Abstract
Bakgrunn
genom-wide assosiasjonsstudier (GWAS) i kaukasiere har identifisert fjorten indeksen enkeltnukleotidpolymorfi (iSNPs) som påvirker tykk- og endetarmskreft (CRC) risiko.
Metoder
Vi undersøkte rollen elleve iSNPs eller surrogat SNPs (sSNPs), i høy koblingsulikevekt (LD, r
2≥0.8) og innen 100 kb nærhet av iSNPs, i 2000 alders- og kjønns matchet Singapore Chinese (SCH) tilfeller og kontroller.
Resultater
Bare iSNP rs6983267 på 8q24.21 og sSNPs rs6695584, rs11986063, rs3087967, rs2059254, og rs7226855 på 1q41, 8q23. 3, 11q23.1, 16q22.1 og 18q21.1 viste henholdsvis bevis for assosiasjon med CRC risiko, med odds ratio (OR) som strekker seg 1,13 til 1,40. sSNP rs827401 på 10p14 var assosiert med endetarmskreft risiko (OR = 0,74, 95% KI 0,63 til 0,88), men ikke sykdom prognose (OR = 0,91, 95% KI 0,69 til 1,20). Interessant nok var sSNP rs3087967 på 11q23.1 forbundet med CRC risiko hos menn (OR = 1,34, 95% KI 1,14 til 1,58), men ikke kvinner (OR = 1,07, 95% KI: 0,88 til 1,29), noe som tyder på en kjønnsspesifikk rolle . Halvparten av de kaukasiske-identifiserte varianter, inkludert den nylig fine kartlagt BMP vei loci,
BMP4
,
GREM1
,
BNIP2 Hotell og
LAMA 5
, viste ikke noe bevis for tilknytning til CRC i SCH (OR ~ 1, p-verdi 0,1). Sammenligning av resultatene fra denne studien med at av de nordlige og Hong Kong kinesisk, bare varianter på kromosomer 8q24.21, 10p14, 11q23.1 og 18q21.1 ble kopiert i minst to av de tre kinesiske studier.
Konklusjoner
De kontrasterende resultater mellom kaukasiere og kinesisk kan skyldes ulike LD mønstre og allele frekvenser eller genetisk heterogenitet. Resultatene tyder på at flere vanlige varianter som bidrar til CRC predisposisjon forble å bli identifisert
Citation. Thean LF, Li HH, Teo YY, Koh W-P, Yuan J-M, Teoh ML, et al. (2012) Association of kaukasisk-Identifiserte Varianter med tykktarmskreft Risiko i Singapore kinesisk. PLoS ONE 7 (8): e42407. doi: 10,1371 /journal.pone.0042407
Redaktør: Amanda Ewart Toland, Ohio State University Medical Center, USA
mottatt: 26 april 2012; Godkjent: 04.07.2012; Publisert: 03.08.2012
Copyright: © Thean 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 arbeidet ble finansiert delvis av et stipend fra National Medical Research Council of Singapore (NMRC /1193/2008) til PYC og tilskudd fra National Institutes of Health (tilskudds tall R01-CA55069, R35-CA53890, R01-CA80205, R01-CA98497 og R01-CA144034) til WPK og JMY. 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
Hittil GWAS i kaukasiske populasjoner har avdekket fjorten iSNPs på kromosomer 1q41, 3q26.2, 8q23.3, 8q24.21, 10p14, 11q23.1, 12q13.13, 14q22, 15q13.3, 16q22.1, 18q21.1, 19q13.1, 20p12.3 og 20q13.33 forbundet med CRC risiko [1]. Finkartlegging ved flere av disse kandidat regionene har identifisert andre SNP’er som potensielt kan være funksjonelle varianter [2], [3]. Siden det er betydelige forskjeller i alleliske frekvenser og LD mønsteret til ulike populasjoner, disse variantene må bli replikert å fastslå deres rolle i CRC. Mer enn en tredjedel av disse variantene, for eksempel, ble funnet å ha odds ratio i motsatt retning i de afrikanske amerikanere [4].
