Abstract
Formål
Det har vært antydet at selen mangel er en risikofaktor for flere krefttyper. Vi gjennomførte en case-control studie i Szczecin, en region av nordvestlige Polen, på 95 tilfeller av lungekreft, 113 tilfeller av strupekreft og tilsvarende friske kontroller.
Metoder
Vi målte serum nivå av selen og etablerte genotyper for fire varianter i fire selenoprotein gener (
GPX1
,
GPX4
,
TXNRD2 Hotell og
SEP15
). Selen nivåer i sakene ble målt etter diagnose, men før behandling. Vi beregnet oddsen for å bli diagnostisert med lungekreft eller strupekreft, betinget av selen nivå og genotype.
Resultater
Blant lungekreft tilfeller bety selen nivået var 63,2 mg /l, sammenlignet med en midlere nivå på 74,6 ug /l for deres matchede kontroller (p 0,0001). Blant strupekreft tilfeller bety selennivå var 64,8 ug /l, i forhold til et midlere nivå på 77,1 ug /l for deres matchede kontroller (p 0,0001). Sammenlignet med en serum-selen-verdi under 60 pg /l, ble en selennivå over 80 ug /l forbundet med en odds-forhold på 0,10 (95% CI 0,03 til 0,34; p = 0,0002) for lungekreft og 0,23 (95% CI 0 . 09 til 0,56; p = 0,001) for strupekreft. I analysen av fire selenoprotein gener fant vi en beskjeden bevis på sammenslutning av genetisk variant i
GPX1
med risiko for lunge og strupehodet kreft.
Konklusjon
En selen nivå under 60 mikrogram /l er forbundet med høy risiko for både lunge og strupekreft
Citation. Jaworska K, Gupta S, Durda K, Muszyńska M, Sukiennicki G, Jaworowska E et al. (2013) En lav Selen nivået er assosiert med lunge og Laryngeal Kreft. PLoS ONE 8 (3): e59051. doi: 10,1371 /journal.pone.0059051
Redaktør: Olga Y. Gorlova, The University of Texas M. D. Anderson Cancer Center, USA
mottatt: 20 september 2012; Godkjent: 11 februar 2013; Publisert: 13 mars 2013
Copyright: © 2013 Jaworska 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 prosjektet ble realisert innen den internasjonale PhD-prosjekter Programme (MPD) av Foundation for polsk Science, co-finansiert fra EU, regionale utviklingsfond. Denne studien ble støttet av National Science Centre (NCN) stipend UMO-2011/03 /N /NZ2 /01539. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet. Det er ingen økonomiske eller andre forhold som kan føre til en interessekonflikt
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Selen er et sporstoff som er en viktig komponent i flere store metabolske veier, herunder antioksidantforsvar og immunsystemet [1], [2]. Selen inntak varierer i stor grad basert på selen innholdet av mat. Gjennomsnittlig selen nivået av befolkningen varierer mye mellom landene, med østeuropeiske land generelt har nivåer som er mye lavere enn de av Canada og USA [1]. En rekke epidemiologiske studier har antydet inverse sammenheng mellom serum selen nivå og en rekke forskjellige krefttyper, men resultatene har vært inkonsekvent [3], [4]. Dataene for en beskyttende effekt mot lungecancer er blant de mest overbevisende [3] – [10]. For mange studier, øker risikoen for kreft avtar med økende serum selen nivå, men resultatene av mange andre studier er negativ, og det er ikke klart om den dose-responskurve er lineær. I Nord-Amerika, hvor bety nivåer selen er i størrelsesorden 120 ug /l – det kan være mindre potensiell fordel for selen tilskudd enn i land der gjennomsnittsnivået er lavt. Den chemopreventive nytte av selen kan variere mellom individer og samme dose kan ikke være optimal for alle. I supplementation prøvelser, kan forskjeller i baseline nivå av selen av pasienter eller i kjemisk form som brukes som en selen supplement (f.eks organisk eller uorganisk) også være viktig.
