Abstract
Genetiske faktorer assosiert med risiko for røyking relaterte kreftformer har inntil nylig vært unnvikende. Siden utgivelsen av et genom-wide forening studie (GWAS) på lungekreft nye genetiske loci har blitt identifisert som ser ut til å være forbundet med sykdomsrisiko. I denne replikering studien genotypet vi 14 enkeltnukleotidpolymorfi (SNPs) ligger på 5p12.3-p15.33, 6p21.3-p22.1, 6q23-Q27 og 15q25.1 loci i 874 lunge, 450 blære, 418 strupekreft saker og kreftfrie kontroller, matchet med fødselsår og kjønn til sakene. Våre resultater viser at loci i kromosomet regionen 15q25.1 (rs16969968 [A], rs8034191 [G]) og 5p15 (rs402710 [T]) er assosiert med lungekreft i den polske befolkningen (røykestatus justert OR = 1,45, 1,35 , 0,77; p≤0.0001, 0,0005, 0,002, 95% KI 1,23 til 1,72, 1,14 til 1,59, 0,66 til 0,91 henholdsvis). Ingen av de andre regionene analysert heri ble innblandet i risikoen for lunge, blære eller strupekreft. Denne studien støtter tidligere funn om lungekreft men klarte ikke å vise sammenslutning av SNPs ligger i 15q25.1 og 5p15 region med andre røyking relatert kreft som blære og strupekreft
Citation. Jaworowska E, Trubicka J, Lener MR , Masojć B, Złowocka-Perłowska E, McKay JD, et al. (2011) Røyke relatert kreft og Loci på Kromosomer 15q25, 5p15, 6p22.1 og 6p21.33 i den polske befolkningen. PLoS ONE 6 (9): e25057. doi: 10,1371 /journal.pone.0025057
Redaktør: Amanda Ewart Toland, Ohio State University Medical Center, USA
mottatt: 20 juni 2011; Godkjent: 23 august 2011; Publisert: 22.09.2011
Copyright: © 2011 Jaworowska 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 EU-programmet «Marie- Curie Host Fellowships for overføring av kunnskap», nr MTKD-CT-2004-510114. B.M. mottar et «stipend for unge forskere» fra polske departementet for vitenskap og høyere utdanning. 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
Lungekreft er fortsatt den ledende årsak til kreft dødsfall. Hvert år mer enn 1 million nye tilfeller diagnostisert og en betydelig andel dø innen to år etter diagnose [1]. Tobakksrøyking er den viktigste risikofaktoren for lungekreft, men det er en distinkt gruppe av pasienter som utvikler sykdommen uten en historie med tobakksrøyking. Videre er det rapporter som tyder på at en positiv familiehistorie med lungekreft er en viktig risikofaktor for denne sykdommen [2].
Til tross for et stort antall studier som tar sikte på å identifisere genetiske faktorer som modifiserer kreftrisiko lunge, no klart bilde har dukket opp. I 2008 genomet brede assosiasjonsstudier (GWAS) avdekket en rekke enkelt-nukleotid polymorfismer (SNPs) som forekommer ved tydelig loci, sterkt assosiert med ulike aspekter av sykdomsrisiko. A-lokus ved kromosom 15q25.1 er forbundet med risikoen for lungekreft [3] – [9], nikotin og alkoholavhengighet [10] – [14]. Polymorfe markører for denne regionen ble plassert i området ved nikotin acetylkolin reseptor genet
CHRNA5
,
CHRNA3
og aminoglykosid fosfotransferase domene som inneholder en genet
AGPHD1
. Det er også bevis for at andre loci er forbundet med risikoen for lungekreft: 5p15, som inneholder det TERT-genet og CLPTM1L-genet [15] – [19]; 6p22.1, som omfatter MHC regionen [3], [15]; 6p21.33 som omfatter et område hvor MSH5 genet (rs3131379) bor [3], [15], [19]; og 6q23-25 locus skjuler den RGS17 genet [20] – [22]
For å gjenskape og utvide foreningen identifisert av GWASs i lungekreft, valgte vi en rekke markører fra loci 5p12.3-. 15.33, 6p21.33-22.1, 6q23-27 og 15q25.1, og undersøkt deres tilknytning til andre røyking relatert svulster. Totalt 874 lunge, 418 strupehodet, 450 pasienter med blærekreft ble kjønn og alder matchet med kontroller og analysert for 14 SNPs som er plassert i de fire regionene av interesse (tabell 1).
