Abstract
Mål
Vi utførte en oppdatert meta-analyse, med en helhetlig strategi for logistisk regresjon og en modell-fri tilnærming, for å vurdere nærmere bestemt rolle rs4444235 variant nær benmorfogenetisk protein-4 (
BMP4
) genet i mottakelighet for tykk- og endetarmskreft (CRC).
Metoder
totalt 19 studier med 28770 saker og 28234 kontroller ble inkludert. Metagen system med logistisk regresjon ble brukt for å velge den mest plausible genetisk modell for rs4444235. Generalisert odds ratio (OR
G) metrisk ble brukt til å gi en global test av forholdet mellom rs4444235 og CRC risiko.
Resultater
Metagen analyse foreslo rs4444235 montert beste til en additiv modell . I vurderingen av additiv modell, ble observert heterogenitet (
P
= 0,059,
I
2
= 36,1), og samlet per-allelet OR var 1,08 (95% KI = 1,05 -1,11). Basert på modell fri tilnærming, samlet OR
G var 1,09 (95% KI = 01.05 til 01.14) under et tilfeldig effekt modell. Stratifiserte analyser antydet heterogenitet kan være delvis forklares med befolknings etnisitet, studiedesign, kilder til kontroller og utvalgsstørrelse. Følsomhetsanalyse støttes videre robust stabilitet dagens resultater, ved å vise tilsvarende samlede estimater før og etter sekvensiell fjerning av hver studie.
Konklusjoner
Denne meta-analysen gir en robust estimat av den positive assosiasjon mellom rs4444235 og CRC risiko og ytterligere understreker viktigheten av rs4444235 i CRC risiko prediksjon
Citation. Liu L, Su Q, Li L, Lin X, Gan Y, Chen S (2014) The Common variant rs4444235 nærheten
BMP4
Konferere genetisk disposisjon for tykktarmskreft: en oppdatert Meta-analyse basert på en omfattende statistiske strategi. PLoS ONE 9 (6): e100133. doi: 10,1371 /journal.pone.0100133
Redaktør: Xiaoping Miao, MOE Key Laboratory for miljø og helse, School of Public Health, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Kina
mottatt: 25 januar 2014; Godkjent: 21 mai 2014; Publisert: 16 juni 2014
Copyright: © 2014 Liu 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 støttet av Program for Guangdong Medical Research Foundation (Grant No. B2012176, https://www.gdwst.gov.cn/lixiang/), Stiftelsen for Distinguished Unge Talenter i høyere utdanning i Guangdong (Grant No. 2012LYM_0082; http: //www.gdhed.edu.cn/main/index.html) og Natural Science Foundation National of China (Grant nr 81302493, https://isisn.nsfc.gov.cn/egrantweb/). 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
tykktarms~~POS=TRUNC kreft~~POS=HEADCOMP er et stort folkehelseproblem i utviklede land, og blir stadig mer utbredt i Asia og Afrika, med over 1,2 millioner nye tilfeller på verdensbasis hvert år [1]. Som andre komplekse sykdommer, er kolorektal kreft en kompleks egenskap drevet av ulike årsaker som involverer i flere miljømessige og genetiske faktorer og deres interaksjoner [2]. Twin og familiære baserte studier har gitt et klart bevis på at ca 35% av alle CRC tilfeller har en genetisk komponent [2]. Av alle CRC-tilfeller, og mindre enn 5% kan forklares med en kombinasjon av noen germline mutasjoner med høy penetrans, mens de fleste «sporadiske» tilfellene skyldes et stort antall vanlige variantene med individuelt små effekter [3]
Nylig har genome-wide assosiasjonsstudier (GWAS) innblandet flere felles enkeltnukleotidpolymorfi (SNPs) i arvelig predisposisjon til CRC [4], [5]. Den SNP rs4444235 på kromosom 14q22.2, kartlegging 9,4 kb oppstrøms delen av genet som koder benmorfogenetisk protein 4 (
BMP4)
, ble først rapportert av en meta-analyse av GWAS data å bli assosiert med CRC risiko, med en samlet OR av 1,11 (95% KI = 01.08 til 01.15,
P
= 8,1 × 10
-10) [6]. BMP4 er et viktig medlem av BMP signalveien, som innebærer i CRC utvikling gjennom regulering av kolorektal stamcelledifferensiering [7]. Dette SNP blitt foreslått å virke som en cis-regulator av
BMP4
og således overdratt til CRC risiko [6]. Men følgende replikering studiene gitt inkonsistente resultater, delvis på grunn av «vinner forbannelse» i den opprinnelige rapporten [8], «Proteus fenomen» i replikering av data [9], heterogen etnisk befolkning, og utilstrekkelig statistisk styrke, blant andre problemer.