Noen av avvik i assosiasjonsstudier kan være forklar delvis ved påvirkning av genetiske faktorer. Rayman antyder at genetiske varianter i selenoproteins kan være relevant [1]. Selen er innlemmet som selenocystein ved det aktive sete av en rekke proteiner (selenoproteins) [11], [12]. Hos mennesker er det 25 kjente selenoproteins, inkludert fire forskjellige glutation peroksidase (
GPX1
,
GPX2
,
GPX3
,
GPX4
) og to thioredoxin reduktaser (
TXNRD1
,
TXNRD2
), men funksjonen til mange andre er ukjent [11], [12]. Selenoproteins er involvert i forskjellige biologiske prosesser, som strekker seg fra DNA-syntese til beskyttelse mot oksidativt stress. Den sistnevnte forutsettes å være sannsynlig sammenheng med kreftrisiko; dvs. kreft assosiert med selen mangel kan tilskrives økt oksidativt stress og endringer i Redox signal grunn selenoprotein verdifall. Til dags dato er lite informasjon tilgjengelig om omfanget av genetisk variasjon i selenoproteins innen populasjoner og de mulige konsekvensene av bestemte genetiske varianter av selenoproteins på kreftrisiko. I denne studien, søkte vi å identifisere felles genetiske varianter blant seks selenoproteins i den polske befolkningen og for å vurdere hvorvidt disse variantene var assosiert med risiko for lunge og strupekreft. Vi spurte også i hvilken grad variasjon i serumnivået av selen bidratt til risikoen for lunge og strupekreft i Polen.
Materialer og metoder
deltagerne
Lungekreft tilfeller besto av 95 pasienter fortløpende med lungesvulster resected på vårt senter mellom august 2009 og januar 2011. strupekreftpasienter besto av 113 påfølgende pasienter behandlet for strupekreft diagnostisert på vårt senter mellom juli 2009 og januar 2011. pasienter som ikke var kvalifisert til å være tilfeller hvis de ble diagnostisert med noen kreftform i det siste. Pasienter som ble behandlet for kreft før blodprøvetaking var også kvalifisert.
Controls var en del av en populasjonsbasert studie av de 1,3 millioner innbyggerne i Vest-Pommern for å identifisere familiære samlinger av kreft utført av vårt senter. For selen nivå estimering for hvert tilfelle ble en kontroll valgt. Kontrollene ble matchet til saker i forhold til fødselsår (+/- 3 år), kjønn, totalt antall lunge eller laryngeal kreft blant første grad slektninger, totalt antall krefttilfeller blant førstegradsslektninger, og røyking (pakke-år) . Det var mulig å finne en egnet kontroll for 86 av de 95 lungekrefttilfeller og for 87 av de 113 strupekrefttilfeller. For estimering av genetiske polymorfismer i selenoprotein gener hver av de 95 lungekreft og 113 strupekreft saken ble matchet til 2 friske kontroller. Matching inkludert fødselsår (+/- 3 år), kjønn og røyking (pakke-år). Kreftfrie kontrollpersoner som oppfyller matchende kriteriene ble identifisert ved en gjennomgang av registreringer av befolkningen basert studie og innkalt til intervju og blodgivning.
Studiet ble godkjent av etikkomiteen av Pomeranian Medical University i Szczecin, Polen og alle deltakerne ga informert skriftlig samtykke.
Måling av selen nivå
Selen konsentrasjonen i blodplasma ble bestemt i 86 lungekreft og 87 strupekreft parene ved hjelp av grafitt ovn atomabsorpsjonsspektrometri ( GFAAS). Tiltak ble validert ved hjelp av referansemateriale (lyofilisert menneskelige henvisning serumprøver av Serenoform ™ fra Nycomed Pharma AS, Oslo, Norge). For hver fire prøver, var en referanseprøve målt til å holde en konstant kontroll på kvaliteten av målingene. Saker og kontroller ble testet vekselvis. Gjennomsnittlig drift ble brukt som en korreksjonsverdi for prøvene, mens en målt drift større enn 5% fra referansematerialet forårsaket enheten som skal re-kalibrert og tidligere prøver å måles på nytt. For 30 tilfeldig utvalgte individer, ble selen målingen utført i både plasma og serum. Ingen forskjeller i selen nivå ble observert avhengig av type biologisk materiale studert
Sekvensering av Selenoprotein Gener
Som første skritt, vi søkt å identifisere felles genetiske varianter i seks selenoprotein gener.
