere farmakokinetiske og farmakodynamiske varianter samtidig, men denne og lignende individualiserte datasett kan samles i meta-analyser for å løse usikkerhet om den potensielle kliniske nytteverdien av disse markørene.
Citation : Jennings BA, Loke YK, Skinner J, Keane M, Chu GS, Turner R, et al. (2013) Evaluering Predictive Farmakogenetisk Signaturer av bivirkninger hos pasienter med kolorektal kreft behandles med Fluoropyrimidiner. PLoS ONE 8 (10): e78053. doi: 10,1371 /journal.pone.0078053
Redaktør: Andreas-Claudius Hoffmann, West German Cancer Center, Tyskland
mottatt: 15 juni 2013; Akseptert: 9. september 2013, Publisert: 22 oktober 2013
Copyright: © 2013 Jennings 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:. Den H.A. Andrews Memorial Fund (Odd Fellows) finansiert vår prøvetaking og genotyping. 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
Folat avhengig ett-karbon metabolismen er et mål for legemiddelgrupper som er mye brukt i behandling av kreft og inflammatoriske sykdommer. To av narkotika, 5-fluorouracil (5-FU) og kapecitabin, er sentrale i medisinsk behandling av tykktarmskreft i både avanserte og adjuvant innstillinger; de anvendes som monoterapier eller i kombinasjon med andre kjemoterapeutiske og biologiske midler. Både folatmetabolismen og nedbrytningen av 5-FU og kapecitabin avhenge av en rekke enzymer som er funksjonelt polymorfe [1]. 5-FU er et fluorpyrimidin som har vært brukt som et kjemoterapeutisk middel for mer enn femti år. Inhibering av tymidylatsyntase (TYMS) er en viktig mekanisme handling for 5-FU, noe som fører til hemming av DNA-syntese og DNA-reparasjon. Denne cytotoksisitet er delvis avhengig av dannelsen av et ternært kompleks mellom TYMS, den deoksyribonukleosid avledet fra 5-FU og 5-metyl-tetrahydrofolat (THF). Dette kan forsterkes ved utvidelse av reduserte folat bassenger, noe som kan oppnås farmakologisk fordi 5-FU regimer omfatter folinsyre (Leucovorin), en 5-formyl-derivatet av THF [2].
fluoropyrimidin, kapecitabin (en pro-stoff som fortrinnsvis omdannes til 5-FU i tumorceller), har blitt designet for oral administrasjon, og for å være mer spesifikk enn 5-FU, og dermed fører til potensielle forskjeller i sikkerhetsprofilen [2-5].
bruk av 5-FU /leucovorin i randomiserte kontrollerte studier av adjuvant kjemoterapi for kolorektal kreft har vist seg å forbedre både sykdomsfri og total overlevelse sammenlignet med kirurgi alene [6,7]. Deretter ble forsøkspersonene som fikk 5-FU /leucovorin kombinert med oxaliplatin funnet å ha betydelig forbedret progresjonsfri overlevelse på 9,0 måneder sammenlignet med 6,2 måneder hos dem som fikk 5-FU /leucovorin alene (p 0,001) [8]. Men nøytropeni og diaré var viktige skadevirkninger som angis i denne rettssaken. Behovet for å administrere toksisitet er viktig fordi utilsiktede effekter kan resultere i at pasienten måtte få en lavere dose eller kortere kurs av kjemoterapi, med negative konsekvenser for nytte /skade balanse. Derfor er det potensielle kliniske fordeler fra utvikling av prediktive markører for å veilede klinikere med å velge personer som er mest sannsynlig å dra (eller minst sannsynlig å bli skadet) fra et bestemt medikament diett. Hvis personer med høy følsomhet for bivirkninger kunne identifiseres før behandling, til strategier redusere risikoen for eksempel ved hjelp av alternative kjemoterapiregimer (basert på ulike agenter eller doseregulering) og tettere oppfølging med økt bruk av støttende terapi, kan brukes. Mange studier har utforsket prediktiv verdi av genotyping for gunstig respons på kjemoterapi og sannsynligheten for kjemoterapi relaterte bivirkninger [9-20] og heterogene konklusjoner ble trukket om foreningen av individuelle markører med behandlingsresultatene. En fersk genom-wide forening studie identifisert en variant som ikke hadde vært tidligere innblandet i 5-FU farmakokinetiske eller farmakodynamiske stier og ikke klart å identifisere forening signaler i tidligere identifiserte markører eller deres beregnede proxys [21].
