Abstract
Bakgrunn
Forekomsten av lungekreft i Kina vil bli verdens høyeste om lov til å fortsette uncurbed. For å løse sine genetiske grunnlaget, forsøkte vi å undersøke sammenhengen mellom tre veldefinerte nonsynonymous polymorfismer i
XRCC1 plakater (Arg194Trp og Arg399Gln) og
XRCC3 plakater (Thr241Met) gener med lungekreft i det nordøstlige kinesisk.
metodikk /hovedfunnene
Denne studien ble sykehusbasert design, som omfatter 684 pasienter med lungekreft og 604 kreftfrie kontroller. Genotyping ble utført ved å bruke PCR-LDR (ligase påvisningsreaksjoner) -metoden. Data ble analysert ved R språk og flerfaktor dimensjonalitet reduksjon (MDR) programvare. Single-locus analyse identifisert betydning i genotype distribusjoner av polymorfisme Arg194Trp (P = 0,002) og Arg399Gln (P = 0,017), og i allel distribusjoner av Thr241Met (P = 0,005). Bærere av 399Gln /Gin genotype dratt en 147% økt risiko i forhold til de ikke-bærere (odds ratio (OR): 2,47; 95% konfidensintervall (95% CI): 1,48 til 4,13; P 0,001). For Thr241Met, betydning vedvarte etter allel (OR = 1,63; 95% KI: 1,14 til 2,33; P = 0.005), additiv (OR = 1,64; 95% KI: 1,16 til 2,32; P = 0.005) og dominant (OR = 1,67; 95% KI: 1,17 til 2,38; P = 0,004) modeller. Men vanlige allel kombinasjoner var sammenlignbare i frekvens mellom pasienter og kontroller. I interaksjonsanalyse, den generelt beste MDR-modellen inkludert Arg399Gln og Thr241Met polymorfismer, med en maksimal testing nøyaktighet på 63,18% og en maksimal kryssvalidering konsistens på 10 av 10 (P = 0,0175).
Konklusjoner
Vår studie viste signifikant selvstendig og synergistisk bidrag
XRCC1
Arg399Gln og
XRCC3
Thr241Met polymorfismer til lungekreft mottakelighet i nordøstlige kinesiske
Citation. Guo S Li X, Gao M, Li Y, Song B, Niu W (2013) Forholdet mellom
XRCC1 Hotell og
XRCC3
Gene Polymorfisme og Lung Cancer Risk i Northeastern kinesisk. PLoS ONE 8 (2): e56213. doi: 10,1371 /journal.pone.0056213
Redaktør: Surinder K. Batra, USA
mottatt: 11 juni 2012; Godkjent: 10 januar 2013; Publisert: 8. februar 2013
Copyright: © 2013 Guo 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 Shanghai Rising Star-programmet (11QA1405500), og Natural Science Foundation National of China (30900808). 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
det er anslått at Kina vil ha verdens høyeste forekomst av lungekreft, med sin dødeligheten anslått til å overstige en million innen 2025 om lov til å fortsette uncurbed [1]. Røyking og eksponering for ioniserende stråling utgjør de vanligste insentiver for lungekreft, og de er også ansett som utløsende faktorer for DNA-skader. Konvergerende linjer av bevis tyder på at kreft kan initieres ved DNA-skade, som hvis ikke reparert, kan føre til feil i løpet av DNA-syntese. Derfor personer med en arvelig forstyrrelse i DNA-reparasjon kapasitet er ofte forhøyet risiko for å utvikle kreft [2]. De fleste DNA-skade kan fjernes ved DNA-reparasjonsenzymer, og derav røntgen reparasjon kryss-komplementerende protein 1 og 3 (XRCC1 og XRCC3) er oppført som to lovende kandidater.