Bare fem varianter, rs6983267 (8q24.21), rs10795668 (10p14 ), rs3802842 (11q23.1), rs4939827 (18q21.1) og rs961253 (20p12.3) ble kopiert i Nord-kinesisk [5]. Flere nylig, ble fire varianter, rs7014346 (8q24.21), rs4779584 (15q13.3), rs10795668 (10p14) og rs4939827 (18q21.1) kopiert i Hong Kong kinesisk [6]. Det er verken LD eller befolkningsstrukturen informasjon i noen av studiene. Flere rapporter indikerer at det er en «nord-sør» befolkningsstruktur nært korrelert til geografisk plassering, og at den største genetiske forskjellen er mellom den nord Han og sørlige Han-kinesere [7], [8].
Vi utførte genome-wide genotyping på 2000 alders- og kjønns matchet case-control serie Singapore Chinese (SCH) pasienter fra et enkelt senter og populasjonsbaserte friske kontroller. SCH alderen 50 år eller mer består i hovedsak etterkommere av innvandrere fra den sørlige kinesiske provinsene Guangdong og Fujian, og er dermed representativ for de sørlige Han-kinesere. Bestemme genetisk risiko for CRC i SCH er relevant som SCH har høyest CRC forekomsten blant alle løpene i Singapore; internasjonalt, er forekomsten høyere enn for innbyggerne i Shanghai, Kina og sammenlignes med de kaukasiske Whites [9].
Materialer og metoder
Etikk erklæringen
Innsamling av prøver og klinisk-patologisk informasjon fra pasienter og kontroller ble gjennomført med skriftlig informert samtykke og godkjenning fra SingHealth Sentralisert Institutional Review Board B.
Prøvetaking
matchede eksemplarer av slimhinner og svulst blir rutinemessig samlet og arkivert fra pasienter som gjennomgår reseksjon ved Singapore General Hospital (SGH). SGH er den fremste offentlige sykehus som behandler omtrent halvparten av CRC pasienter i Singapore. De matchet slimhinner prøver samlet er typisk minst 10 cm fra tumor nettstedet. Slimhinner prøver fra 1000 sporadiske kinesiske CRC pasienter (definert som 50 år eller mer på dato for operasjon og uten dominerende familiehistorie med FAP og HNPCC) arkivert i løpet av de siste ti årene ble valgt som saker for studien.
tomter for SNPs på kromosomer 19q13.11 (A), 11q23.1 (B), 20p12.3 (C) og 20p12.3 (D) ble hentet fra henholdsvis SCH kontroller og HapMap KHB individer. Pil og pilspiss indikerer posisjoner iSNP og sSNPs avhørt. De sSNPs forhørt på kromosomer 11q23.1 (B) og 20p12.3 (D) var rs3087967 og rs5005940 hhv. LD ble målt som R
2.
Blodprøver fra 1000 alders- og kjønnstilpassede friske givere fra Singapore kinesisk Health Study (SCHS) (n = 931) [10] og SGH helseundersøkelser Unit (n = 69) konstituert kontrollene av studien. Alder ble matchet til innen tre år etter driftsåret av tilfellene. Kontrollene ble intervjuet for å sikre at de ikke har noen CRC slektshistorie.
Genome-wide Genotyping
Prøver ble randomisert slik at fortløpende anskaffet prøvene ikke ble trukket ut fortløpende. Genomisk DNA ble ekstrahert ved bruk av standard prosedyrer (Methods S1). Hel-genom scan ble utført med Affymetrix Genechip Menneskelig Mapping SNP Array 6,0 bestående 906, 600 SNPs. En 600 ng av genomisk DNA-prøve ble kuttet med restriksjonsenzymene NspI og Styl, forsterket, fragmentert, merket og hybridisert til Array for 16 timer som per produsentens instruksjoner (Affymetrix, Santa Clara, CA). Arrays ble skannet med Affymetrix 3000-7G skanner og analysert med Genotyping Console v3 den. CHP filene ble generert med Tamfuglfôr algoritmen. For å minimere batch virkning, ble det genotyping utført av en operatør; og matchet saker og kontrollprøver ble behandlet og kledd sammen.
Statistical Analysis
CHP (genotyper) filer fra genom-wide scan ble importert til gylne Helix SVS for statistisk analyse . SNP loci som ikke var i Hardy-Weinberg Equilibrium (p≤1E-7) i kontrollene ble filtrert ut. Hovedkomponentanalyse (PCA) ble utført på 869, 371 autosomale SNP’er på alle 2.000 prøvene og 270 HapMap (bestående av 90 CEU, 45 kinesiske Han Beijing (CHB), 45 Japansk (JPT) og 90 Yoruba (YRB)) og 268 Singapore Genome Variant Project (SGVP) prøver. Sakene og kontroller gruppert med CHB og SGVP kinesiske prøvene indikerer at det ikke er befolkningen underlaget. Seksten uteliggere, inkludert to kontroller som sannsynligvis har blanding herkomst, ble fjernet. Det var observerbar forskjell i gruppering av saker og kontroller for PC1. Denne forskjellen var ikke lenger synlig etter PC1 korreksjon (figur S1).