Vi har tidligere rapportert en meta-analyse av den kliniske effekten av
TYMS Hotell og metylentetrahydrofolat reduktase (
MTHFR
) [22]. Data ble syntetisert fra mer enn 2000 pasienter for de mest studerte markører
TYMS
5 «UTR gjenta polymorfisme (rs45445694) og
MTHFR
677 C T (rs1801133). Vi fant en statistisk signifikant sammenheng mellom klinisk respons og
TYMS
genotype forbundet med lav protein uttrykk bare; imidlertid effekten størrelse small (RR = 1,36 [1,11, 1,65] og RR = 2,04 [1,42, 2,95] for nytte og bivirkninger henholdsvis), og derfor foreslår begrenset klinisk nytte for denne markøren. Noen SNPs av
DPYD
genet har blitt sterkt assosiert med alvorlig toksisitet; en exon-hoppe-mutasjon i intron 14 (rs3918290) har vist seg å ha en positiv prediktiv verdi varierende fra 46% [23] til 100% [17,24]. Nytte /skade forholdet er sannsynlig å være avhengig av en kompleks polygenic modell der enkelte genotyper har bare en liten rolle. Analyse av flere polymorfismer samtidig vil tillate oss å vurdere additiv, synergistisk og kompensere varianter av folatmetabolismen og anti-folat katabolisme som kan ha klinisk nytte som prediktive genetiske signaturer; men data fra store årskull vil være nødvendig. I denne studien presenterer vi individualisert farmakogenetiske pasientdata som potensielt kan være samlet i meta-analyser av gen-interaksjoner. Vårt mål var å teste den kliniske gyldigheten av tidligere identifiserte markører for uønskede hendelser i en bred klinisk setting; og for å identifisere eventuelle nye assosiasjoner mellom bivirkninger og kandidat varianter av proksimale enzymer i de farmakodynamiske og farmakokinetiske veier.
Materialer og Metoder
Studiedesign
Dette er en observasjons farmakogenetiske kohortstudie av kolorektal kreft pasienter behandlet med 5-FU eller kapecitabin.
Deltakere, Oppsetting og behandlingsregimer
Perifere blodprøver ble samlet inn fra to hundre og femtifire CRC pasienter behandlet innenfor onkologi avdeling av Norfolk og Norwich University Hospital i Norfolk, England mellom 2008 og 2011. sentral~~POS=TRUNC for forskningsetiske komiteer godkjent studieprotokollen (REC referanse 07 /H0310 /134) og skriftlig informert samtykke ble innhentet fra alle deltakerne.
de pasienter, som hadde en World Health Organisation performance status på mellom 0 og 2, ble behandlet i neo-adjuvans, adjuvant og palliativ innstillinger med enten intravenøs 5-FU eller kapecitabin som monoterapi eller i kombinasjon med andre midler som dobbelterapi. Den andre kjemoterapi agenter var vanligvis irinotecan (FOLFIRI, CAPIRI regimer) eller platinasaltet oksaliplatin (FOLFOX, CAPOX regimer) [25]. Toksisitet oppstår med alle midler som benyttes ble vurdert i henhold til Common Terminologi Kriterier for bivirkninger (CTCAE) versjon 4.0. Standarden avdelinger protokollen ble fulgt for dosejustering og seponering.
baseline
alder, kjønn, laboratoriedata for benmargen og leverfunksjon, plasmanivåer av carcinoembryonic antigen (CEA) og stadium av sykdommen ble registrert for hver deltaker ved starten av behandlingsregimet. Den histologisk klassifisering og karakteren av den primære svulsten ble også registrert.
fenotyper
Relevante kliniske data om bivirkninger ble samlet inn fra pasientjournaler og laboratorie diagrammer i 12 uker fra starten av behandlingsregime . Bivirkninger ble gradert i henhold til CTCAE versjon 4.0 for gastrointestinale symptomer, mukositt /stomatitt, palmar-plantar syndrom, parestesi og hjertetoksisitet, nøytropeni, anemi, trombocytopeni og unormale leverfunksjonstester.