Meta-analyse, ved å integrere publiserte data, kan være et kraftig verktøy for å avklare uoverensstemmelser over enkeltstudier. To meta-analyser har blitt utført for å vurdere rs4444235 i CRC. Den meta-analyse av Li et al. [10], inkludert 19893 saker og 22106 kontroller, vurderes flere genetiske modeller for rs4444235, noe som ville føre til multiple sammenligninger eller feilaktig spesifikasjonen modus uten å priori biologisk bevis. Den andre meta-analyse av Theodoratou et al. [11], inkludert mindre prøver (18607 tilfeller og 19576 kontroller), benyttet en maximum likelihood estimator å tyde plausibel modell for rs4444235. Men i denne meta-analysen, var det ingen subgruppeanalyse foretatt. For å overvinne de ovennevnte mangler ved de tidligere meta-analyser, integrert vi publiserte data fra 28770 tilfeller og 28234 kontroller, og utført en oppdatert meta-analyse, med en omfattende statistisk strategi. Metodikken av logistisk regresjon ble brukt for å estimere det mest sannsynlige genetisk modell i metagen system [12]. Den generaliserte odds-forhold, basert på modell-fri måte, ble anvendt for å tilveiebringe en global test av genetisk krets [13]. Stratifiserte analyser ble videre utført for å utforske potensielle kilder til heterogenitet. Kjernen Målet med denne meta-analysen var å gi en mer presis og robust evaluering for rollen rs4444235 polymorfisme i genetisk mottakelighet av tykktarmskreft.
Materialer og metoder
Søk Strategi og identifikasjon av relevante studier
Denne meta-analysen ble utført i henhold til de Preferred Reporting Varer til systematiske oversikter og metaanalyser (PRISMA) uttalelse (Sjekkliste S1) [14]. Genetiske foreningen studier om rs4444235 og endetarmskreft (CRC) risiko ble søkt i PubMed /MEDLINE og EMBASE databaser gjennom den 15 oktober 2013, ved hjelp av kombinasjoner av søkeordene: ( «BMP4» eller «rs4444235» eller «14q22.2» ) og ( «kolorektal kreft» eller «colorectal neoplasmor» eller «tykktarm kreft» eller «endetarmskreft»). De tilsvarende søkeordene ble også brukt til Wanfang data og CNKI databaser. Søket ble supplert med gjennomgang av referanselister for alle relevante studier og oversiktsartikler. Alle relevante rapporter identifiserte ble inkludert uten språkbegrensninger
Følgende inklusjonskriterier bør være oppfylt:. (1) enten case-control eller nestet case-kontrollstudier; (2) klar definisjon av kolorektal kreft tilfeller; (3) studier som evaluerte forholdet mellom rs4444235 og CRC risiko; (4) som gir tilstrekkelige data til å re-beregne effekten beregninger, som var, antall genotyper i saker og kontroller. Forfatterne ble kontaktet via e-post når kvalifiserte artikler rapportert utilstrekkelige data. Hvis de ikke var i stand til å gi detaljerte data, disse artiklene ble ekskludert. Dyrestudier, anmeldelser, konferanse abstracts, ledere og brev ble ekskludert. Hvis mer enn en etnisk befolkning var i en rapport, ble hver populasjon vurderes for seg. Studier overlappende med andre studier bør utredes, og den med mest utfylte opplysningene var inkludert. Den første studien på foreningen av rs4444235 av Houlston et al. ble ekskludert [6], på grunn av overlapper med den studie av Tomlinson et al. [5]. Sistnevnte ble valgt på grunn av større utvalg
Data Extraction
Data ble hentet selvstendig og i to eksemplarer av 2 anmeldere (L. Liu Q. Su).. Følgende data ble hentet fra hver artikkel i henhold til en fast protokoll: den første forfatter, årstall, studiedesign, land, etnisitet, kilden til kontroller, antall saker og kontroller, mener alder av tilfellene, sex ratio, stedet /type tykktarmskreft, genotyping metode, mindre allel frekvens (MAF), og hyppigheten av genotyper i saker og kontroller.