Siden hypotesen testet i denne studien var om CEU-identifiserte SNPs for CRC risiko kan replikeres i SCH, flere test rettelser kun inkludert antall utsatte SNPs undersøkt. Således ble en Bonferroni korreksjon av 0,0031 (0,05 /16) påført. Multivariat logistisk regresjon ved hjelp av additive modellen ble utført etter justering for PC1. SNPs med p 0,0031 eller 0,0031 p 0,1 ble ansett for å være vesentlig eller viste en trend av å bli assosiert med sykdomsrisiko hhv. Undergruppeanalyse ble utført for utvalgte SNPs. De iSNPs ble undersøkt når det er mulig. Hvis iSNP ikke ble funnet på SNP 6.0 plattform eller var ikke-polymorfe i SCH (MAF 0,01), surrogat SNP (sSNP) i høy L.D. (R
2 0,8) og innen 100 kb nærheten av iSNP ble identifisert fra KHB individer fra HapMap og undersøkt. sSNPs som nylig ble identifisert ved finkartlegging i CEU ble avhørt når det er mulig [2], [3]. Den midlere anropsfrekvens av de elleve iSNPs og sSNPs avlest var 0,99 (som strekker seg 0,97 til 1) og genotyper av disse SNPs gruppert i tillegg.
Gjentagelse ble definert som tiden fra operasjon til lokalt tilbakefall og /eller fjern metastase . Alle pasienter uten tilbakefall opp til 31 januar
st 2012 ble sensurert. Kaplan-Meier-analysen med log-rank-test ble anvendt for å evaluere forholdet mellom genotype og gjentakelse overlevelse. Cox regresjon test ble brukt for å teste uavhengighet kovariatene og estimere risikoen for tilbakefall.
Resultater og Diskusjon
Det var 14% flere menn enn kvinner i denne gruppen (tabell 1) . Flertallet av tilfellene og kontrollene var innenfor aldersspennet 61-80. Om lag 2/3 av tilfellene hadde tykktarmskreft, mens tidlige (Dukes A og B) og avanserte (Dukes C og D) stadier av CRC var nesten likt representert. De fleste av CRC tilfellene var moderat differensiert. De klinisk-patologiske trekk ved de tilfellene var representant for Singapore CRC pasienter.
Tre kandidat regioner har enten ingen iSNPs på Affymetrix SNP6 plattform (14q22 og 19q13.1) eller genotyper av iSNP rs4925386 (20q13. 33) gruppert dårlig. Alle tre regioner har ingen sSNPs ved høy LD (R «> 2≥0.8) i løpet av 100 kb av iSNPs, som eksemplifisert ved LD plotting av kromosom 19q13.1 (figur 1A). Dermed er det lite sannsynlig at disse kandidat regionene havn noen SNP som kunne tagge årsaks variant forbundet med CRC risiko i SCH.
Den eneste SNP ut av elleve avhørt som var signifikant assosiert med CRC risiko i SCH var sSNP rs3087967 ved 11q23.1 (figur 1B), muligens på grunn av høyere mindre allel frekvenser (MAF) og relativt høyere effektstørrelse (tabell 2). I motsetning til GWAS studier i kaukasiske og japanske [11], [12], vi fant ikke denne varianten ved 11q23.1 å være forbundet med større sykdomsrisiko i endetarmen (OR = 1,20, 95% KI 1,02 til 1,42) sammenlignet med kolon (OR = 1,22, 95% KI 1,06 til 1,41) (Tabell S1). Vi fant imidlertid rs3087967 å være forbundet med større CRC risiko hos menn (OR = 1,34, 95% KI 1,14 til 1,58; p = 0,0005) sammenlignet med kvinner (OR = 1,07, 95% KI: 0,88 til 1,29; p = 0,4954 ), og dermed innebærer en kjønnsspesifikk rolle som ikke tidligere har vært rapportert. Det er interessant å merke seg imidlertid at iSNP rs3802842 på 11q23.1 ble kopiert i den nordlige kinesisk, men ikke den Hong Kong kinesisk studie [5], [6]. Det er uklart hvorfor dette slik, men Hong Kong kinesisk samplet kan være en blanding av arbeidsinnvandrere fra hele Kina som Hong Kong er en multikulturell by.