GPX1
,
GXP2
,
GXP3
,
GPX4
,
TXNRD1 Hotell og
TXNRD2
. Alle eksoner og flankerer regioner ble sekvensert i 50 urelaterte polske individer. Vi identifiserte 35 tydelig sekvensvarianter i de seks gener. Tre av disse hadde en mindre allel frekvens i overkant av 20%, og ble valgt for videre studier (rs1050450 i
GPX1
, rs713041 i
GPX4 Hotell og rs1139793 i
TXNRD2
) . En annen variant (rs5845 i
SEP15
) har blitt rapportert tidligere i forbindelse med kreft [13], [14] og ble også valgt for videre studier. Vi deretter utformet Realtime-PCR-analyser for hver av de fire kandidat varianter. Realtime-PCR reaksjonen ble utført med en LightCycler® 480 (Real-Time PCR System Roche Diagnostics). Hver variant definert en heterozygote og to homozygote genotyper. Vi så bestemt genotypene for alle 208 saker og 416 matchede kontroller ved hjelp av disse analysene.
statistikker
De gjennomsnittlige nivåer av selen ble sammenlignet for saker og kontroller ved hjelp av Student t-test. Assosiasjonene mellom ulike kategoriske nivåer av selen og sykdomsstatus ble evaluert ved å beregne odds ratio (OR) med 95% konfidensintervall (KI) med betinget logistisk regresjon for matchet par. For disse estimatene, ble individer tildelt en av fire kategorier, basert på fordelingen av selen nivåer i testede grupper, omtrent tilsvarende kvartiler. Sannsynlighetsforholdet er konstruert med hensyn til referanse kategori, som var det laveste nivået. Hver av de fire testede variantene var assosiert med tre genotyper. De odds ratio for de to mindre hyppige genotyper ble generert ved hjelp av den vanligste genotype som referansegruppen. Prøver med mangler genotype i noen av de fire testede varianter ble ekskludert fra analysen.
Resultater
For de pasientene i både lungekreft og strupekreft delstudier, sakene og kontrollene var godt -matched for alder, kjønn og røyking historier (tabell 1 og 2). Blant kontroller (begge undergrupper kombinert) var gjennomsnittlig serum selen nivået var 75,2 mg /l for menn og var 76,8 mg /l for kvinner. Gjennomsnittlig serum selen nivået var 73,3 mg /l for røykere, var 75,4 mg /l blant tidligere røykere og var 81,4 mg /l hos aldri-røykere. Blant sakene, var gjennomsnittlig serum selen nivået var 61,7 mg /l for røykere, var 64,1 mg /l blant tidligere røykere og var 62,9 mg /l hos aldri-røykere.
Blant lungekreft tilfeller bety selennivå var 63,2 ug /l i forhold til et midlere nivå på 74,6 ug /l for deres matchede kontroller (p 0,0001). Sammenlignet med et serum selen verdi på den laveste kategori (≤60 ug /l) et selennivå i den høyeste kategori ( 80 ug /l) var assosiert med en risiko reduksjon på 90% (OR 0,10; 95% CI 0,03 til 0,34; p = 0,0002) for lungekreft (tabell 3)
Blant strupekreft tilfeller bety selen nivået var 64,8 mg /l, sammenlignet med en gjennomsnittlig nivå på 77,1 mikrogram /l for deres. matchede kontroller (p 0,0001). Sammenlignet med et serum selen verdi på den laveste kategori (≤60 ug /l) et selennivå i den høyeste kategori ( 80 ug /l) var assosiert med en risiko reduksjon på 77% (OR 0,23; 95% CI 0,09 til 0,56; p = 0,001) for strupekreft (tabell 4)
i fire selenoproteins studert her fant vi en beskjeden sammenslutninger av rs1050450 i
GPX1
med lunge og strupekreftrisiko.. (tabell 5 og 6).
Diskusjoner
I vår studie, søkte vi å se om systemiske forskjeller i nivåer selen forekomme hos personer med lunge og strupekreft og sunn kontroller i Nordvest-Polen. For begge kreftformer, redusert kreftrisiko med økende nivåer av sirkulerende selen og den dose-responskurve viste lineær. Det var ingen bevis for at det var en terskel over hvilken tilknytning serum selen ble avbrutt eller reversert. Den midlere selen nivå i det polske kontrollpopulasjonen var 75,8 ug /l. Kun 21% (18/86) av lungekrefttilfeller og 28% (24/87) av strupekreft tilfeller viste et nivå på eller over denne kontrollen mener. Sammenlignet med enkeltpersoner i kategorien fra 70 ug /l til 80 mg /l, de med et nivå under 60 mikrogram /l var på omtrent ti ganger økt risiko for lungekreft og en tre ganger økt risiko for strupekreft.
midlere nivå av selen i kontrollene var mindre enn optimal ifølge den foreslåtte nivå på 120 ug /l for å være optimalt for riktig selenoprotein ekspresjon og aktivitet [1]. I vår studie, bare en kontroll (og ingen av tilfellene) hadde et nivå som oversteg 120 ug /l.