Resultater
av 14 SNPs genotypet, en (rs17374971) ble ekskludert fra videre analyse i alle grupper på grunn av en statistisk signifikant avvik fra Hardy-Weinberg likevekt.
To SNPs på kromosom 15q25 (rs16969968 og rs8034191 ) var sterkt assosiert med lungekreft (p 0,0001, p = 0,0002, henholdsvis tabell 2) og var i sterk koblingsulikevekt (D «= 0,958, r
2 = 0,91). På grunn av den høye LD mellom rs16969968 og rs8034191, vil bare rs16969968 bli diskutert videre. Den odds ratio (OR) og 95% konfidensintervall (95% KI) for å være heterozygote for rs16969968 korrigert for røykestatus var 1,68 (95% CI: 01.31 til 02.14), og når homozygot var 1,89 (95% KI: 1,32 til 2,70 ); når innlemmet i loggen ved additiv genetisk effekt-modell OR var 1,45 (95% KI: 1,23 til 1,72). Selv om vi observerte den sterkeste foreningen av rs16969968 og rs8034191 med squamous cell carcinoma subtype av lungekreft (justert OR = 1,4 og 1,3; p = 0,002 og 0,017, respektivt), en statistisk signifikant sammenheng med småcellet karsinom subtype (justert OR = 1.5 1,4; p = 0,017, 0,025) og en tendens til en forening med adenokarsinom subtype ble observert (tabell S1). Ingen sammenheng mellom rs16969968 og rs8034191 med en alder av lungekreft diagnose, kan sex eller røykestatus bli identifisert (data ikke vist). Ingen av disse SNP’er assosiert med blære eller strupekreft risiko (Tabell S2 og S3). I en samlet analyse av alle kontrollgrupper, hyppigheten av rs16969968 og rs8034191 var lik i de noensinne røykere sammenlignet med aldri-røykere gruppen (justert for alder og kjønn OR = 0,96, 0,97; p = 0,74, p = 0,8, henholdsvis).
foreningen med lungekreft ble også observert for rs402710 SNP ligger på kromosom 5p15.33. Denne SNP, var i koblingsulikevekt med rs2736098 (D «= 0,89; r
2 = 0,129), men ikke med rs2736100 (D» = 0,181; r
2 = 0,014). Den justerte OR for gjennomføring sjeldne allelet (T) av rs402710 var 0,77 (95% KI 0,66 til 0,91; p = 0,002). Begge heterozygoter (CT) og sjeldne homozygoter (TT) var mindre hyppig i lungekreft gruppen sammenlignet med matchede kontroller (justert OR = 0,75, 0,61, p = 0,021, 0,007, henholdsvis) (tabell 2). Videre ble en sammenslutning av rs402710 med lunge plateepitelkarsinom og adenocarcioma undergrupper observert (justert OR = 0,69, 0,75; p = 0,001, 0,033, henholdsvis) (tabell S1). I likhet med de observasjoner knyttet til SNPs på kromosom 15q25.1, ble ingen statistisk signifikant forskjell oppdaget når lunge krefttilfeller ble fordelt etter kjønn, alder av diagnose og røykestatus (data ikke vist). I en samlet analyse av alle kontrollgruppene, ble rs402710 ikke assosiert med røyking status (OR korrigert for alder og kjønn av diagnose = 1,03; p = 0,66).