Fem SNPs, rs6687758, rs11986063 ,, rs6983267, rs2059254, og rs7226855 på 1q41, 8q23.3, 8q24.21, 16q22.1 og 18q21.1 henholdsvis viser utviklingen av foreningen (0,0031 p 0,1) med CRC i SCH men har ikke nådd statistisk signifikans sannsynligvis på grunn av utilstrekkelig utvalgsstørrelse og dermed effekt (tabell 2). MAF for disse 5 SNPs var også mindre enn den CEU selv om effektstørrelser var sammenlignbare.
iSNP, rs6983267, ved 8q24.21 var den første mottagelig loci som skal identifiseres i den kaukasiske [13], [ ,,,0],14]. Det var også den hyppigst replikert iSNP i flere forskjellige populasjoner [5], [11], [15] – [17]. Interessant, rs6983267 ble rapportert å være signifikant assosiert med CRC risiko i både japansk og nord kinesisk i en recessiv modellen [5], [15]. Vi fant rs6983267 å ha høyere effektstørrelse ved hjelp av en dominerende modellen i stedet i SCH (OR = 1,38, 95% KI 1,13 til 1,69). Det er uklart hvorfor det er slik, men japanerne ble funnet å være genetisk nærmere nord Han-kinesere enn Southern Han kinesisk [8]. Den Hong Kong studien, men fant ikke rs6983267 men en annen SNP, rs7014346, ved 8q24.21 å ha bevis for tilknytning til CRC risiko [6].
Videre sSNP rs827401 på 10p14 ble assosiert med redusert kreft risiko i rektum (OR = 0,74, 95% KI 0,63 til 0,88; p = 0,0006), men ikke kolon (OR = 1,02, 95% KI 0,89 til 1,18; p = 0,7466) i SCH (tabell S1), og dermed støtter tidligere funn i den kaukasiske og Nord-kinesisk [5], [18]. En fersk studie har rapportert at iSNP på 10p14 var assosiert med en redusert risiko for tilbakefall [19]. Vi, derimot, var ikke i stand til å gjenskape dette med sSNP rs827401 i våre endetarmskreftpasienter. Kaplan-Meier analyse viste at genotype ikke var signifikant assosiert med tilbakefall overlevelse enten hos alle pasienter eller pasienter stratifisert etter kjemoterapi. Pasienter med beskyttelses allelet (AB /BB) har hasardratio på 0,91 (95% KI 0,69 til 1,20, p = 0,50) med AA som referanse.
Spesielt iSNPs rs7136702 (12q13.13) og rs4779584 ( 15q13.3) og sSNPs rs12638862 (3q26.2) og rs5005940 (20p12.3) ikke viser noen tegn til å bli assosiert med CRC risiko i SCH (tabell 2, OR ~ 1, p-verdi 0,1). Rapporten om nord kinesisk funnet rs961253 på 20p12.3 å være signifikant assosiert med CRC risiko (OR = 1,38; 95% KI 1,19 til 1,60; p = 0,00002) [5]. Vi kunne ikke gjenskape dette funnet med sSNP rs5005940 (OR = 1,00; 95% KI 0,79 til 1,28; p = 0,976) selv om LD strukturen i SCH er like, selv om ikke identiske med de HapMap KHB prøvene (figur 1C og 1D), noe som tyder på at genetisk heterogenitet eksisterer mellom nordlige og sørlige kinesisk. Tilsvarende rs4779584 på 15q13.13, med risiko allelet er den største allelet i den kinesiske (tabell 2), ble kopiert i Hong Kong kinesisk, men ikke den nordlige kinesiske og SCH [5], [6].