1. Eventuelle forsinkelser eller reduksjoner i administrasjonen av fluoropyrimidiner på grunn av bivirkninger ble registrert som primær utfall for de påfølgende analyser.
2. Grad 3, 4 eller 5 bivirkninger ble analysert som sekundære utfall. Giftighet klassifiseres som parestesi var ikke inkludert i den statistiske analysen av pasienter behandlet med kombinasjons chemotherapies fordi symptomet skyldes hovedsakelig oksaliplatin terapi. Unormale leverfunksjonstester ikke ble inkludert i analysene for deltakerne med levermetastaser.
gener, genetiske varianter og Genotype analyse og analytiske gyldighet
Vi brukte eller utviklet allele diskriminerings analyser for polymorfe former av
MTHFR
,
TYMS
,
DHFR
,
MTHFD
,
SHMT, DPYD, umps, CDA og TYMP
beskrevet i tabell 1. Vi identifiserte genetiske varianter av interesse gjennom systematisk uttak av data for polymorfismer av genene som er beskrevet på
NCBI Hotell og
SNP 500
databaser eller i publikasjoner, og deres lagdeling var basert på publiserte data eller sekvensbaserte spådommer om funksjonell innvirkning [17,18,26-34].
1 (en)
Gene symbol, locus
NCBI SNP indre diameter; polymorfisme; klasse av mutasjon
PCR primer par; og TaqMan prober
enzym som brukes for RFLP-analyse
1 (b) Genotype Frekvens homozygote for store allel /heterozygoter /homozygote for mindre allel
Markers av Farmakodynamikk
TYMS
, 18p11.32rs45445694; 5’UTR; Tandem gjenta polymorfisme (2R /3R) AAAAGGCGCGCGGAAG og GCCGGCCACAGGCATNot aktuelt, gel analysis84 /116 /53g C i 3R alleler av rs45445694; SNPAAAAGGCGCGCGGAAG og GCCGGCCACAGGCATHae III147 /89 /17rs16430; 3’UTR 1494 -6bp /+ 6bp; I /delGCAGAACACTTCTTTATTATAGCAACATATAA og CGATCATGATGTAGAGTGTGGTTATGNot aktuelt, gel analyse 124/103/26
MTHFR
, 1p36.3rs1801133; 677C T; A222V, MissenseGGGTCAGAAGCATATCAGTCATG og CACAAAGCGGAAGAATGTGTCHinfI110 /111 /32rs1801131; 1298A C; E429A, MissenseCTACCTGG * AGAGCAAGTCCCCCAA og GGATGAACCAGGGTCCCCMboII117 /119/17
DHFR
, 5q14.1IVS1 + 59_60insACCTGGGCGGGACGCGCCA; 19 bp intron 1 i /del ATGGGACCCAAACGGGC og CACCCTTCCTGCCAGCGNot aktuelt, gel analysis62 /135/56
MTHFD1
, 14q24rs2236225; 1958G A; R653Q, MissenseTTCCAATGTCTGCTCCAAATCC og CCTTCCGATTCCAAATCAATTCMsp181 /123/49
SHMT1
, 17p11.2rs1979277; 1420C T; L474F, missense
GCCCGCTCCTTTAGAAGTCA og CTCCGGGAGGAGGTTGAGA;
Ikke brukbar, Taqman probes125 /107 /21Markers av Farmakokinetikk
DPYD
, 1p22rs3918290; IVS14 + 1 G A; Exon-hoppe SNP i intron 14CCTCTGGCCCCATGTATG og AGCAACTGGCAGATTCTTTAATAAAHpyCH4IV250 /3 /01236G A; E412E, Synonymt SNPCTATGCAGTTTGTTCGGACT * GA og GATGACCACATCGGCTTTCA DdeI243 /10 /0rs67376798; 2846A T; D949V, MissenseTAGAGCAAGTTGTGGCTATGATC * G og GTCTCATAGCATTCTAATTCCAGCA TaqαI251 /2 /0c1129-5923C G; intronic SNP skaper spleise siteTTTTATTTCACTCG * GCATCAGCC og CATTTGACAAATCAGGTTGTCACTTDdeI243 /10/0
