Abstract
Bakgrunn
Det er variasjon i klinisk resultat for pasienter med tilsynelatende samme scene tykktarmskreft (CRC). Enkeltnukleotidpolymorfi (SNPs) kartlegging for å kromosomer 1q41, 3q26.2, 6p21, 8q23.3, 8q24.21, 10p14, 11q13, 11q23.1, 12q13.13, 14q22, 14q22.2, 15q13.3, 16q22.1 , 18q21.1, 19q13.11, 20p12, 20p12.3, 20q13.33 og Xp22 har robust vist seg å være assosiert med risiko for å utvikle CRC. Siden kimcellelinje variasjon kan også påvirke pasientenes prognose forholdet mellom disse SNPs og pasientoverlevelses fra CRC ble undersøkt.
Metoder
Alle innmeldt i National Study of tykktarmskreft Genetics (NSCCG) ble genotypet for 1q41, 3q26.2, 6p21, 8q23.3, 8q24.21, 10p14, 11q13, 11q23.1, 12q13.13, 14q22, 14q22.2, 15q13.3, 16q22.1, 18q21.1, 19q13.11, 20p12, 20p12.3, 20q13.33 og xp22 SNPs. Knytte denne informasjonen til National Cancer dataregister tillatt pasient genotype å være relatert til overlevelse.
Resultater
Det koblede datasettet besto av 4,327 individer. 14q22.22 genotype definert av SNP rs4444235 viste en signifikant sammenheng med total overlevelse. Nærmere bestemt, C-allelet var assosiert med dårligere observerte overlevelse (per allel hasardratio 1,13, 95% konfidensintervall 01.05 til 01.22,
P
= 0,0015).
Konklusjon
CRC mottakelighet SNP rs4444235 synes også å påvirke i moduler pasient overlevelse og garanterer videre evaluering som en potensiell prognostisk markør
Citation. Morris EJA, Penegar S, Whiffin N, Broderick P, biskop DT, North E , et al. (2015) En retrospektiv observasjonsstudie av forholdet mellom enkeltnukleotidpolymorfi forbundet med risiko for å utvikle tykktarmskreft og overlevelse. PLoS ONE 10 (2): e0117816. doi: 10,1371 /journal.pone.0117816
Academic Redaktør: Ming Yang, Beijing University of Chemical Technology, KINA
mottatt: 15 september 2014; Godkjent: 31 desember 2014; Publisert: 24 februar 2015
Copyright: © 2015 Morris 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: Dataene på studien er basert på er potensielt pasient identifiserbare. Som sådan, er de ikke er offentlig tilgjengelig. De kan nås, men hvis forskerne skaffe § 251 godkjenning og aktuelle etiske godkjenninger fra National Cancer Intelligence Network https://www.ncin.org.uk/collecting_and_using_data/data_access
Finansiering:. EJAM ble finansiert ved Cancer Research UK Bobby Moore fondet (C23434 /A9805) og Leeds MRC Medisinsk Bioinformatikk Centre (MR /L01629X /1). PQ ble finansiert av Yorkshire Cancer Research (L354PA). ELN og DTB ble finansiert av Cancer Research UK (C588 /A10589). Den NSCCG har blitt støttet med tilskudd fra Cancer Research UK Bobby Moore fondet (C1298 /A8362), CORE, og EU Framework 6 tildelt RSH. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært ingen konkurrerende interesser eksisterer
INNLEDNING
tykktarms~~POS=TRUNC kreft~~POS=HEADCOMP (CRC) er en vanlig sykdom i Storbritannia rammer rundt 40.000 personer årlig og utgjør 16.000 kreftrelaterte dødsfall hvert år [1]. Til tross for store fremskritt i medisinsk behandling av CRC i løpet av de siste 25 årene, er det fortsatt fem-års overlevelse på bare rundt 55% [1].
Et prinsipp beregning av pasientens prognose av CRC er scenen på presentasjonen [2] men det er betydelig variasjon i total overlevelse (OS) av pasienter med tilsynelatende samme stadium sykdommen og forstå disse forskjellene er av klinisk betydning.
Det er bevis for familiær konkordans for å overleve i en rekke kreftformer, inkludert CRC [3 ], noe som antyder at arvelig genetisk variasjon kan bidra til CRC prognose. I tillegg har studier rapportert assosiasjoner med overlevelse fra CRC med genetiske varianter alene eller i kombinasjon med bestemte typer cellegift [4-6]. Derfor som en potensiell prognostisk faktor begrepet kimcellelinje variasjon formidle interindividuell variasjon i tumor utvikling, progresjon og metastasering er mottak økt oppmerksomhet [7-11].