å begynne med en annen sammenslutning av lungekreft og rs3131379 (ujustert OR = 1,47, p = 0,003) ble observert, men etter justering for røykestatus ble det statistisk ubetydelig (tabell S2 og S3). Ingen sammenslutninger av lungekreft med de resterende 10 SNPs genotypet ble observert i denne studien (tabell S2 og S3).
Analyse av 13 polymorfe markører blant strupehodet og blære tilfeller avdekket at ingen av dem var knyttet til disse krefttypene (Tabell S2 og S3).
Retrospektiv kraft beregninger ble utført med Minor allelfrekvenser (MAF) spenner 0,06 til 0,48 for å sikre at den studerte var tilstrekkelig styrke til å identifisere eventuelle assosiasjoner. Denne studien hadde 80% effekt ved et a-nivå = 0,05 for å påvise minst odds-forhold i området fra 01/03 til 01/05 for lungekreft, 1,5-1,8 for blærekreft og strupekreft. Deteksjonsgrensen økes til 1,4-1,7 (lungekreft) og 1,7-2,1 (blære og strupekreft) med Bonferroni korreksjon (alfa nivå = 0,0038).
Diskusjoner
Dette replikering studien viste at SNPs i kromosom 15q25.1 (rs16969968 og rs8034191) og 5p15 (rs402710) er assosiert med lungekreft i den polske befolkningen dermed replikere tidligere funn [3] – [9], [15] – [19]. Det gjorde imidlertid ikke bekrefte noen sammenheng mellom SNPs ligger i 15q25.1 og 5p15 region med blære og strupekreft.
locus på kromosom 15q25.1 inneholder tre gener som koder for nikotin acetylkolin reseptor (nAChR) subenheter (CHRNA3, CHRNA5, CHRNB4) som har engasjement i tobakksavhengighet ble foreslått fra studier utført på større lungekreft populasjoner [5], [10] – [12]. Regionen av krets inneholder den ikke-synonyme CHRNA5 SNP, rs16969968, som introduserer en substitusjon av asparaginsyre (D) for asparagin (N) i aminosyrestilling 398 (D398N) av CHRNA5 protein (α5 nAChR underenhet). Den α5 nAChR underenhet er plassert i den cytoplasmiske løkken mellom de transmembrane domener, og er ikke involvert i reseptorbinding. Den delen av CHRNA5 protein hvor asparaginsyre substitusjon i posisjon 398 inntreffer er svært konservert over virveldyrarter, noe som tyder på at endringer i denne posisjon er svært sannsynlig å være av funksjonell betydning.
In vitro
studier indikerer at aspargin ved posisjon 398 av α5 nAChR subenheten avtar kolinerg reseptor funksjon [13]. De nikotinreseptorer som inneholder α5 finnes i dopaminerge og GABAergiske nevroner i striatum og ventrale tegmentale område, et område av hjernen implisert i belønning pathway [13], [23]. Personer som havnen varianten av CHRNA5 (som reduserer kolinerg reseptor aktivitet) kan ha en økt risiko for nikotinavhengighet som høyere nivåer av nikotin er nødvendig for å oppnå tilsvarende aktivering av dopaminerge sti [13]. Når utsatt for røyking, heterozygoter og sjeldne homozygote av rs16969968 har henholdsvis 1,3 ganger og nesten to ganger økt risiko for å utvikle nikotinavhengighet [24]. Uavhengige observasjoner bekreftet foreningen av SNP i denne regionen med risiko for tobakk relaterte svulster som lunge, blære og øvre aeordigestive veis kreft (UADT) [3] – [9], [25] – [27]. Til støtte for disse funnene andre studier har vist at dette locus er implisert i risiko for kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) og perifer arteriell sykdom, som begge har vært forbundet med røyking [5], [28]. Til sammen disse observasjonene reise spørsmålet om hvorvidt 15q25.1 regionen er knyttet til en direkte effekt på røyking sykdommer eller kan de forklares utelukkende av en genetisk påvirkning på røyking avhengighet. Andre studier utført på ulike populasjoner støttet foreningen av 15q25.1 locus med lungekreft hos ikke-røykere som dokumenterer en direkte rolle i denne locus i sykdomsutvikling [3], [6]. Til støtte for dette, har det vist seg at lunge nevroendokrine celler, alveolære epitelceller, lunge neuroendokrine celler og lungekreft cellelinjer, uttrykke nikotin reseptorer, som binder stoffer av karsinogenitet med