Statistical Analysis
Hardy-Weinberg likevekt i kontrollene ble re-analysert ved hjelp av godhet- of-fit χ
2 test (
P
0,05). Den inverse variansen metoden ble anvendt for å beregne den samlede hyppighet av risikoen allel (C-allel) i forskjellige etniske populasjoner. Den genetiske effekten av rs4444235 i CRC følsomhet ble vurdert ved hjelp tilnærminger beskrevet som følger:
Metagen system har gitt et generelt rammeverk for å dechiffrere den mest plausible genetisk modell for rs4444235 som behandlet genotypene som uavhengige variabler i en logistisk regresjon i henhold til både faste og tilfeldige effekter modeller [12]. Under fast effekt modellen, to parametre,
θ
2 og
θ
3 ble estimert ved hjelp av logistisk regresjon: logit (
π
ij
) =
α
i
+
θ
2z
i2
+
θ
3z
i3
, der
α
i
var indikatoren studiespesifikke fast effekt, OR
TC /TT = exp (
θ
2
), og OR
CC /TT = exp (
θ
3
). For å ta høyde for en additiv komponent av heterogenitet, ble et tilfeldig effekt logistisk regresjon utført ved hjelp av GLLAMM modulen i Stata programvare via innføre en studie spesifikke tilfeldig koeffisient: logit (
π
ij
) =
α
i
+ (
θ
2 + ν
i2
)
z
i2
+ (
θ
3 + ν
i3) z
i3
. Den mest sannsynlige genetiske modellen ble bestemt ved å bruke følgende fremgangsmåte: hvis
θ
2
=
θ
3
= 0, ble ingen signifikant genetisk-forening foreslo; hvis
θ
2
= 0 og
θ
3
0, ble en recessiv genetisk modell foreslått; hvis
θ
2
=
θ
3
0, ble en dominerende modellen foreslått; hvis
θ
3
θ
2
0, ble en co-dominerende modellen foreslått; hvis 2
θ
2
=
θ
3
, en additiv modell var sannsynlig. I denne meta-analyse, ble det genetiske modell av rs4444235 beste utstyrt med et additiv modell. Deretter per-allelet OR av C-allelet (additiv modell) med tilhørende 95% konfidensintervall (95% KI) ble anslått i en logistisk regresjonsmodell, ved å tildele score til 0, 1 og 2 til AA, AC og CC genotyper, henholdsvis. Mellom-studie heterogenitet ble vurdert av Cochran χ
2 basert
Q
test og
I
2
beregning. Hvis det var ingen heterogenitet (dvs. hvis
Q
testen var signifikant [
P
0,1] eller
I
2
var mindre enn 25%) , en fast effekt modellen ble brukt til basseng estimatet; ellers, ble et tilfeldig effekt modell brukt. For å utforske kildene til heterogenitet, ble stratifisert analysene utføres, om mulig, i henhold til befolknings etnisitet (asiater, kaukasiere og afrikanere), kilder til kontroller (population- og sykehusbasert), studiedesign (GWAS og replikering studien), og total utvalgsstørrelse (≤2000 og 2000)
i tillegg har generalisert ELLER (OR
G), basert på en genetisk modell-fri tilnærming, ble også introdusert i denne meta-analyse [13. ]. Den OR
G utnyttet hele genotypefordeling å gi et estimat av samlet gen-sykdom forhold, gitt at mutasjons lasten ble behandlet som en gradert eksponering. Heterogenitet ble også vurdert for OR
G metrisk og stratifisert analyse ble også utført.