Genome-wide assosiasjonsstudier (GWAS) har vært dyktige til å identifisere enkeltnukleotidpolymorfi (SNPs) som er vesentlig knyttet til en persons risiko for å utvikle en CRC [12,13]. I europeiske befolkninger GWAS ligger CRC følsomhets SNPs er identifisert på 1q41, 3q26.2, 5p15.33, 6p21, 8q23.3, 8q24.21, 10p14, 11q13.4, 11q23.11, 12q13.3, 14q22.2, 15q13.3, 16q22.1, 18q21.1, 19q13, 20p12.3, 20q13.33, og Xp22.2 [12-16]. I tillegg til å påvirke CRC risiko, er det helt plausible disse variantene kan også ha innvirkning på pasientenes prognose etter diagnostisering av CRC.
Denne hypotesen har blitt vekslet undersøkt av en rekke forskere, men med motstridende resultater [17-24 ]. Forskjellen kan skyldes de relativt små og heterogene årskull av individer analysert som hadde begrenset makt for å oppdage klinisk viktige relasjoner mellom SNP genotype og utfall og dermed forblir den prognostiske betydningen av disse CRC mottakelighet varianter kontroversielt. For å adressere svakhetene i tidligere studier har vi gjort bruk av den siste sammenhengen [10] av den store nasjonale studie av tykktarmskreft Genetics (NSCCG) [25] med dataene i National Cancer data Repository (NCDR) [26]. Denne sammenhengen har tilbudt en mulighet til å forholde genotype og resultat over en større befolkning enn det som tidligere har vært mulig. Ved hjelp av disse dataene, for denne studien hadde som mål å undersøke om 19 CRC mottakelighet SNPs også hatt innvirkning på overlevelse av sykdommen.
Materiale og metode
Pasienter og rekord kobling
Full detaljer om NSCCG er publisert andre steder [25], men i korte trekk studien samlet DNA og clinicopathological data fra over 20 000 personer med tykktarmskreft og en rekke ektefelle /partner styrer med sikte på å skape en unik ressurs for å identifisere lav -penetrance CRC mottakelighet gener. Alle individer innenfor denne studien for hvem SNP informasjon var tilgjengelig, og som kan være knyttet til NCDR ble derfor identifisert og matchet ved hjelp av metoden beskrevet tidligere [10]. For å minimere bias, ble tilfeller ekskludert fra analysen hvis det var mer enn et år mellom diagnostisering av CRC i en individuell registrert i NCDR og deres rekruttering til NSCCG (Fig. 1).
alle kliniske opplysninger og biologiske prøver ble innhentet etter fullt informert samtykke ble innhentet fra deltagende individer, og i samsvar med prinsippene i Helsinkideklarasjonen. Etisk godkjenning for både NSCCG og dens binding til NCDR ble hentet fra Multisenter forskningsetiske komiteer (MREC /98 /2/67; MREC02 /0/97, REC08 /S0501 /66)
Genotyping
DNA ble ekstrahert fra EDTA syre-venøse blodprøver ved konvensjonelle metoder og PicoGreen kvantifisert (Invitrogen Corporation, Carlsbad, California, nå Life Technologies). Nitten SNPs ble valgt som hadde blitt rapportert å være assosiert med CRC fra 14 kromosomale regioner-rs6691170 (1q41), rs10936599 (3q26.2), rs1321311 (6p21), rs16892766 (8q23.3), rs6983267 (8q24.21) rs10795668 ( 10p14), rs3824999 (11q13), rs3802842 (11q23.1), rs11169552 (12q13.13), rs1957637 (14q22), rs4444235 (14q22.2), rs4779584, (15q13.3), rs9929218 (16q22.1), rs4939827 (18q21.1), rs10411210 (19q13.11), rs4813802 (20p12), rs961253 (20p12.3) rs4925386 (20q13.33) og rs5934682 (xp22). SNP genotyping ble utført av allel-spesifikk polymerase chain reaction (LGC Genomics, https://www.kbioscience.co.uk) med primer sekvenser og betingelser tilgjengelig på forespørsel. For å overvåke kvalitetskontroll, har vi inkludert et sett av 136 dobbeltprøver i analysene; genotype konkordans var 99,9%. For å bekrefte genotyper, sekvensert vi 192 prøver valgt tilfeldig fra saker og kontroller; samsvar mellom genotypene var 100%.
