Abstract
Innledning
Nylig, genom-wide assosiasjonsstudier (GWAS) i kaukasiske populasjoner har identifisert en sammenheng mellom enkeltnukleotidpolymorfi (SNPs) i
CHRNA5-A3-B4
nikotin acetylkolin reseptor subenhetgen klynge på kromosom 15q25, lungekreft og røyking atferd. Men disse SNPs er sjeldne blant asiater, og det er foreløpig ingen enighet om hvorvidt SNPs i
CHRNA5-A3-B4
ha en direkte eller indirekte kreft gjennom røyking atferd på risikoen for lungekreft. Selv om noen studier bekreftet rs6495308 polymorfismer å bli assosiert med røyking atferd og lungekreft, ble ingen forskning utført i Kina. Ved hjelp av en case-control studie, bestemte vi oss for å undersøke sammenhenger mellom
CHRNA3
rs6495308,
CHRNB4
rs11072768, røykeatferd og risikoen for lungekreft, samt undersøke om de to SNPs har en direkte eller indirekte kreftfremkallende effekt på lungekreft.
Metoder
totalt 1025 menn ble intervjuet ved hjelp av et strukturert spørreskjema (204 lungekreftpasienter og 821 friske menn mannlige) om kjøp av sosio-demografiske status og røyking atferd. Venøse blodprøver ble samlet for å måle rs6495308 og rs11072768 genet polymorfismer. Alle forsøkspersonene ble delt inn i 3 grupper: ikke-røykere, lys røykere (1-15 sigaretter per dag) og storrøykere ( 15 sigaretter per dag)
Resultater
I forhold til naturen. genotypen, rs6495308 og rs11072768 variant genotyper rapportert røyke flere sigaretter per dag og en høyere pakke-år med røyking (P 0,05). Enda viktigere, blant røykere, både rs6495308 CT /TT og rs11072768 GT /GG hadde en høyere risiko for lungekreft sammenlignet med vill genotype uten å justere for mulige konfunderende faktorer (OR = 1,36, 95% CI = 1,09 til 1,95, OR = 1,11, 95% CI = 1,07 til 1,58 henholdsvis). Videre tunge røykere med rs6495308 eller rs11072768 variant genotyper ha en positiv interaktiv effekt på lungekreft etter justering for potensielle konfunderende faktorer (OR = 1,13, 95% CI = 01.01 til 03.09, OR = 1,09, 95% CI = 1,01 til 3,41 henholdsvis) . Det ble imidlertid ingen signifikante sammenhenger finnes mellom lungekreft og både rs6495308 og rs11072768 genotyper blant ikke-røykere og røykere etter justering for alder, yrke og utdanning.
Konklusjon
Denne studien bekreftet både rs6495308 og rs11072768 genet polymorfismer forbindelse med røyking atferd og hadde en indirekte kobling mellom gen polymorfismer og risikoen for lungekreft
Citation. Zhang Y, Jiang M, Li Q, Liang W, Han Q, Chen W, et al . (2016) Kromosom 15q25 (
CHRNA3-CHRNB4
) Variasjon Indirekte Konsekvenser Lung Cancer Risk i kinesiske menn. PLoS ONE 11 (3): e0149946. doi: 10,1371 /journal.pone.0149946
Redaktør: Raymond Niaura, Legacy, Schroeder Institutt for Tobacco Forskning og Policy Studies, UNITED STATES
mottatt: 29 april 2015; Godkjent: 07.02.2016; Publisert: 04.03.2016
Copyright: © 2016 Zhang 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:. All relevant data er i avisen og dens saksdokumenter filer
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet av vitenskap og teknologi Planning Project i Guangdong-provinsen, Kina (No. 2011B061300111). https://www.gdstc.gov.cn/. Finansieringsinstitusjonen er Guangdong Provincial Department of Science and Technology, Mei Jiang fikk finansiering. 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
Lungekreft er den vanligste kreftformen i verden og står for ca 23% av de totale kreftrelaterte dødsfall [1]. I 2012 alene, ca 0.42 million kinesiske menn døde av lungekreft [2]. Røyking tobakk er en viktig risikofaktor for lungekreft; av den røyke befolkning, mer enn 80% er i risiko for lungekreft [3, 4]. Sigarettrøyk inneholder minst 250 skadelige kjemikalier, mer enn 50 av disse er kreftfremkallende, inkludert polysykliske aromatiske hydrokarboner og nikotin metabolitter, for eksempel 4- (methylnitrosamino) -1 (3-pyridyl) -1-butanon (NNK) og N-nitrosonornicotine ( NNN) [5]. Disse nitrosaminer danner DNA-addukter som forårsaker mutasjoner fører til lungekreft [6]. Men under de samme miljømessige forhold, bare en liten brøkdel av røykere (vanligvis 20%) lungekreft; Inter-individuell mottakelighet for lungekreft kan forklare dette utfallet [7].