umps
, 3q13rs1801019; 638G C; G213A, MissenseTGTGGCAGCGAATCATAC * TG og GGATCCTGGGCAGCTCTBsrI174 /73/6
CDA
, 1p36rs2072671; 258A C; K27Q, MissenseGCTCCCA GGAGGT * CAAG og TTACCTTTGAAGATTCTCCCCTHpy188III113 /110/30
TYMP
, 22q13 rs11479; 1412C T; S471L, MissenseGCAGGAGGCGCTCGT og CTGACAAGGTTTCGCGGCMnlI207 /44 /2rs112723255; 1393G A; A465T, MissenseGCAGGAGGCGCTCGT og CTGACAAGGTTTCGCGGCHinP1I234 /17 /2Table 1. De genetiske markører analysert som prediktive markører for uønskede hendelser og biokjemisk respons på 5-FU og Capecitabine behandling.
1 (a) Tabellen beskriver den funksjonelle effekten av hver polymorfisme og oligonukleotider og restriksjonsenzymer som anvendes i analyser. 1 (b) Fordelingen av genotyper for hver markør presenteres for kohort av 253 pasienter med kolorektal kreft inkludert i farmakogenetiske analyser (* – indikerer en mismatch med villtypesekvensen, introdusert for å eliminere /skape enzym nettsteder for analysen). CSV ned CSV
DNA ble ekstrahert fra fullblod ved å bruke standard fremgangsmåter og sub-porsjonert på 96-brønners plater ved en konsentrasjon på omtrent 100 ng ul
-1. Alle påfølgende reaksjoner ble også utført i 96-brønners plater og 8 kanal automatiske pipetter ble anvendt for alle flytende overføringer. Femten av de PCR reaksjoner omfattet 100 ng DNA, 200 nmol L
-1 av hver primer og 1 x PCR Thermo Start-Mastermix (ABgene Storbritannia, Epsom, England) i en 25 mL volum. PCR-betingelsene for hvert forsøk variert i henhold til syklusnummer og glødetemperatur, men i hvert tilfelle en innledende denaturering ble gjennomført ved 95 ° C i 5 minutter, og PCR-reaksjonen ble bundet til en endelig forlengelsestrinn på 10 minutter ved 70 ° C.
rflp (RFLP) analyse ble brukt for 12 av analysene. I hvert tilfelle ble 10 pl av PCR-produktet fordøyd over natten ved 37 ° C i en 20 pl reaksjonsvolum. Enzymene som benyttes (New England Biolabs, Hitchin, UK) for hver reaksjon er beskrevet i tabell 1 (a). PCR-produktene ble elektroforesebehandlet på en 1 x Tris /borat /EDTA, 3% Metaphor agarose (FMC Bioproducts, Lichfield, UK) gel i en Strekk bred apparat (ABgene, Epsom, UK) ved 80 V i 50 minutter.
For
SHMT1
assay «en analyse av Design «kit av primere og TaqMan prober ble brukt med Taqman Mastermix (Applied Biosystems, Warrington, UK) og 100 ng av DNA i en 25 ul volum . Den Applied Biosystems standard minor groove binding PCR-reaksjonsbetingelser ble anvendt; 50 ° C i 2 minutter; 95 ° C i 10 minutter etterfulgt av 40 sykluser på 60 ° C i 1 minutt og 92 ° C i 15 sekunder.
En rekke kontrolltrinn ble inkludert i våre standard operasjonsprosedyrer.