Statistisk analyse
Statistiske analyser ble utført ved bruk av Stata versjon 13 (State College, Tx, USA). En
P
-verdi på 0,05 (tosidig) ble ansett å være betydelig. Når kommentert, en Bonferroni korreksjon for multiple sammenligninger tilsvarte en verdi av 0,0026 (0,05 /19 SNP’er). Resultatene er presentert uten korreksjon for multippel testing for å redusere mot type II feil. Forskjeller i pasientkarakteristika mellom grupper ble vurdert ved hjelp av χ
2 og Kruskal-Wallis tester. Studien endepunktet var fem års total overlevelse beregnet fra datoen for rekruttering til NSCCG til dødsdato eller når sensurert (30
th juni, 2011). Kaplan-Meier grafer i henhold til genotype ble generert og deres homogenitet evaluert med log-rank tester. Cox regresjonsanalyse ble brukt for å estimere hazard ratio (HR) og deres 95% konfidensintervall (KI) mens justert for alder, kjønn, Dukes «stadium av sykdommen ved diagnose, savn score, tumorlokalisering (colon, rektosigmoid veikryss eller endetarm ), og diagnoseår.
P
-verdier present tilsvarer betydningen av en test forskjell mellom alle de tre genotypgruppene (felles allelet homozygot, heterozygot og sjeldne allel homozygot).
Kraften til å demonstrere et forhold mellom SNP genotype og OS ble beregnet ved hjelp av utvalgsstørrelse formler for komparative binomiske forsøk. For å vurdere sjansen for å få en falsk-positiv sammenheng i data våre satt og å vurdere robustheten tidligere rapporterte assosiasjoner mellom SNP genotype og pasientens utfall, har vi gjort bruk av falsk-positiv rapport sannsynlighet (FPRP) test [27]. Den FPRP verdien bestemmes av
P
verdi, før sannsynligheten for foreningen, og statistisk styrke. For våre analyser, antok vi tidligere sannsynligheter på 0,05, 0,01 og 0,001; pålegge en FPRP cut-off verdi på 0,5 som forfektet [27], verdier som er mindre enn 0,5 ble ansett for å være bemerkelsesverdig, å være en indikasjon på et robust forening.
Meta-analyse av funnene med tidligere publiserte data ble utført ved hjelp av en fast effekt-modell, estimering Cochran Q statistikk for å teste for heterogenitet og
jeg
2
statistikk å kvantifisere andelen av den totale variasjonen mellom studiene.
Etisk godkjenning ble innhentet for både NSCCG studien (MREC /98 /2/67; MREC02 /0/97). og båndet og utnyttelse av NSCCG og NCDR data (LR /08 /S0501 /66)
RESULTATER
Heis
informasjon om 9,229 personer rekruttert til NSCCG og med SNP informasjonen ble levert for kobling til NCDR. Studiepopulasjonen besto av 4327 (46,9%) av disse personene som både passet inn i NCDR og som ble rekruttert til NSCCG innen ett år etter diagnostisering av sykdommen sin (Fig. 1).
Beskrivende statistikk
Komplette kliniske og demografiske karakteristika av fagene studert er gitt i tabell 1. median alder ved diagnose av CRC var 60 år (gjennomsnitt, 58,6 år, standardavvik, 8,0). Totalt 2,626 tilfeller (60,7%) hadde colonic, 416 (9,6%) rektosigmoid og 1,285 (29,7%) endetarms svulster; majoriteten av pasientene med Dukes fase B og C svulster (3055, 70,6%).
Totalt fem-års overlevelse var 64,3% (95% KI 62,9 til 65,8%). Det var 1,658 (38,3%) dødsfall over hele kullet. Overlevelse var sterkt assosiert med tumorstadium (P 0,0001); 5-års overlevelse varierte fra 54,9% (95% KI 0,50-0,60) for pasienter diagnostisert med stadium D CRC til 88,4% (95% KI 83,6 til 91,2%) for de med scenen A CRC. Siden disse overlevelse er ikke vesentlig annerledes enn dokumentert i tidligere publiserte studier som undersøker prognosen av aktivt forvaltede CRC pasienter [28], ble det konkludert med at det ikke finnes bevis for at «sunn studie deltakerens valg ville skjevhet analyser.