Følsomhetsanalyse ble utført for å vurdere påvirkning av enkeltstudie på samlede estimater. Publikasjonsskjevhet ble testet av Egger er regresjon test og Begg trakten plot. Statistiske analyser ble utført i ORGGASMA, METAN og metagen moduler i STATA programvare versjon 13.0. En
P
verdien av 0,05 ble ansett som statistisk signifikant, med unntak for estimering av mellom-studie heterogenitet, hvor et betydelig nivå på 0,10 ble påført
Resultater
The. karakteristisk for Inkludert Studies
Figur 1 viser et flytdiagram av studien utvelgelsesprosessen. Den omfattende søk ga 56 potensielt relevante referanser. 18 artikler ble funnet å være i utgangspunktet kvalifisert ved screening titler og sammendrag. Etter ytterligere detaljert evaluering, 7 dupliserte artikler [6], [15], [16], [17], [18], [19], [20] og 3 artikler med utilstrekkelige data [20], [21], [ ,,,0],22], ble [23] utelukkes. 1 Artikkelen ble ekskludert på grunn av liten utvalgsstørrelse (92 tilfeller og 96 kontroller) [24]. En studie i artikkelen av Tomlinson et al. ble ekskludert på grunn av avvik med Hardy-Weinberg likevekt [5]. Til slutt ble det totalt 7 artikler med 19 studier av 28770 tilfeller og 28234 kontroller inkludert i denne meta-analyse [5], [25], [26], [27], [28], [29], [30] . Det som kjennetegner disse studiene ble oppsummert i tabell 1. Blant de inkluderte studiene ble 15 studier utført i kaukasiere, 3 studiene i asiater, og en studie i afrikanere.
Felles Frekvens av risiko Allele (C Allele) i Controls Ifølge Etnisitet
Betydelig heterogenitet ble sett både i kaukasiere og asiater. og dermed tilfeldig effekt modellen ble brukt (alle
P
0,0001,
I
2
= 82,21 og 92,40, henholdsvis). Den samlede frekvensen til C-allelet var 0,463 (95% KI = 0,452 til 0,474) i kaukasiere, lik som 0,477 (95% KI = 0,423 til 0,532) i asiater. Bare en studie ble utført med afrikanere, og hyppigheten av C-allelet var 0,334.
Generelt Meta-analyse av rs4444235 og tykktarmskreft Risk
Tabell 2 oppsummerer resultatene av generelle meta analyse. I metagen analyse, den samlede OR
TC /TT og OR
CC /TT var 1,08 (95% KI = 01.03 til 01.12) og 1,18 (95% KI = 01.12 til 01.25), henholdsvis, noe som tyder på en additiv modell som den mest plausible genetisk modell. Da tilsetningen modellen for rs4444235 ble bedømt ved bruk av tradisjonelle metoden. I additiv modell, ble observert heterogenitet (
P
= 0,059,
I
2
= 36,1), og dermed tilfeldig effekt modellen ble brukt. Varianten var signifikant assosiert med øket risiko CRC, med en samlet per-allelet OR på 1,08 (95% CI = 01/05 til 01/11, figur 2). Basert på modell fri tilnærming, ble heterogenitet også sett (
P
= 0,063,
I
2
= 35,6). Under random-effekt modellen, ble signifikant resultat også produsert for foreningen av rs4444235 og CRC risiko, med en samlet OR
G på 1,09 (95% KI = 01.05 til 01.14).
Stratifisering analyse av rs4444235 og tykktarmskreft Risk
Når utført stratifisert analyse av befolknings etnisitet, i kaukasisk undergruppe av 15 studier, ble heterogenitet fjernet, og signifikant sammenheng av rs4444235 fortsatt eksisterte for både additiv modell og OR
G vurdering (tabell 2). Men i asiater av 3 studiene var det betydelig heterogenitet (
P
= 0,040 og 0,041 for additiv modell og OR
G, henholdsvis), og ingen signifikant sammenheng ble funnet.
ifølge kildene til kontroller, i populasjonsbasert undergruppe av 13 studier, analyse av tilsetnings modell og OR
G begge viste signifikant sammenheng med rs4444235 med CRC uten tegn på heterogenitet, mens i sykehusbasert undergruppe av 8 studier, betydelig heterogenitet ble observert og ingen signifikant sammenheng ble rapportert.