1. Genotype-spesifikke og ingen DNA-kontroller ble brukt.
2. Et minimum på 10% av prøvene fra hver batch ble genotypet for annen gang.
3. Den 677C T og 1298A C alleler av
MTHFR
loci har vist seg å være i koblingsulikevekt fordi disse variantene er svært sjelden funnet i
cis product: [33,35,36]. Den c1129-5923C G intronic SNP av
DPYD
er tett knyttet til 1236G A, og derfor forventes disse SNPs å bli funnet som en diplotype.
4. Vi brukte nøyaktig test av Hardy-Weinberg proporsjoner å analysere frekvensene av genotypene oppdaget for hvert locus for avvik fra Hardy-Weinberg likevekt (HWE).
Statistical Analysis
hoved~~POS=TRUNC med studien var å vurdere sammenhengen mellom enkeltkandidat SNPs og toksisitet. Den justerte test for trend ble pre-spesifisert som vår metode for statistisk analyse, men for fullstendighet, og for å gjøre våre data tilgjengelig for meta-analyse av andre, vi også beregnet foreninger benytter dominante og recessive modeller.
For ujustert resultater beregnet vi odds ratio (ORS) og 95% konfidensintervall (cIS) direkte mellom risikoen for både 5-FU-dosen modifikasjon og risikoen for klasse 3, 4 eller 5 toksisitet hendelser og hver SNP. Vi tok homozygote for de store allel som referanse kategori. Vi brukte poengsum test for utviklingen av odds. For justerte resultater, brukte vi ubetinget logistisk regresjon for å estimere ORS og 95% CI’er mellom risiko for de to utfall og hver SNP, justert for alder, kjønn, tidligere kjemoterapi og behandling regime.
For å beregne den justerte test for trend, vi montert SNP resultat (0, 1 eller 2) som en kontinuerlig utfall. For fullstendighet, vi også beregnes om lene økt sykdomsrisiko i henhold dominant (1 + 2 versus 0) og recessiv (2 versus 0 + 1) modeller. Hvor det var små celler (forventet verdi 5) vi brukte Fishers eksakte anslag for de ujusterte resultater og vi ikke beregne resultatene for den justerte modellen. Vi analyserte data ved hjelp av Stata versjon 12 (StataCorp, 2011). Mange tester ble utført så, mens ikke formelt justert for multiple sammenligninger, vi pre-spesifisert at resultatene av den justerte test for trend bør tas som hovedresultatene.
Resultater
Deltakere og behandlingsregimer
254 deltakere ble rekruttert til studien. En deltaker ble senere ekskludert som var under kombinasjon cellegift eller strålebehandling for en plateepitelkarsinom anus.
Pasient egenskaper er oppsummert i tabell 2. Median alder av deltakerne var 67 år og mann til kvinne ratio var 1,34: 1. De fleste deltakere (209, 82,60%) var under førstelinje kjemoterapi.
Karakteristisk
Antall (%)
Males145 (57.31) Females108 (42.68) Median age67Age range23 – 88HistologyAdenocarcinoma221 (87,01) mucinous adenocarcinoma25 (9,84) Andre /Unknown7 (2.76) Modifisert Dukes Klassifisering ved diagnose
* A6 (2,36) B56 (22,05) C1121 (47.64) C226 (10,24) Første linje ChemotherapyYes209 (82,60) No44 (17,39) Behandling regime5-FU monotherapy63 (24.90) kombinasjon kjemoterapi med 5-FU31 (12.25) Capecitabine monotherapy58 (22,92) kombinasjon kjemoterapi med capecitabine101 (39.92) Tabell 2. Demografiske, klinisk og patologisk informasjon for 253 pasienter med kolorektal kreft.
* Dukes scorer fra post-kirurgiske histopatologiske rapporter der dette er tilgjengelig. CSV Last ned CSV
Phenotype
109 av de 253 (43,08%) deltakere inkludert i farmakogenetiske analysen hadde en dose forsinkelse eller endringer, og 44 (17,39%) hadde en grad 3 eller 4 bivirkning; eller døde av årsaker (gastrointestinale symptomer, leversvikt, hjertesymptomer og tromboembolisk sykdom) som ble vurdert relatert til sykdomsutvikling innen 12 uker starter sin kjemoterapi regime. Alvorlige bivirkninger ble observert hyppigere hos pasienter som fikk kombinasjonskjemoterapi sammenlignet med de som fikk fluorpyrimidin monoterapi (22% versus 12% henholdsvis; se tabell S1).