Både biologiske og biokjemiske data tyder på en direkte rollen XRCC1 og XRCC3 i DNA reparasjon. Spesielt kan XRCC1 stimulere DNA-kinase ved skadet DNA termini, og derved akselerere den totale reparasjons reaksjon [3]. I humane fibroblaster, XRCC1, i samspill med DNA ligase III, ble funnet å lokalisere med nucleotide excision repair komponenter [4]. Contrastingly, XRCC3 funksjon var ikke begrenset til å initiere homolog rekombinasjon, men utvides til senere trinn i dannelsen og oppløsningen av mellomproduktene, eventuelt ved å stabilisere heterodupleks-DNA [2]. Til tross for den sterke biologiske begrunnelsen for involvering av XRCC1 og XRCC3 i DNA reparasjon eller stabilisering, nye oppdagelser fra genom-wide association studier på lungekreft ikke klarte å oppdage eventuelle positive signaler i eller flanke sine gener. Selv om kandidaten genet tilnærming, som omhandler forhåndsdefinerte gener som er tenkt å delta sykdom patofysiologi, ikke kan erstatte genom-wide tilnærming, er det et viktig alternativ strategi for å avdekke genetiske fundamentet for kompleks sykdom [5].
i denne studien, søkte vi å undersøke sammenhengen mellom tre veldefinerte nonsynonymous polymorfismer i
XRCC1 plakater (rs1799782:Arg194Trp og rs25487:Arg399Gln) og
XRCC3 plakater (rs861539:Thr241Met) gener med risiko for lungekreft i en nordøstlige kinesiske befolkningen.
Metoder
Study befolkningen
Denne studien ble sykehusbasert design og inkluderte totalt 1286 deltakere på kinesisk avstamning som tidligere rapportert [6], [7]. I detalj, ble alle fag rekruttert fra tre sykehus i byen Harbin, Heilongjiang-provinsen, og de var lokale innbyggere av Han nedstigningen. Alle deltakerne var gikk enten computertomografi (CT) eller forbedret CT eller positron emisjon computertomografi (PET) -CT skanne, som ble bekreftet av kliniske leger av åndedrettsmedisin. De som var utsatt for lungekreft ble ytterligere patologisk bekreftet ved biopsi, og de med normal CT eller forbedret CT eller PET-CT-resultater ble behandlet som kreftfrie kontroller i denne studien. Lungekreft er klinisk klassifisert i plateepitelkreft, adenokarsinom, og småcellet kreft
lungekreft gruppen involvert 684 sporadiske pasienter i alderen 57,24 (standardavvik: 9,84). År. De gjenværende deltakerne (n = 602) dannet alderstilpassede (56,8 (9.95) år) kreftfrie kontroller. Denne studien hadde protokoller godkjent av etikkomiteen av Harbin Medical University, og ble gjennomført i henhold til Helsinkideklarasjonen prinsipper. Alle deltakerne signerte informert skriftlig samtykke.
Demografiske karakteristikker
Ved innmelding, alder og kjønn ble registrert i henhold til en egendesignet spørreskjema. I mellomtiden, status for sigarettrøyking og drikking av alkohol ble også definert. Røyking var kategorisert som aldri, aldri eller røkte (minst en sigarett per dag). Drikking ble kategorisert som aldri, aldri eller nåværende drikking. Her dagens drikking henvist til inntak av minst én alkoholholdige drikker i løpet av de siste 30 dagene.