Forholdet mellom SNP genotype og OS
det var ingen statistisk signifikant sammenheng mellom SNP genotype og patologisk parametere, side og scene. Bare én SNP viste tegn på en korrelasjon med OS (tabell 2). En signifikant sammenheng ble identifisert mellom rs4444235 genotype og prognose, hvor farer ratio for økende antall variant alleler var 1,13 (95% CI: 01.05 til 01.22). Hazard ratio for heterozygositet, homozygosity og bærerstatus var: 1,18 (95% KI: 1,04 til 1,34) og 1,28 (95% KI: 1,11 til 1,48), henholdsvis. Det bør bemerkes at foreningen (
P
trend
= 0,0015) forble signifikant hvis Bonferroni korreksjon for multippel testing ble brukt (
P
adj
= 0,032) og forble bemerkelsesverdig (dvs. FPRP≤0.5) gitt før var 0,001. Kaplan-Meier estimater (Fig. 2) viste at operatører hadde lavere fem års overlevelse enn de med villtypegenotype (
P
0,01).
Motiver på tidligere publiserte studier
En rekke tidligere studier har vurdert forholdet til rs4444235 og andre risiko SNPs med pasientens prognose (tabell 3). Tenesa
et en l product: [21] analysert 10 CRC resistens varianter, men fant ingen sammenheng med OS eller CRC-spesifikk overlevelse (CSS). Xing
et al product: [22] analysert seks SNPs i en liten kohort av pasienter i forhold til tilbakefall og død og generert bevis som tyder på at rs10795668 (10p14) kan påvirke tilbakefall (
P
= 0,007,
P
adj
= 0,042). Effekten observert var sterkest i de som fikk kjemoterapi. Phipps
et al product: [20] studerte 16 CRC SNPs (inkludert noen også analysert ved Tenesa
et al product: [21] og overlevelse i 2,611 CRC pasienter konstatert fra fem kohortstudier. De rapporterte 18q21 variant rs4939827 påvirket OS (
P
= 0,002;
P
adj
= 0,03) nylig Abuli og medarbeidere [17] rapporterte om forholdet. mellom 16 CRC risiko SNPs CRC pasienter gjengjeldt den spanske EPICOLON konsortiet. Genetiske varianter rs9929218 på 16q22.1 og rs10795668 på 10p14 ble rapportert å ha en effekt på OS (
P
= 0,0179 og 0,057, henholdsvis) riktignok verken robust etter justering for multippel testing (
P
adj
= 0,28 og 0,91, henholdsvis). Senest Hoskins
et al product: [19] har rapportert på forholdet mellom 11 SNPs og overlevelse. de eneste foreninger rapportert å være av betydning var for homozgosity for 8q24 SNPs rs7013278, rs7014346 (
P
= 0,01 og 0,03 henholdsvis
P
adj
for antall risiko loci = 0,06 og 0,18 henholdsvis). Møtereferat Dai og medarbeidere [18] rapporterte om forholdet mellom 26 SNPs i 10 av GWAS risiko loci i en kohort begrenset til personer med Dukes fase B og C kreft. rs961253 (20p12.3), rs355527 (20p12.3), rs4464148 (18q21.1), rs6983267 (8q24.21) og rs10505477 (8q24.21) var signifikant assosiert med overlevelse. Effektene ikke lenger var statistisk signifikant, imidlertid, etter justering for multiple testing. Uavhengig av korreksjon for multippel testing forutsatt en før på 0,001 ingen av disse assosiasjonene er iboende robust.
Bare to av de tidligere rapporterte studier har undersøkt påvirkning av rs4444235 på prognose, og de fant ingen signifikant sammenheng med overlevelse [20,21]. For ytterligere å undersøke sammenhengen mellom rs4444235 genotype og Os en meta-analyse pooling vår studie med disse studiene ble utført (Fig. 3). Kollektivt, de tre studiene gitt rs4444235 genotyper på totalt 9,686 CRC pasienter. Ved hjelp av disse dataene, sammendraget eller var 1,08 (95% CI 1.2 til 1.14) med potensial for heterogenitet mellom studier (
P
het
= 0,34, jeg
2 = 8%).
Horisontale linjer representerer 95% konfidensintervall. Hver boks representerer OR punktestimatet og dens område er proporsjonalt med vekten av studien. Diamanten (og ubrutt linje) betegner samlet oppsummering estimat, med CI’er gitt av sin bredde. Den ubrutte vertikale linjen er på null verdi (OR = 1,0).