Genotype analyse og Analytic Gyldighet
Scoring av genotyper var 99,5% vellykket i den første runden av analyser og 100% vellykket etter noen mislykkede prøver og gjentar hadde vært re-analysert.
genotypefrekvensene er beskrevet i tabell 1 (b). Den vanligste mindre allel (
DHFR
) hadde en frekvens på 49% og den sjeldneste mindre allelet (
DPYD
, rs67376798) hadde en frekvens på 0,4%. Disse frekvensene enig med de som finnes på databaser for andre nordeuropeiske befolkninger som er i tråd med vår forrige observasjon at 94% av befolkningen tjent med å rekruttere sykehus er hvite og er født i England [37].
Det var ingen uoverensstemmelser i dataanalyse av kontroll markører som følger med hvert parti, eller med duplikat analyser, eller med observasjoner om koblingsulikevekt. Ingen vesentlige avvik fra HWE ble observert.
Statistical Analysis
Forholdet mellom hver SNP og dose endringer eller alvorlig toksisitet er presentert i Tabell S2. Odds ratio (ORS) justert for alder, kjønn, tidligere kjemoterapi og behandling regime blir presentert. For
MTHFR Hotell og
DPYD
SNPs, vi har tatt en analyse av varianter med samme funksjonelle effekter som signaturer av alternative polymorfismer.
Resultatene av den justerte test for trend var pre-definert som vår hovedhypotese-testing data. Men for fire loci var det null observasjoner av homozygote for den mindreårige allel, og da vi brukte den justerte dominerende modellen.
Vi har funnet en signifikant sammenheng mellom tidlige doseendringer og alvorlige bivirkninger (justert OR = 2,02 [1,03; 4,00], p = 0,042, justert OR = 2,70 [1,23; 5,92], p = 0,013 henholdsvis fra dominerende modellen) og
TYMP plakater (rs11479). Det var også en signifikant sammenheng mellom disse fenotyper og en signatur av
DPYD
mutasjoner (Justert OR = 3,96 [1,17; 13,33], p = 0,03, justert OR = 6,76 [1,99; 22,96], p = 0,002 henholdsvis ). Vi fant også en signifikant trend for
TYMP plakater (rs11479) basert på to observerte homozygote for den mindreårige allel.
Justert resultat at vi ikke vektlegger (for å unngå multiple sammenligninger og fordi en betydelig test for trend er det beste signalet av en effekt) ble (1) en forening for dosejustering og
DHFR
inn /del heterozygoter; justert OR på 2,19 [1,12; 4,28], p = 0,023, og OR på 2,15 [1,13; 4,08], p = 0,020 i den dominerende modell (2). En forening for alvorlig toksisitet og eller
SHMT1 plakater (rs1979277) heterozygoter; en justert OR 0,40 [0,18; 0,88], p = 0,023 sammenlignet med CC homozygote, og OR på 0,47 [0,23 til 0,97], p = 0,041 i den dominerende modellen. Ingen andre justerte resultatene var signifikante.
Klinisk Gyldighet og Impact
Tabell S1 viser individuelle data for de markører assosiert med alvorlige bivirkninger (
DPYD Hotell og
TYMP
genotyper) og kliniske fenotype data for de 44 deltakerne som hadde alvorlige bivirkninger. Nitten av de 44 deltakerne med alvorlige bivirkninger som utføres minst en av kandidat prediktive markører.