Genotype besluttsomhet
2 ml venøs blod ble tatt fra hver deltaker og genomisk DNA ble ekstrahert fra hvite blod celler ved hjelp TIANamp Blood DNA Kit (Tiangen Biotect (Beijing) Co, Kina). Genotyper av de undersøkte polymorfismer ble bestemt ved hjelp av PCR-LDR (polymerase chain reaction-ligase påvisningsreaksjoner) Fremgangsmåte ved ABI 9600-system (Applied Biosystems, USA) [8]. Forsterkningsparametre var 94 ° C i 2 minutter, 35 sykluser ved 94 ° C i 15 s, 60 ° C i 15 s, 72 ° C i 30 s, og en avsluttende forlengelsestrinn ved 72 ° C i 5 minutter. To spesifikke prober og en felles probe ble syntetisert for hver polymorfisme. Den felles probe ble merket i 3′-enden med 6-karboksy-fluorescein og fosforylert ved 5′-enden. De reagerende betingelser LDR etterfulgt 94 ° C i 2 minutter, 20 sykluser ved 94 ° C i 30 s og 60 ° C i 3 minutter. Etter reaksjon, ble 1 pl LDR reaksjonsprodukter blandet med 1 pl ROX passiv referanse og 1 pl buffer lasting, og deretter denaturert ved 95 ° C i 3 minutter, og avkjølt raskt i is-vann. De fluoriserende produkter av LDR ble differensiert ved hjelp av ABI sequencer 377 (Applied Biosystems, USA).
Statistisk analyse
Mellom-gruppe sammenligninger ble gjort ved hjelp av uparet t-test for kontinuerlige variabler og χ
2 test for kategoriske variabler. Hardy-Weinberg likevekt ble kontrollert på en beredskap tabell over observerte-versus-spådd genotype distribusjoner av χ
2 test eller Fishers eksakte test. Logistisk regresjonsanalyse ble vedtatt under forutsetning av allel, additiv, dominante og recessive modeller av arv, henholdsvis. Statistisk signifikans ble erklært på P . 0,05
Frekvenser av allel kombinasjoner ble estimert ved haplo.em program, og odds ratio (ORS) og 95% konfidensintervall (KI) ble estimert ved haplo.cc og haplogruppene. GLM programmer i henhold til en generalisert lineær modell [9]. Den haplo.em, haplo.cc og haplo.glm ble implementert ved hjelp Haplo.stats programvare (versjon 1.4.0) utviklet av R språk (https://www.r-project.org/). Studier makt ble beregnet ved hjelp av PS (Power and utvalgsstørrelsen beregninger) (versjon 3.0).
Analyse på samspillet mellom undersøkte polymorfismer ble utført i open-source multifaktor dimensionality reduksjon (MDR) (versjon 2.0 ) (www.epistasis.org) [10], [11]. Alle mulige kombinasjoner av ett til tre polymorfismer ble konstruert ved anvendelse av MDR konstruktiv induksjon. En Bayes klassifikator i sammenheng med 10 gangers kryssvalidering ble brukt for å estimere testing nøyaktigheten til hver beste modellen. En enkelt beste modellen hadde maksimal testing nøyaktighet og kryssvalidering konsistens, som måler antall ganger på 10 divisjoner av dataene som den beste modellen ble funnet. Statistisk signifikans ble evaluert med en 1000-fold permutasjon test for å sammenligne observerte testnøyaktighet med de som forventet under nullhypotesen av null fotballkrets. Permutasjon testing korrigerer for multippel testing ved å gjenta hele analysen på 1000 datasett som er i tråd med nullhypotesen.
Resultater
Baseline karakteristika
Pasienter og kontroller delte lignende aldersfordeling (P = 0,776). Mann kjønn var signifikant høyere hos pasienter enn hos kontrollgruppen (p = 0,013), så var forekomsten av nåværende røyking (P 0,005) eller drikke (P 0,005). Blant lunge kreftpasienter, de med adenokarsinom, plateepitelkreft, småcellet kreft, og uspesifiserte lungekreft stod for 37,54%, 32,26%, 20,83% og 9,38%, henholdsvis. De baseline karakteristika for studiepopulasjonen ble beskrevet i Tabell 1.
Enkelt locus analyse
genotypen distribusjoner av tre undersøkte polymorfismer holdt Hardy-Weinberg likevekt i både pasienter og kontroller ( P 0,05). Som vist i tabell 2, var det signifikante forskjeller i genotypen distribusjoner av Arg194Trp (P = 0,002) og Arg399Gln (P = 0,017), og i allel distribusjoner av Thr241Met (P = 0,005). Basert på styrkeberegning, denne studien av 684 pasienter og 602 kontroller hadde 80,2% makt til å oppdage en betydelig allel forening for Arg399Gln.