DISKUSJON
Her har vi gitt bevis for at variasjon i 14q22.2 definert av rs4444235 påvirker CRC utfallet uavhengig av etablerte beregninger. Selv om studien ikke gir bevis for en sammenheng mellom andre SNPs vår analyse bare hadde 50-70% makt til å demonstrere en sammenheng mellom bærerstatus for en 10% forskjell i prognosen, på 5% grensen. Derfor er det ikke mulig å entydig utelukke at variasjonen i den andre CRC risiko loci kan også være knyttet til utfallet.
Store styrker av vår studie er dens størrelse, det faktum at det er trukket fra et representativt utvalg av befolkningen, og er involvert i systematisk oppfølging av pasientene. Samlet overlevelses er usannsynlig å ha påvirket funnene, selv om saken utvalg i NSCCG er partisk til Dukes «stadier A og B-sykdom. Det synes derfor lite sannsynlig at eventuelle falske påvirkninger som følge av studiedesign vil ha påvirket betydelig på våre funn. Videre, som vår analyse var begrenset til britiske pasienter med selvrapportert europeisk etnisitet våre studie funn er også lite sannsynlig å bli forvirret av befolkningen lagdeling.
Vi har imidlertid erkjenne at en begrensning i vår studie er at vi ikke har adressert mulig skjevhet som oppstår fra ikke-ensartet behandling. Selv om dette er en potensiell alvorlig confounder i studier av noen tumorer styring av CRC er forholdsvis ensartet i Storbritannia. Støtte for denne påstanden er levert av det faktum at overlevelse observert i vår studiepopulasjonen var ikke annerledes enn de forventet av andre uselekterte pasienter i en lignende scene profil behandlet i Storbritannia [2]. Det er sannsynlig at virkningen av risiko varianter vil være betinget av interaksjon med ikke-genetiske risikofaktorer. Dessverre, slike data var ikke tilgjengelig i denne studien for å tillate en slik analyse.
Mekanistisk et funksjonelt grunnlag for bare 14q22.2 foreningen har ennå ikke helt klarlagt. Det er også verdt å merke seg at risikoen allel av rs4444235 synes å være fortrinnsvis assosiert med utvikling av mikro stabil CRC [29,30]. Dette er konsistent med den observasjon at kimlinje-mutasjoner i TGF-β superfamilie-signalreaksjonsveien gener som er assosiert med mikro stabil CRC, og følgelig kan påvirke indirekte på pasienten utfall. Videre har reporter gene studier har vist at det element som rs4444235 kart fungerer som en allel-spesifikk transkripsjonen enhancer. Allel-spesifikk ekspresjonsstudier i CRC-cellelinjer heterozygote for rs4444235 har vist signifikant økt ekspresjon av benmorfogenetisk protein-4 (BMP4) forbundet med risiko allel som gir bevis for en funksjonell basis for den ikke-kodende risiko variant [31].
Denne analysen har gitt bevis for at variasjon i 14q22.2 spiller en rolle i å definere enkelte pasient prognose. Men overbevisende denne tilknytningen mellom 14q22.2 og OS er på grunnlag av biologisk plausibilitet som med alle assosiasjonsstudier uavhengig validering av funnene er nødvendig. Mens tidligere publiserte studier ikke har gitt støtte til 14q22.2 foreningen slike studier er små og derfor har hatt begrenset effekt for å demonstrere et forhold [17-24,32]. Derav vår analyse tjener til å markere den statistiske problem med å lete etter genetiske assosiasjoner når virkningen av noen variant er sannsynlig å være i beste fall beskjeden. Selv fastsetting signifikansnivå på 0,05 for en analyse av kliniske data er urealistisk, fordi for å ha 80% effekt for å demonstrere en 5% forskjell i overlevelse, som er klinisk relevante, krever minst 4800 pasientprøver som skal analyseres, selv om frekvensen av den i fare genotype er 50%. Derfor er det derfor kanskje ikke overraskende at tidligere påstått foreninger ikke kan anses robust hvis FPRP typen kriterier er pålagt.
Mens germline varianter er usannsynlig å erstatte staging ordninger og konvensjonelle markører, de har potensial til å bistå i å skille annet utfall mønstre blant pasienter med samme scene sykdom hvor 10% forskjellene er klinisk relevant og dermed åpner opp muligheten for en rasjonell, målrettet tilnærming til behandling basert på en kombinasjon av genotype og tumor egenskapene til en pasient.