Nikotin acetylkolin reseptor subenheter (nAChR) tilhører den super familie av ligand ionekanaler, og kan aktiveres ved nikotin og dets metabolitter slik som NNK og NNN. Nikotin-mediert aktivering av nAChR uttrykt i de sentrale områdene av hjernen kan initiere nikotinavhengighet, og dermed gjøre individer utsatt for lungekreft [8,9]. I tillegg er uttrykt nAChR-er i alveolar epitelceller kan aktiveres av nikotin eller dens metabolitter for å forårsake cellenes tap av kontakt inhabitation og resistens mot apoptose [10-13]. Dessuten kan de variantene i nAChR øke individers sårbarhet for nikotin og de skadelige effektene av tobakksrøyk [14-16]. De ovennevnte biologiske mekanismene virke en plausibel forklaring på assosiasjoner mellom SNPs i
CHRNA5-A3-B4
gensamlingene, røykeatferd, og risikoen for lungekreft.
I 2008, tre genome-wide forening studier (GWAS) i kaukasiske populasjoner funnet tre enkeltnukleotidpolymorfi (SNPs) (rs1051730, rs8034191 og rs16969968) i nikotin acetylkolin reseptor subenhetgen cluster (CHRN5-A3-B4) på kromosom 15q25 å bli assosiert med røyking atferd [14,17, 18]. Senere har et hav av case-control studier og meta-analyser bekreftet SNPs i
CHRNA5-A3-B4
spille en viktig rolle i mottakelighet for lungekreft og røyking atferd i europeiske, amerikanske og asiatiske populasjoner [17, 19-21]. Men noen SNPs, som rs16969968, er ekstremt sjelden i asiater, og ingen sammenheng ble funnet i forhold til røyking atferd og lungekreft i kinesisk [19], disse resultatene gjentok streket forskjellene i genetiske markører mellom ulike etniske befolkningsgrupper [22, 23]. I tillegg er det i dag ingen enighet om hvorvidt SNPs i CHRN5-A3-B4 har en direkte eller indirekte kreft gjennom røyking atferd på risikoen for lungekreft [17,19-21,24].
Disse tidligere studier oppmuntret oss til å undersøke sammenhenger mellom andre SNPs i
CHRNA5-A3-B4
, røykeatferd, og risikoen for lungekreft i den kinesiske befolkningen. Selv om noen tidligere studier bekreftet en sammenheng mellom rs6495308 polymorfismer, røyking atferd, og risikoen for lungekreft, ble ingen forskning utført i Kina. Vi har derfor undersøkt 10 SNPs inkludert rs6495308 (MAF (Minor allelfrekvens) 0,1 i asiater) i
CHRNA5-A3-B4
gensamlingene Ifølge HapMap data og tidligere studier [14,17,20 , 25-27], og, etter vår første resultatene, gjennomført en detaljert analyse av rs6495308 og rs11072768 polymorfismer, og undersøkt om de to SNPs har en direkte eller indirekte effekt gjennom røyking atferd på lungekreft ved hjelp av en case-control studie av 1025 pasienter : 204 med lungekreft og 821 friske kontroller
Metoder
forsøkspersonene
Et samfunn basert case-control studie bestående av 204 lungekreftpasienter mannlige og 821 friske menn. ble gjennomført. Pasienter som nylig ble diagnostisert med cytologisk eller histologisk bekreftet lungekreft ble rekruttert fra The First Affiliated Hospital i Guangzhou Medical University i Kina fra mai til oktober 2013. Kontrollene besto av friske menn fra en kronisk sykdom epidemiologi studie utført i Guangzhou og Zhuhai Kina fra juli 2006 til juni 2007. Alle kvalifiserte fag var av det kinesiske Han befolkningen. I denne studien, alle fag har andre kreftformer eller yrkeskreftfremkallende eksponering historie. Etikkutvalget av The First Affiliated Hospital i Guangzhou Medical University godkjent denne studien.