N
«-nitrosonornicotine og nitrosaminer. Således karsinogener kan fremme neoplastisk transformasjon ved å stimulere tumorvekst og angiogenese [29], [30]. Videre er resultatene av en nylig foretatt undersøkelse på CHRNA5 aktivitet modulasjon i bronchial-celler og i lungecancercellelinjer antydet en mulig påvirkning av CHRNA5 på celleadhesjon og celle-motilitet og regulering av p63, et homologt protein for å tumor suppressor p53 [31]. Studier i store bestander av blandet etnisitet viste at dette locus er innblandet i alle histopatologiske undergrupper av lungekreft, i denne studien også replikert vi denne foreningen i den polske befolkningen, selv om vår analyse av risiko alleler blant adenokarsinom subtype tilfeller viste bare en svak tendens mot en forening (tabell S1) [3] – [9]. Vi klarte ikke å vise noen sammenheng mellom SNPs i 15q25 regionen og røykestatus blant kontrollene, mens andre større studier analyserer bare nikotinavhengighet og om ulike mål på røyking eksponering, tydelig viste denne foreningen [10] – [13]. Våre resultater ble basert på mindre antall aldri røyke lungekreftpasienter og vi manglet derfor noen makt til å oppdage denne foreningen. Våre funn var likevel i samråd med en stor replikering studie utført innenfor International Lung Cancer Consortium benytte 11 645 lungekreft hvis pasienter og 14 954 kontrollpersoner, der ingen sammenslutning av rs16969968, rs8034191 med lungekreft blant aldri-røykere ble observert [9 ]. Legge til dette, en nylig publisert metaanalyse av 5 tidligere studier på aldri å røyke lungekreftpasienter fant ingen sammenheng mellom 15q25 og risikoen for lungekreft [32]. Dette setter inn spørsmålet pleiotropisk oppfatningen av 15q25 regionen og foreslår en mer indirekte effekt på risikoen for lungekreft.
Foreningen for blærekreft med 15q25 locus ble demonstrert i en case-control studie av pasienter fra Los Angeles County, USA og Shanghai, Kina. I denne studien rs8034191 var assosiert med 1,26 ganger økt risiko for blærekreft blant ikke-spanske hvite, selv om forfatterne ikke kunne gjenskape foreningen i den kinesiske befolkningen fordi den sjeldne allel frekvensen var for lav [25]. I kontrast til våre data og at fra en studie av 790 noensinne røyking blære og nyrekrefttilfeller kaukasisk opprinnelse viste ingen sammenheng mellom blærekreft og 15q25 region [33].
Regionen på kromosom 5p15.33 inneholder to gener,
CLPTM1L Anmeldelser – leppe- og ganespalte trans en lignende gen og
TERT Anmeldelser – menneskelig telomerase revers transkriptase-genet. Den TERT enzym er en proteinkomponent av telomerase, en ribonucleoprotein polymerase som regenererer telomere ender ved tilsetning av nukleotid repeterte sekvenser. RNA-komponenten av telomerase fungerer som en mal for telomere gjenta. Telomerase spiller en avgjørende rolle i å sikre kromosom stabilitet og hindre normale celler blir ondartet. Den kodende region av TERT er sterkt konservert mellom artene [34]. Mutasjoner i den kodende sekvensen til dette genet er sjeldne, og har vært forbundet med dyskeratosis congenita, idiopatisk lungefibrose og en økt risiko for enkelte kreft [35], [36].