Flere case-control og kohortstudier har blitt gjennomført oppdatert for å vurdere påvirkning av selen på lunge kreftrisiko. Noen av disse studier antydet at selen kan ha en beskyttende effekt mot lungecancer [15] – [18]. Imidlertid har andre studier ikke klart å bekrefte denne observasjonen, enten viser ingen sammenheng [19] – [23] eller en negativ effekt [24], [25] av høyere selen nivå på forekomst av lungekreft. Disse studiene skilte seg i studiedesign (befolkning eller nestet case-control, med eller uten selen tilskudd), lav eller høy baseline befolkningen selen nivå, metoder for selen målinger (inntak, tånegl eller serumnivå) og lengden på føl- periode. En meta-analyse av 16 studier på selen og lungekreft viste den samlede RR 0,74 (95% KI 0,57 til 0,97) for pasienter med høyere selen eksponeringer. Den beskyttende effekten var større for studier fra områder med lavere gjennomsnittlig baseline selen nivå (RR 0,72) enn fra områder med høyere gjennomsnittlig selen nivå (RR 0,86) [26]. Muligheten for at den beskyttende virkning av selen kan begrenses til personer med et lavt utgangsnivå understøttes av NPC prøve [8], [9]. I NPC studien ble amerikanske fagene randomisert til enten selen 200 mikrogram /dag versus placebo [8]. Etter 7,9 år med oppfølging, den odds ratio for hendelsen lungekreft var 0,70 (95% 0,40 til 1,21; p = 0,18). Spesielt, var fordelen begrenset til personer med lav baseline plasma selen ( 106 ug /l). I denne undergruppen foreningen med selen tilskudd var 0,42 (95% KI 0,18 til 0,96). Av interesse, på dette cutoff punktet, ville 96% (166/173) av polske kontrollene faller i denne kategorien. I den nylig publiserte SELECT rettssaken [27], var det ingen fordel for menn randomisert til selen 200 g /l versus placebo i form av hendelsen lungekreft (HR 1,12, 95% KI 0,73 til 1,72). Men i denne studien var gjennomsnittlig baseline selen nivå var 137 ug /l og data ble ikke delt av serum selen.
Det er flere begrensninger for vår studie. Kanskje den viktigste begrensningen av våre case-control studie er at selen målingene for saker ble gjort etter diagnostisering av lungekreft eller strupekreft, men før behandlingen. Det har blitt rapportert at akutt og kronisk skade og infeksjon endre konsentrasjonen av forskjellige mikronæringsstoffer [28], [29]. Som i denne studien den selenkonsentrasjonen i kreftpasienter ble målt etter at de var diagnostisert, er det mulig at den detekterte lavt nivå selen kan være en konsekvens av deres sykdom. Hvis dette var tilfelle, da et lavt selennivå ville være en markør for risiko snarere enn en risikofaktor.
Utvalgsstørrelsen i vår studie er relativt liten, men foreningene var sterke og svært betydelig. Sakene og kontroller ble matchet på røykestatus, og det er derfor ikke sannsynlig at foreningen kan bli forvirret av å røyke, men det er mulig at en annen confounding variabel kan introdusere skjevheter.
I fire selenoproteins studert her fant vi noen bevis på beskjedne sammenslutning av genetisk variant i
GPX1
med lunge og strupekreft risiko. Påvirkningen av rs1050450 i
GPX1
på risikoen for lungekreft er allerede analysert i flere studier, men resultatene var inkonsekvent [30] – [34]. I denne studien fant vi en indikasjon på sammenslutning av T-allelet med reduksjon av lunge og strupekreft risiko, men disse resultatene var av borderline betydning.
Vår studie viser at et lavt selennivå signifikant assosiert med opptil til en tidoblet høyere risiko for lunge og strupekreft for enkeltpersoner i den laveste kategorien av selen. Ideelt denne foreningen vil bli bekreftet i en stor prospektiv studie. Hvis bekreftet, er det mulig at lavt serum selen nivå vil fremstå som en sterk indikator for risikoen for lunge og strupekreft, da dette vil være et viktig potensielt mål for terapeutisk intervensjon.
Takk
Vi vil gjerne takke professor Margaret Rayman fra Institutt for ernæring og metabolisme, Avdeling for helse- og Medical Sciences, University of Surrey, Guildford, UK, for nyttige innspill og kommentarer til dette manuskriptet.