Datainnsamling
Utdannede medisinstudenter brukt et strukturert spørreskjema for å skaffe sosiodemografiske kjennetegn (for eksempel alder, inntekt, ekteskap og yrke), fullstendig klinisk informasjon som familiehistorie med lungekreft og røyking atferd via ansikt til ansikt intervju. Data om histologisk klassifisering og klinisk stadium av lungekreft ble oppnådd ved sykehuset vårt saksbehandlingssystem. 2 ml venøst blod ble oppsamlet fra alle fag for DNA-ekstraksjon og genotyping, og lagret ved -80 ° C inntil bruk. Skriftlig informert samtykke ble innhentet fra alle pasienter og kontroller for bruk av deres DNA og klinisk informasjon.
Tiltak av sigarettrøyking
En pasient som har røykt mer enn 100 sigaretter i ens levetid eller røkt i det minste en sigarett per dag i mer enn ett år ble omtalt som en «røyker «[4]. «Sigaretter per dag (CPD) ble definert som gjennomsnittlig antall sigaretter per dag [4]. «Pack-år med røyking» ble regnet ved å dividere 20 fra sigarettforbruk og multiplisert varighet av røyking blant røykere [4]. Alle forsøkspersonene ble kategorisert i tre grupper etter deres røyking mengde: aldri har røykt (0 sigaretter /dag), lettere røykere (1-15 sigaretter /dag), og tyngre røykere ( 15 sigaretter /dag)
DNA-ekstraksjon og genotyping
Genomisk DNA ble ekstrahert fra veneblod ved hjelp av et kommersielt blod DNA kit i henhold til produsentens instruksjoner (Takara, Dalian, CA, Kina) .De utvalgte SNPs ble genotypet ved bruk av snapshot SNP avskjed teknologi (Livet teknologi, Carlsbad, CA, USA). Primere for polymerase chain reaction (PCR) og utvidelse single-basen ble utformet ved hjelp av analyse Designere programvare versjon 3.1 (Sequenom, San Diego, CA, USA). For det første har SNPs ble forsterket av Multiple PCR-reaksjon ved hjelp HotStarTaq DNA polymerase (TIANGEN, Beijing, CA, Kina). Deretter ble genomisk amplifiseringsprodukter forsterkes igjen med fotografering Multiplex Ekstensjonsreaksjonene kit (ABI, Carlsbad, CA, USA) etter Rensing av reker alkali enzym (Promega, Beijing, CA, Kina) og ekstern enzym (Epicentre, Beijing, CA, Kina) . Endelig genomiske amplifiseringsprodukter ble vurdert av 3730xl genetisk analysator (ABI, Carlsbad, CA, USA). SNP genotyper ble fullført av GeneMapper4.1 (ABI, Carlsbad, CA, USA). Genotyping ble utført av Commercial genetisk testing selskap (Genesky, Shanghai, CA, Kina).
CHRNA3
rs6495308 genotyper ble kategorisert i homozygot villtype (CC), hybrid variant type (CT) og homozygot variant (TT). rs11072768 i
CHRNB4
ble klassifisert i homozygot villtype (TT), hybrid variant type (GT) og homozygot variant (GG). For kvalitetskontroll, ble 5% av prøvene tilfeldig valgt og re-genotypet for alle de utvalgte gener, og resultatene var 100% konkordant.