i sammendraget, bare iSNPs eller sSNPs på 1q41, 8q23.3, 8q24.21, 11q23.1, 16q22.1 og 18q21.1 viste bevis på samarbeid med CRC i SCH (tabell 2). rs827401 på 10p14 var assosiert med økt risiko i endetarmskreft bare. Videre, i motsetning til funnene i en fersk studie [19], den 10p14 regionen ble ikke assosiert med sykdom prognose i vår serie. Følsomhet loci fra sju andre kandidat regioner, 3q26.1, 12q13.13, 14q22, 15q13.3, 19q13.1, 20p12.3 og 20q13.3 viste ingen tegn til å bli assosiert med sykdommen. Det er bemerkelsesverdig at alle fire BMP loci,
BMP4 plakater (14q22),
GREM1 plakater (15q13.3),
BNIP2 plakater (20p12.3) og
LAMA 5 product: (20q13.33), BMP sti gener uthevet i en fersk studie [3], ikke gjenskape i SCH. Kromosom 15q13.3 har vært innblandet i havn
CRAC1 /HMPS
locus i Ashkenazi jødisk arvelig blandet polypose syndrom (HMPS) pasienter [20]. Vi viste tidligere at sykdommen i Singapore Chinese HMPS pasienter ikke var knyttet til 15q13.3, og identifisert
BMPR1A
på 10q23 å være sykdomsfremkallende genet [21]. Disse tidligere resultater indikerer at genetisk heterogenitet kan gi opphav til lignende kliniske fenotyper i ulike populasjoner.
Av de fjorten CEU-identifiserte varianter for CRC, bare SNPs på 8q24.21, 10p14, 11q23.1 og 18q21.2 ble replikert i minst to av de tre kinesiske populasjoner, noe som tyder på at de funksjonelle variantene i disse regionene kan være viktig for kolorektal tumorigenesis på tvers av ulike populasjoner (Tabell 3). Blant de fire SNP, bare rs4939827 ved 18q21.1 synes å kode et gen, SMAD 7, i den TGF-en signaleringsveien, en viktig vei i kolorektal tumorigenesis [22]. De tre andre SNP er i ørkener gen. Samle bevis indikerer at rs6983267 på 8q24.1 ligger innenfor en lang enhancer regulerer uttrykket av C-MYC, et onkogen mer enn 300 kb nedstrøms ved å binde T-celle faktor 4 (TCF4) og styrke Wnt signalering [23] – [25] . Fersk rapport har antydet imidlertid at det verken somatisk tap av risikoen allelet eller mulige funksjonelle forsterkerelementer i LD-regionen på 10p14 og 11q23.1 [26], noe som tyder derfor på at andre ukjente mekanismer kan være ansvarlig for foreningen.
i tillegg 8q23.3 regionen husing
EIF3H Hotell og
UTP23
gener kan være potensielt viktig risikofaktor region for kineserne også, som sSNP rs11986063 ble kopiert med høyeste effektstørrelse i SCH. Den 8q23.3 regionen ble ikke utspørres i de andre to kinesiske undersøkelser på grunn av mangel av polymorfisme i iSNP rs16892766. Pittman et al viste at SNP rs16888589 på 8q23.3 bind EIF3H promoter og undertrykt sin transkripsjon [27]. En senere eQTL uttrykk analyse indikerte imidlertid at uttrykket av UTP23, snarere enn for EIF3H ble korrelert med risiko allel av rs16888589 på 8q23.3. Forfatterne foreslo at både gener kan være funksjonelt koordinert [2].
Ikke alle CEU-identifiserte varianter ble kopiert i den kinesiske. Forskjellen kan skyldes forskjeller i allele frekvenser og LD strukturer eller reelle genetiske forskjeller. Siden effektstørrelser av disse variantene er relativt små og en fersk undersøkelse har anslått at minst 60 vanligste variantene bidra til CRC risiko [28], resultatene antyder at andre varianter som bidrar til predisposisjon for CRC forble å bli identifisert.
Hjelpemiddel Informasjon
Figur S1.
PCA tomter for PC1 vs PC2 og PC2 vs PC3.
doi: 10,1371 /journal.pone.0042407.s001 plakater (DOC)
Metoder S1.
DNA Extraction fra buffy coat og normal slimhinne.
doi: 10,1371 /journal.pone.0042407.s002 plakater (DOC)
Tabell S1.
Association of risiko SNPs med svulst nettstedet.
doi: 10,1371 /journal.pone.0042407.s003 plakater (DOC)
bekreftelser
Forfatterne takker Dr. Michelle Tan fra Institutt for klinisk forskning, SGH og Ms . Wei Lin Goh fra Institutt for kolorektal inngrep, SGH for teknisk assistanse.