Under recessive modell, 399Gln /GLN genotype bærere hadde en 147% økt risiko for lungekreft i forhold til de med 399Arg allel (95% KI: 1,48 til 4,13; P 0,001). Gitt den relative sparseness av 241Met /Met homozygoter, med unntak av recessive modellen, signifikans ble oppnådd i henhold til allelisk (OR = 1,63; 95% CI: 1,14 til 2,33; p = 0,005), tilsetningsstoff (OR = 1,64; 95% CI: 1,16 -2,32; P = 0.005) og dominant (OR = 1,67; 95% CI:. 1,17 til 2,38; P = 0.004) modeller
allelkombinasjonen analyse
for å forbedre statistisk styrke til å påvise en firmaet forening, vi har vurdert at allel kombinasjoner av tre undersøkte polymorfismer i denne studien (tabell 3). Totalt sett frekvenser av de vanligste allelkombinasjonen Arg-Arg-Thr (i rekkefølge av Arg194Trp, Arg399Gln, og Thr241Met) var lik for pasienter og kontroller (simulert P = 0,145), mens den for lav pene allelkombinasjonen Arg-GLN -Met signifikant forskjellig (simulert P = 0,001) med 87,1% statistisk styrke til å påvise denne forskjellen. Det var ingen statistisk signifikans for vanlige allel kombinasjoner i prediksjon av risikoen for lungekreft.
Interaksjon analyse
En uttømmende MDR analyse på mulig interaksjon av tre undersøkte polymorfismer er oppsummert i tabell 4 . Hver beste modellen ble akkompagnert med sin testing nøyaktighet, kryssvalidering konsistens og betydelig nivå bestemmes ved permutasjon testing. Den samlede beste MDR-modellen inkludert
XRCC1
genet Arg399Gln og
XRCC3
genet Thr241Met polymorfismer, som forsterket de betydelige resultatene av vår single-locus analyse. Denne modellen hadde en maksimal testing nøyaktighet på 63,18% og en maksimal kryssvalidering konsistens på 10 av 10. Denne modellen var signifikante på 0,0175 nivå.
Diskusjoner
I denne studien, søkte vi å undersøke sammenhengen mellom tre veldefinerte nonsynonymous polymorfismer i
XRCC1 Hotell og
XRCC3
gener med lungekreft i det nordøstlige kinesisk. Den viktigste funn var
XRCC1
genet Arg399Gln og
XRCC3
genet Thr241Met per se var vesentlige bidragsytere til lungekreft. Selv om alle de vanlige allel kombinasjoner av undersøkte polymorfismer var sammenlignbare i frekvens mellom pasienter og kontroller, observerte vi potensiell synergistisk effekt mellom disse to gener, som forsterkede de betydelige resultater av enkelt-locus analyse. Så langt vi kjenner til, er det første til å undersøke det interaktive effekten av denne studien
XRCC1 Hotell og
XRCC3
gener på lungekreft mottakelighet.
Selv kandidat genet tilnærming kan ikke erstatte genom-wide forening studie i rakne de genetiske fundamentet for kompleks sykdom, er det et viktig alternativ strategi, spesielt i sammenheng med tilstrekkelig utvalgsstørrelser, etniske homogene populasjoner, og solid biologisk relevans av de aktuelle genene. Det er foreslått at for å generere robuste data en stor utvalgsstørrelse som involverer mer enn 1000 individer i hver gruppe er nødvendig [12]. Til tross for at bare 684 pasienter og 602 kontroller ble inkludert i studien, gitt store avvik i genetiske distribusjoner, a priori makt beregning foreslått at denne studien hadde mer enn 80% effekt å påvise loci realistisk effektstørrelse. Videre våre deltagerne var etnisk homogen, og var lokale innbyggere i Harbin byen, hvor forekomsten av lungekreft er relativt høyt sannsynlig på grunn av innendørs luftforurensning fra uventilerte kullfyrte ovner [13]. I tillegg genotyper av undersøkte polymorfismer fornøyd Hardy-Weinberg likevekt i både pasienter og kontroller, noe som tyder resultatene er lite sannsynlig å være partisk ved genotyping feil eller befolkningen lagdeling. Videre utvalg av
XRCC1 Hotell og
XRCC3
gener var basert på sterke biologiske, genetiske og kliniske bevis [2] – [4], [14] – [16], og for å forbedre den sannsynligheten for å identifisere sykdomsfremkallende alleler, ble nonsynonymous polymorfismer foretrukket for de trolig ha funksjonelt skadelige konsekvenser.