Statistisk analyse
I denne studien, enten Chi Square tester (χ2 tester) eller Fishers eksakte test, avhengig av hva som er hensiktsmessig, ble brukt til å analysere forskjeller i fordelingen av generelle demografiske kjennetegn og CPD mellom saker og kontroller, Deretter Kruskal-Wallis test ble utført for å vurdere sammenslutning av rs6495308 og rs11072768 polymorfismer med røyking atferd. Vi justerte betydning for multiple sammenligninger ved hjelp av Bonferroni korreksjon. Til slutt ble en serie med ubetinget logistisk regresjon binære logistisk regresjon utført for å evaluere sammenhenger mellom rs514743 genotyper, rs11072768 genotyper, røyking atferd og lungekreft. Hardy-Weinberg fordeling testing ble utført for rs6495308 og rs11072768 blant kontrollene. For alle tester, en tosidig
P
0,05 ble ansett som statistisk signifikant, og ble utført all statistisk analyse på SPSS versjon 19,0 programvarepakke (SPSS, Chicago, IL, USA)
. resultater
Sammenligning av demografiske karakteristika mellom sak og kontrollgrupper
det var statistisk forskjellige distribusjoner av alder, daglig sigarettforbruk, yrke, utdanning, ekteskap og allelet fordelingen av disse to SNPs mellom saker og kontroller. Flere detaljer er vist i Tabell 1.
Samtidig undersøkte vi koblingsulikevekt (LD) mellom rs6495308 og rs11072768 i våre data. LD struktur (rs6495308 /rs11072768) viste lav korrelasjon (
r
2
= 0,251) (fig 1).
Tall inne i boksene representerer
r
2 verdier for LD. Fargene indikerer styrken på LD mellom parvise kombinasjoner av SNPs (hvit, lav LD, rød, høy LD).
Association mellom genet polymorfismer og røyking atferd blant røykere av lungekreft tilfellene og kontroller
Alle forsøkspersonene ble genotypet for to SNPs (rs6495308 C /T, rs11072768 T /G) i 15q25. De SNPs var i Hardy-Weinberg likevekt (HWE) både i styrer og i tilfeller (p 0,05). De sammenslutninger av rs6495308 og rs11072768 polymorfismer med røyking atferd ble analysert i 159 røykere med lungekreft og 519 røykere i kontrollgruppen. Verdiene av sigaretter per dag og pakke-årene ble regelmessig brukt som målinger av røyking atferd for denne analysen, og kan sees i Tabell 2. Sammenlignet med de ville genotype, rs6495308 og rs11072768 variant genotyper rapportert røyke flere sigaretter per dag og hadde en høyere pakke-år med røyking blant røykere i begge gruppene (P 0,05).
data ble uttrykt som gjennomsnitt ± standardavvik
Association mellom genet polymorfismer og lungekreft i. ikke-røykere
Tabell 3. viser resultatene av assosiasjoner mellom rs6495308 og rs11072768 genotyper og lungekreftrisiko i ikke-røykere. Ingen signifikante sammenhenger ble funnet mellom rs6495308 og rs11072768 genotyper og risikoen for lungekreft etter justering for alder, yrke og utdanning.
Association mellom genet polymorfismer og kreftrisiko lunge i røyke
Foreninger mellom genet polymorfismer og kreftrisiko lunge hos røykere er vist i tabell 4. Blant røykerne både rs6495308 CT /TT og rs11072768 GT /GG hadde en høyere risiko for lungekreft sammenlignet med vill genotype uten å justere for mulige konfunderende faktorer (OR = 1,36, 95 % CI = 1,09 til 1,95, OR = 1,11, 95% CI = 1,07 til 1,58 henholdsvis). Det ble imidlertid ingen signifikante assosiasjoner bekreftet mellom rs6495308 og rs11072768 genotyper, og kreftrisiko lunge etter justering for CPD, alder, yrke og utdanning.