Når det gjelder å studere design, var det seks GWAS og 13 replikering studier. Ved vurdering av additive modellen og OR
G beregning, begge undergrupper viste positiv genetisk tilknytning CRC risiko, uten tegn på heterogenitet. Interessant, de samlede anslagene i GWAS (per-allelet OR = 1,12, eller
G = 1,14) var litt større enn de i undergruppen av replikering studier (pr-allelet OR = 1,06; OR
G = 1,07 )
stratifisert analyse ble også gjennomført i henhold til total utvalgsstørrelse (antall både saker og kontroller), inn i 2 undergrupper: den store utvalgsstørrelsen undergruppe (total utvalgsstørrelse 2000) med 22064 saker og 20876. kontroller og den lille eller moderat størrelse undergruppe (total utvalgsstørrelse ≤2000) med 6706 tilfeller og 7358 kontroller. For både additiv modell og OR
G-analyser, heterogenitet ble fjernet i undergruppen med stor utvalgsstørrelsen, mens i små eller moderate størrelse undergruppe, heterogenitet fortsatt eksisterte. Begge undergruppene viste signifikant sammenheng mellom rs4444235 og CRC risiko.
Sensitivity Analysis and Publication Bias Assessment
Siden mellom-studie heterogenitet ble observert i denne meta-analysen, vi videre gjennomført sensitivitetsanalyse i henhold random-effekt modell. For additivet modellen, sensitivitetsanalysen, ved i rekkefølge å utelate hver undersøkelse, rapporterte en serie av samlet SV med 95% CI overstiger 1,00, og de samlede ORS var like før og etter utelate hver studien (tabell 3). Lignende resultater ble foreslått for OR
G analyse at ingen enkelt studie vesentlig endret den samlede OR
G. I Begg og den Egger tester, var det ingen bevis for publikasjonsskjevhet for både additiv modell og OR
G (alle
P
verdier for Begg-tallet og Egger tester 0,05).
Diskusjoner
Foreløpig er tradisjonelle meta-analyser av genetiske assosiasjonsstudier vanligvis utføres av kollapser genotyper i to kategorier forutsatt ulike genetiske modeller. Men disse forskjellige modellene er ikke uavhengige, og a priori biologisk begrunnelse for valg av en bestemt modell er sjelden tilgjengelig [31]. I tillegg er tolkningen av disse resultatene komplisert siden et sett av forskjellige estimater og signifikans tester er vanligvis gitt. I denne aktuelle meta-analyse av rs4444235 og tykktarmskreft, benyttet vi en helhetlig strategi, inkludert metagen analyse basert på logistisk regresjon og OR
G beregning basert på modell-fri tilnærming [12], [13], for å overvinne ulempene i tradisjonelle meta-analyse av feilaktige modellen spesifikasjonen og flere modellforsøk med en oppblåst type i feil hastighet, og gjør tolkningen av dagens resultater enklere.
i denne meta-analyse av 19 case-kontrollstudier av 28770 tilfeller og 28234 kontroller, metagen analyse indikerte at rs4444235 montert beste til en additiv modell. Kunnskap om den beste sittende modell for rs4444235 kan være viktig i å optimalisere bruken av denne SNP i tykk- og endetarmskreft (CRC) risiko prediksjon. Vurdering av additiv modell indikerte at CRC risiko ble økt med 8% per ekstra C-allelet. Basert på modell-fri tilnærming, generalisert ELLER (OR
G) analyse viste at CRC tilfeller med høyere mutasjons belastning enn friske individer har 9% høyere risiko for CRC mottakelighet. Sensitivitetsanalyse videre støttet dagens resultater, ved å vise lignende ORS før og etter sekvensielt utelate enkeltstudie. Den positive forening av rs4444235 med CRC risiko identifiseres av denne meta-analysen var også konkordant med funnene fra tidligere meta-analyser [10], [11].