Det andre genet i 5p15.33 er
CLPTM1L
, som er innblandet i mottakelighet for ganespalte. Dette genet blir uttrykt i forskjellige vev, inkludert lungevev og overuttrykkes på cisplatin-resistente ovarie cancer-cellelinjer, der dens rolle i induksjon av apoptose i cisplatin-sensitive celler er blitt påvist [37]. Noen forfattere foreslår at det på grunnlag av disse observasjonene
CLPTM1L
kan være assosiert med apoptose-induksjon i lungeceller etter eksponering for genotoksiske midler så som tobakk karsinogener [16].
I denne studien har vi undersøkt to SNPs (rs2736100, rs2736098) som ligger i regionen tERT og i regionen CLPTM1L (rs402710). Foreløpig er det ingenting som tyder på at noen av disse SNPs har en funksjonell rolle eller er en sykdom utløsende allel. Regionen 5p15.33 har vært klart assosiert med lungecancer [15] – [19]. I denne studien replikert vi foreningen av rs402710 med lungekreft i den polske befolkningen, men var ikke i stand til å vise en sammenslutning av to andre SNPs, hvorav den ene (rs2736100) ble foreslått å være en uavhengig risikofaktor for lungekreft [16] . Lagdeling av våre data ved histopatologisk subtype avslørte at den sterkeste foreningen ble observert blant squamous cellekreft hos pasienter og svakere forening for adenokarsinom undertype, som er i kontrast til resultatene som ble oppnådd fra en GWAS, hvor den omvendte forholdet ble observert [17], [ ,,,0],18]. Den 5p15.33 regionen ble assosiert med blærekreft i en studie utført av dekode genetikk på et europeisk befolkning bestående av 4,147 krefttilfeller fra 10 land eller regioner [38]. I denne store studien rs401681 og rs2736098 var assosiert med økt risiko for blærekreft (OR = 1,12, 1,16, p = 5,7 × 10
-5, 1,3 × 10
-4, 5,7 × 10
– henholdsvis 5,). En studie utført på ikke-spanske hvite fra Los Angeles fylke, USA og en kinesisk befolkning viste en statistisk signifikant sammenheng av blærekreft med rs2736100 i begge etniske grupper [25]. I vårt datasett kan vi ikke vise foreningen av de tre SNPs i 5p15.33 regionen, sannsynligvis på grunn av befolknings forskjeller, som også ble sett i studie av Decode Genetics, hvor rs2736098 foreningen når stratifisert etter land eller region, nådde ap value≤0.05 i bare fire av de medvirkende land og regioner [38].
En retrospektiv maktanalyse utført i vår studie antydet at en av de mulige grunnene til at vi ikke kan replikeres funnene tidligere rapportert for blære og strupekreft gruppene kan være på grunn av den lille prøvestørrelse på disse gruppene i vårt studium. Dette problemet kan løses ved å øke sak å kontrollere forholdet 01:01 til 01:03. I denne studien har vi ikke kunnet matche saker og kontroller med høyere forholdstall på grunn av ikke å kunne rekruttere flere kontroller som følges våre matchende kriterier.
I sammendraget denne studien har videre bekreftet GWAS finne at regionene 15q25 0,1 og 5p15.33 bidra til risikoen for lungekreft, men klarte ikke å vise en sammenslutning av disse loci med blære og strupekreft i den polske befolkningen.