etter langt, har flere metaanalyser oppsummert predisposisjon for
XRCC1 Hotell og
XRCC3
genetisk polymorfisme til lungekreft [17] – [20]. Total, ingen signifikant sammenheng ble offentliggjort mellom alle undersøkte polymorfismer og lungekreft under alle genetiske modeller, med unntak av kontrasten 194Arg /Trp med 194Arg /Arg, som ga en bemerkelsesverdig beskyttende tiltak [19]. I motsetning til de foreliggende én-locus resultater, var det en 2,47 ganger så høy sannsynlighet for at bærere av 399Gln /Gln genotype kan utvikle lungekreft i forhold til ikke-bærere. Videre Thr241Met mutant allel eller genotype ble betydelig overrepresentert hos pasienter, noe som tyder på en mulig rolle
XRCC3
genet i lunge kreftutvikling. Videre utover den potensielle betydningen av individuelle genetiske markører, interaksjonsanalyse forsterket resultatene av vår single-locus analyse ved å identifisere en potensiell synergistisk effekt mellom
XRCC1 Hotell og
XRCC3
gener. Siden den patofysiologiske mekanismen bak en slik interaksjon er foreløpig ukjent, spekulerer vi at disse to genene kan samhandle med hverandre for å spille en rolle i lunge kreftutvikling. Likevel vurderer begrenset samplings involvert, våre resultater bør tolkes med forsiktighet. På grunn av kompleksiteten av samspillet mellom genet, må disse resultatene bli ytterligere testet i forskjellige løp. Derfor genotyping data fra
XRCC1 Hotell og
XRCC3
gener Innlemming haplotype og synergisme analytiske strategier vil lette identifisering av personer med høy risiko for å utvikle lungekreft i fremtiden klinisk screening.
Noen begrensninger bør bli anerkjent når man tolker resultatene. For det første kan det hende at tverrsnitts utformingen av denne studien utelukke kommentarer på kausalitet, og en overlevelses forspenning kan ikke utelukkes. For det andre, vi bare fokusert på tre polymorfismer i
XRCC1 Hotell og
XRCC3
gener og dekket ikke hele genomiske sekvenser av gener, og dermed kan vi under-evaluere effekten av andre genetiske markører , tredje, data om plasma eller vev XRCC1 og XRCC3 nivåer er tilgjengelige, som gjør oss i stand til å sammenligne sine nivåer på tvers av genotyper. Fjerde, utvalgsstørrelsen med denne studien var ikke stor nok (n = 1286) for å trekke en sikker konklusjon, slik at våre funn må godkjennes i en uavhengig befolkningen i Kina og andre etnisiteter. Dermed kan vi ikke hoppe til en konklusjon inntil videre bekreftelse på våre resultater er gjort.
Til sammen vår studie betydelig demonstrert en uavhengig og synergistisk bidrag
XRCC1
genet Arg399Gln og
XRCC3
genet Thr241Met polymorfismer til lungekreft mottakelighet i det nordøstlige kinesisk. Av praktiske grunner, håper vi at denne studien vil etablere bakgrunnsdata for videre undersøkelser i mekanismene for
XRCC1 Hotell og
XRCC3
gener og utvikling av lungekreft.