rs4444235 er 9,4 kb fra transkripsjon start stedet
BMP4
. The BMP signale har vital funksjon i vedlikehold av Wnt signal å hemme differensiering av stamceller i nærheten av kolorektal krypten baser [7]. Økt uttrykk av BMP pathway medlemmer ville begrense Wnt signal, deretter aktivere β-catenin og heve cellene mottakelighet for kreftfremkallende mutasjoner, og til slutt fremme kolorektal kreftutvikling [7]. Forbløffende nok i en fersk undersøkelse, luciferase reporter analysen foreslo element som rs4444235 kart fungerer som et allel-spesifikk transkripsjonen Enhancer [23]. I CRC cellelinjer allel-spesifikke uttrykk analyse indikerte en signifikant sammenheng med økt
BMP4
uttrykk med C-allelet [23]. Disse dataene har sterkt støttet den funksjonelle rollen rs4444235 i CRC utvikling gjennom cis-virkende regulatoriske innflytelse på
BMP4
uttrykk.
Heterogenitet er en gjennomgripende og vanskelig problem i meta-analyse av genetisk tilknytning studier. Ikke overraskende, heterogenitet eksisterte i denne meta-analysen, og dermed resultatene må tolkes med forsiktighet. Likevel, i stratifisert analyse av etnisitet, ble heterogenitet fjernet i kaukasiere og signifikant sammenheng av rs4444235 beholdt. Ifølge studere design, både i GWAS og replikering studier, heterogenitet ble effektivt redusert, og foreningen ble også eksisterte. Interessant, undergruppen av GWAS ga større sammenslåtte ORS enn at i replikering av data, som indikerer «vinner forbannelse» eksisterte for rs4444235 i GWAS. I om å prøve størrelse, bare i undergruppen med stor utvalgsstørrelse heterogenitet ble fjernet, men begge undergrupper viste betydelig genetisk sammenheng. Når stratifisert etter kilder til kontroller, ble heterogenitet fjernet i populasjonsbasert gruppen. Disse funnene foreslo heterogenitet kan være delvis forklares med den distinkte typene av befolkningen etnisitet, kontrollkilder, studiedesign og utvalgsstørrelse på tvers av enkeltstudier. Videre ingen enkelt studie hadde betydelig innflytelse på den samlede anslag i sensitivitetsanalyse, og ingen publikasjonsskjevhet ble observert i denne meta-analysen, noe som tyder på robust stabilitet dagens resultater.
Til tross for styrken i denne studien utnytte en omfattende statistisk strategi, noen begrensninger fortjener seriøs vurdering. I stratifisert analyse av etnisitet, var flertallet av studier gjennomført i kaukasiere, bare tre studier og 1 studie utbygd rs4444235 i henholdsvis asiater og afrikanere,. Det ble ikke sett hos asiater og afrikanere muligens på grunn av liten utvalgsstørrelse og utilstrekkelig effekt. Forholdet mellom rs4444235 og CRC risiko fortjener flere studier i ulike populasjoner. Bare en polymorfisme ble vurdert i denne meta-analyse, og denne meta-analysen gir ikke en global oversikt over de genetiske varianter av
BMP4
i CRC mottakelighet. I tillegg gen-miljø interaksjoner fikk spille viktigere rolle i kolorektal kreftutvikling sammenlignet med genetiske faktorer [32]. Men bare én studie så langt av Hutter et al. har utforsket samspillet mellom rs4444235 og miljømessige faktorer [33], og dermed interaksjon kan ikke bli vurdert i denne meta-analysen.
I konklusjonen, denne oppdaterte meta-analyse, utnytte en helhetlig strategi, støtter ytterligere betydelig rollen rs4444235 i genetisk mottakelighet av tykktarmskreft. Videre funksjonelle polymorfi baserte studier i hele
BMP4
genet er garantert å bekrefte og utvide dagens funn i ulike etniske populasjoner.
Hjelpemiddel Informasjon
Sjekkliste S1.
Sjekkliste for Preferred Rapportering Varer til systematiske oversikter og meta-analyser uttalelse
doi:. 10,1371 /journal.pone.0100133.s001 plakater (DOC)