Samspill mellom genet polymorfismer og røyking atferd på risikoen for lungekreft
etter justering for potensielle konfunderende faktorer, fant vi at samspillet mellom CPD og både rs6495308 og rs11072768 genotyper var statistisk signifikante: storrøykere med rs6495308 eller rs11072768 variant genotyper var mer sannsynlig å ha lungekreft enn respektive lette røykere med vill genotyper (OR = 1,08, 95% CI = 01.02 til 03.26, OR = 1,05, 95% CI = 1,01 til 3,68 henholdsvis), er flere detaljer presenteres i tabell 5.
Diskusjoner
Så vidt vi vet er dette første gang en undersøkelse om sammenhengen mellom rs6495308, rs11072768 genotyper, røykeatferd og lungekreft i en kinesisk mannlige befolkningen har blitt utført. Vi fant rs6495308 og rs11072768 variant genotyper rapportert røyke flere sigaretter over en lang periode. Enda viktigere, rs6495308 og rs11072768 variant genotyper har en høyere risiko for lungekreft uten justering for eventuelle konfunderende faktorer, og tung røyking har en positiv interaktiv effekt med rs6495308 og rs11072768 variant genotyper på lungekreft hos røykere. Det ble imidlertid ingen signifikante assosiasjoner funnet mellom rs6495308, rs11072768 genotyper og risikoen for lungekreft hos røykere og røykere etter justering for CPD og andre potensielle konfunderende faktorer. I denne studien har en rekke resultater ga sterke bevis for at rs6495308 og rs11072768 gen polymorfismer ha en indirekte effekt på lungekreft gjennom røyking atferd, og det er en sammenheng mellom varianter i 15q25 og røyking på lungekreft.
En god del forskning støtter resultatene over. En GWAS meta-analyse i et totalt utvalg på 41,150 individer identifisert rs6495308 varianter i
CHRNA3
økt røyking kvantitet [28], og senere, en kohortstudie bekreftet bærere av rs6495308 TT genotypene har omtrent to ganger høyere odds for ND definert ved hjelp CPD i europeiske amerikanske røykere [29] disse funnene tyder på at rs6495308 varianter fører indirekte til lungekreft via røykeatferd. Videre store GWAS meta-analyser bekreftet at den sterkeste genetiske bidraget til røykerelaterte egenskaper kommer fra variasjon i
CHRNA5-A3-B4 product: [10,15,17,30,31], som først avdekket på en genom-wide betydelig nivå av Thorgeirsson et al. i en studie av over 13 000 røykere fra Island [15]. I tillegg er en GWAS studie i den kinesiske befolkningen spekulert på at en ikke-synonyme mutasjon i rs6495308c risiko allel resulterer i en høyere
CHRNA3
reseptor produksjon som kan gjøre individer mer følsomme overfor nikotin og dermed mer utsatt for nikotinavhengighet , et veletablert etiologisk faktor for lungekreft [19]. Li et al fant at G-allelet av rs11072768 i
CHRNB4
var signifikant assosiert med oppstart av røyking (SI) (P = 0,001; OR = 1,22; 95% KI: 1,08, 1,37), røyking mengde (SQ) (P = 0,016; OR = 1,16; 95% KI: 1,03, 1,31), og røykeslutt (SC) (P = 0,01; OR = 1,18; 95% KI: 1,04, 1,34) i en prøve av koreanske menn [32] . Andre studier har bekreftet noen SNPs (rs12914385, rs8042374 og rs588765) å bli assosiert med røyking atferd, og er helt enig med en indirekte kobling mellom genotyper og lungekreft [24,27] .Nevertheless, det er mye påstand om at, heller enn å være en agent for å røyke,
CHRNA5-A3-B4
variantene har en direkte innvirkning på risikoen for lungekreft. Lips et al. beregnet en 1,2 forskjell i CPD på grunn av det faktum at rs16969968 homozygote i
CHRNA5
bare bidra med en 9% økning i risikoen for lungekreft, som ikke kan gjøre rede for sammenhengen mellom variantene, røykevaner og lungekreft [31] . Hung et al. indikerte også en økt risiko for lungekreft, selv blant ikke-røykere, på grunn av rs16969968 varianter, i tillegg til andre bevis som tyder på at rs16969968 variant genotyper ikke er direkte forbundet med en økning i risikoen for andre røykerelaterte kreftformer som leder og hals kreft [33]. Videre andre studier bekreftet en overrepresentasjon av
CHRNA5-A3-B4
varianter i familiære lungekreft tilfellene indikerer en direkte innvirkning varianter på lungekreft [34]. Disse avvik i tidligere studier kan sannsynligvis tilskrives genetiske og rase og miljømessige forskjeller [14,18,24].