Hvis deteksjonen av den kombinerte SNP signatur ble anvendt som en diagnostisk prosedyre for å identifisere dem som senere vil bli påført alvorlige bivirkninger, følsomheten vil være 45,5%, med en positiv prediktiv verdi på 33,9%. Den potensielle effekten av testing for den kombinerte SNP signatur og deretter bytte til en annen kjemoterapi i berørte personer kan estimeres på en hypotetisk klinisk populasjon på 1000 pasienter. Hvis disse pasientene hadde lignende egenskaper til de som er innenfor vår kohort, vil 233 av dem kombineres SNP signatur positive. Virkningen av å endre regimet i disse 233 pasienter ville være 79 færre alvorlige bivirkninger. Her vil 95 pasienter fortsatt har alvorlige bivirkninger (ned fra den opprinnelige 174 uten testing utført). Men 156 pasienter med kombinert SNP signatur ville ha hatt sin diett endret for noen spesielle fordeler fordi de ikke ville ha gått inn for å utvikle alvorlige bivirkninger.
Diskusjoner
Vi presenterer en analyse av funksjonelt viktige genetiske varianter i de farmakokinetiske og farmakodynamiske trasé som påvirker respons på fluorpyrimidiner. De fenotyper undersøkt var bivirkninger som ble identifisert av en dose forsinkelse eller dosejustering innen 12 uker på grunn av toksisitet, og etter CTCAE grad 3, 4 eller 5 poeng.
Farmakokinetikk
Hver av de farmakokinetiske variantene som vi mener er overbevisende kandidater som prediktive markører fordi de har en kjent eller antatt funksjonell innvirkning på enzymer som trengs for narkotika katabolisme eller deres metabolisme til en aktiv form .
DPYD
varianter analysert føre til enzymmangel eller fravær og deres funksjonelle effekter kan observeres i heterozygote bærere. Men hver
DPYD
SNP er sjeldne, noe som reduserer deres potensielle kliniske nytte som prediktive markører. I denne studien derfor har vi også vurdert disse
DPYD
varianter som en signatur av alternative polymorfismer, og funnet en sterk sammenheng med tidlige bivirkninger (se tabell S1 og S2).
TYMP
koder tymidinfosforylase; aktiviteten og ekspresjon av hvilke har en rapportert rolle i tumorgenese, så vel som aktivering av 5-FU og capecitabin [38]. Vi presenterer et nytt funn om en variant som skal nå testes i en uavhengig kohort. Det er en signifikant sammenheng mellom tidlige bivirkninger og
TYMP
SNP rs11479 (se tabeller S1 og S2), de mindre allel resulterer i en aminosyre substitusjon (f.eks NP_001107227.1: p.Ser471Leu, skjønt alternative spleise former har blitt beskrevet). Betydningen av denne varianten er uklart; aminosyre-substitusjon finner sted like utenfor pyrimidin-nukleosid-fosforylase C-terminale domene i de fleste modeller og Ser i denne posisjon ikke er allment konservert i pattedyr. Imidlertid kunne variant også være i koblingsulikevekt med en annen polymorfisme som er funksjonelt viktig. En tidligere farmakogenetiske studie av
TYMP
SNPs, inkludert rs11479, ikke klarte å finne en sammenheng med bivirknings palmar-plantar syndrom i en liten (n = 130) blandet kohort av brystkreft og tykktarmskreftpasienter behandlet med kapecitabin [ ,,,0],39]. I en annen liten studie av pasienter med kolorektal kreft (n = 60) ingen sammenheng med overlevelse ble funnet for en synonymt
TYMP
SNP, rs470119 [40].
Vi fant ingen signifikante sammenhenger eller trender for tidlig doseendringer eller alvorlige bivirkninger med kandidat varianter av
umps plakater (rs1801019) og
CDA plakater (rs2072671). Genetiske varianter for disse loci har tidligere vært forbundet med alvorlig nøytropeni og diaré hos pasienter behandlet med 5-FU [41], og med palmar-plantar syndrom hos pasienter behandlet med kapecitabin [39].
Farmakodynamikk
Inhibering av thimydylate syntase er en viktig mekanisme for farmakodynamisk fluorpyrimidiner, men balansen av folat arter innenfor den biokjemiske veien kan avhenge av enzymvarianter på viktige forgreningspunktene [1]. Vi har derfor undersøkt kandidat polymorfismer for
MTHFR
,
DHFR
,
MTHFD1
, og
SHMT
i tillegg til
TYMS
. Dette er ikke synonymt SNPs eller varianter som påvirker uoversatt kontroll regioner; hver polymorfisme har en påvist eller antatt innflytelse på genekspresjonen eller funksjonen.
Ingen signifikante assosiasjoner eller trender ble funnet for individuelle polymorfismer som er klassifisert som lav aktivitet tymidylatsyntase varianter og giftighet innen 12 uker (Tabell S2). I analysen av
TYMS
genotyper, har det blitt foreslått at haplotype i stedet for genotype analyse kan forbedre følsomheten og spesifisiteten av farmakogenetiske testing. G C-polymorfisme i nukleotid 12 av de TYMS 28 bp VNTR vendende elementer har blitt foreslått å påvirke både ekspresjon av TYMS
in vitro
og nivåer av 2′-deoksyuridin
in vivo
. Men de publiserte data er mangelfulle, har de fleste av de mulige genotypene ikke blitt undersøkt i forhold til 5-FU følsomhet; forskjellige fremgangsmåter er blitt anvendt for å teste genekspresjon; og konklusjoner om de antatte funksjonelle effekter ikke er kongruente [28,42-45]. En annen haplotype av klinisk interesse [46] omfatter 5 «og 3»
TYMS
varianter, rs45445694 og rs16430 (også referert til som rs34489327) hvor det er koblingsulikevekt [9,12,32]; men igjen det har vært motstridende funn om den funksjonelle virkningen av 3′-polymorfismen [19,32,47].
I vår forrige systematisk og nyere litteratur søk etter farmakogenetiske studier av pasienter med kolorektal kreft som behandles med fluoropyrimidiner, ingen andre studier ble identifisert som inkluderte en analyse av
DHFR
,
SHMT
eller
MTHFD1
genotyper. Foreninger med en økt risiko for dosejustering ble identifisert for spesielle
DHFR
genotyper og redusert risiko for alvorlige bivirkninger med særlig
SHMT
genotyper i denne studien. Men vi trenger ikke legge vekt på disse resultatene fordi de stammer fra den justerte dominerende eneste modellen og det var ingen samsvar mellom de 2 fenotyper vurderes (Tabell S2).
I sammendraget, hadde vi ikke identifisere noen vesentlige eller tvingende assosiasjoner mellom individ kandidat farmakodynamiske markører og toksisitet. Dette kan gjenspeile kompleksiteten av indre og ytre faktorer som påvirker fluoropyrimidin respons inkludert kosten folate; leucovorin leveres som en del av det terapeutiske regimet; og variasjon i folatopptaket.
Begrensninger av observasjonsstudier
observasjons natur denne studien betyr at potensialet skjevhet ikke kan utelukkes. Det finnes en rekke faktorer som kunne skjevhet mot null. Dette kan stamme fra ufullstendig registrering av uønskede hendelser, manglende data, eller pasienter med dosejustering tidlig og /eller forebyggende tiltak før høyere grad hendelsene inntraff. Små effektstørrelser, kombinert med en lav frekvens allel i noen tilfeller ville ha redusert kraft av studien for å detektere enhver signifikant sammenheng. Motsatt kan type I feil også oppstå i feilaktig rapportering et betydelig funn når det er faktisk ingen sann forening. Dette kan stamme fra flere tester av en rekke ulike genetiske markører (spesielt med post-hoc eller «data tråling» analyser) og er et problem som kan bedres gjennom en Bonferroni korreksjon. Men, understreker Perneger en rekke metodiske svakheter med Bonferroni korreksjoner (for eksempel en økt risiko for type II feil eller falske-negative), og han anbefaler at Bonferronikorreksjon «ikke bør brukes ved vurdering av bevis om spesifikke hypoteser» [48]. Dette punktet er spesielt relevant for vår studie fordi vi har fokusert på evaluering av pre-spesifiserte varianter utvalgte gjennom grundig gjennomgang av litteraturen, og vi har bare fremhevet foreninger identifisert gjennom justerte tester for trend og
a priori
hypoteser .