De spesifikke mekanismer av genetiske variasjoner i
CHRNA5-A3-B4
som påvirket røyking atferd var uklart, men det var et potensielt plausibel biologisk hypotese bak de observerte resultatene. Variantene i
CHRNA5-A3-B4
gi opphav til over uttrykk for de nAChR i de sentrale områdene av hjernen som kan gjøre individer følsomme for nikotin, som inkluderer de farmakologiske effektene av nikotin sammen med høyere aktivering av mediale habenula og redusert aktivering av dopaminerge nevroner etter akutt nikotin administrasjon [35,36], og dermed føre til røyking flere sigaretter over en lang periode, et veletablert etiologisk faktor for lungekreft. Mekanismen indikerer nærværet av en røke-by-variant interaksjon, og en slik virkning er bare observert hos røykere.
Flere begrensninger av denne studien bør nevnes. For det første kan selvrapportert røyking atferd være tilbøyelige til å huske skjevhet som påvirker ektheten av assosiasjoner mellom SNPs, røykevaner og lungekreft. For det andre kan den forholdsvis lille prøvestørrelsen tidvis påvirke resultatene av denne undersøkelsen. Deretter gjennomsnittlig alder av saken gruppe var høyere enn den til kontrollgruppen. Når det gjelder gruppen, den største andelen var pensjonister, kan pensjonister være høyere risiko for lungekreft på grunn av deres eldre alder; i tillegg er de med høyere utdannelse i tilfelle gruppen var lavere enn den for kontrollgruppen, de med en høyere grad kan rette mer oppmerksomhet mot og være mer kunnskap i forhold til sin egen helsetilstand og, som et resultat, har forholdsvis færre uheldige helse atferd. Til slutt, den funksjonelle studien furtherly kan ikke gjennomføres fordi rs6495308 og rs11072768 ligger på intron i 15q25, så det kan være andre årsaks SNPs i sterkt koblingsulikevekt (LD) med de to SNPs innenfor 15q25 regionen for å påvirke funksjonen til nAChR. Derfor er en stor populasjonsbasert studie fortsatt nødvendig for å bekrefte dagens funn.
I konklusjonen, resultatene av vår studie bekreftet to SNPs (rs6495308 og rs11072768) i
CHRNA5-A3-B4
ha en indirekte effekt på lungekreft gjennom røyking atferd, og en positiv korrelasjon mellom CPD og både rs6495308 og rs11072768 på lungekreft hos røykere. Disse funnene utvide vår forståelse av mulig mekanisme av sigarettrøyking på lungekreft og kan ha programmer i helsevesenet for å skreddersy strategier for røykeslutt
Hjelpemiddel Informasjon
S1 informasjon. Opprinnelige dataene for manuskriptet
doi:. 10,1371 /journal.pone.0149946.s001 plakater (XLS)
S2 Information. Annotering av de opprinnelige dataene
doi:. 10,1371 /journal.pone.0149946.s002 plakater (docx)
S1 data.
doi: 10,1371 /journal.pone.0149946.s003 plakater (SAV)
Takk
Dette arbeidet ble støttet av vitenskap og teknologi Planning Project i Guangdong-provinsen, PRChina ( Nei 2011B061300111).