Materialer og metoder
Mellom årene 2000 og 2007 totalt 1742 fortløpende innsamlede kreftpasienter fra kliniske sykehus i Szczecin, Polen ble inkludert i denne studien. Studien omfattet 874 tilfeller av lungekreft, 450 pasienter diagnostisert med blærekreft og 418 strupekreft pasienter. Alle saker ble histologisk eller cytologisk bekreftet. Pasientene ble invitert til å delta i denne studien da de deltok på en poliklinisk onkologi klinikk i sine respektive regionale sykehus eller International Arvelig Cancer Center (IHCC) i Szczecin. Pasientens deltakelse oversteget 80%. Data om røykestatus var tilgjengelig fra 91% av alle kreftpasienter, samlet på tidspunktet for registrering. For de pasienter hvor røykestatus ikke ble samlet inn på registreringstidspunktet det ble kjøpt enten ved oppfølgingsbesøk eller ved personlig kommunikasjon (telefon, brev). Røykestatus ble kategorisert i to kategorier:. Aldri og stadig røyke
Styre befolkningen besto av 1061 friske voksne pasienter som hadde besøkt sine fastleger som ligger i byen Szczecin eller omkringliggende fylker. De deltakelsen for kontroll befolkningen oversteget 71%. Saker og kontroller ble deretter tilfeldig matchet av fødselsår (+/- 3 år) og kjønn, noe som resulterer i 874, 450, 418 par med lunge, blære og strupekreft, henholdsvis. Data om røykestatus var tilgjengelig fra 83% av alle kontroller. Karakteristikken av saker og kontrollgrupper er presentert i tabell 3.
Studiet ble godkjent av etikkomiteen av Pomeranian Medical University of Szczecin. Alle individer som inngår i denne studien ble bare registrert etter å gi skriftlig informert samtykke til å delta.
DNA til analyse ble ekstrahert fra perifere blod lymfocytter av individer ved hjelp av ikke-enzymatisk, rask salting-out metoden uten forbehold som beskrevet tidligere [39]. Den genotyping analyse av 14 SNP ble utført ved hjelp av 5’exonuclease analysen (TaqMan, Applied Biosystems, Foster City, CA, U.S.A.) ved International Agency for Research on Cancer. DNA-prøver fra kreft og kontroll tilfeller ble tilfeldig tildelt analysetall under genotyping prosessen for å unngå enhver skjevhet genotyping; laboratoriepersonell ble blindet for sak /kontroll status. 7% av det totale antall pasienter i denne studien (avledet fra begge tilfeller og kontroller) ble tilfeldig utvalgt for å bli re-genotypede for hver SNP å kontrollere for reproduserbarheten av de genotyping analyser. Intern duplikat konkordans var 99,9% og genotyping suksessraten var 91%. Ut av 14 analyserte SNPs, genotypen distribusjoner av 13 SNPs ikke avvike fra Hardy-Weinberg likevekt (HWE) i en hvilken som helst gruppe matchet kontroller. En SNP (rs17374971) som hadde signifikant avvik fra HWE ble utelukket fra videre analyse i alle grupper. Hver av SNPs ble analysert individuelt per allel (under log-additiv modell) og per genotype ved å beregne odds ratio (OR), 95% konfidensintervall (95% CI), p-verdier ved hjelp av en logistisk regresjonsmodell. OR justeringen ble utført ved å innlemme røykestatus som en ekstra parameter i logistisk regresjonsmodell. Pasienter med manglende data om røykestatus ble ekskludert fra beregningen av en justert OR. Alleler for alle SNPs ble tildelt i henhold til enkeltnukleotidpolymorfi database (dbSNP, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP) [40]. Alle beregninger ble utført ved bruk av den største allel i hvert SNP som referanse (tabell 1). Bonferronikorreksjon ble brukt til å justere for multippel testing slik at alle resultater som er oppnådd en p value≤0,0038 ble betraktet som signifikant. LD (D «og R’> 2) ble beregnet ved hjelp av haploview [41]. En retrospektiv maktanalyse ble utført ved hjelp av Power for Genetic Association versjon 2.0 programvare med alfa nivå satt til 0,05 og 0,0038 med delt dominerende modellen med to frihetsgrader [42].
Hjelpemiddel Informasjon
Tabell S1 .
risikoestimater per allel av histopatologi for rs16969968, rs803419 og rs402710 i lungekreft gruppe
doi:. 10,1371 /journal.pone.0025057.s001 plakater (XLS)
Tabell S2.
risikoestimater per allel for 13 SNPs i lunge, blære og strupekreft gruppe
Doi. 10,1371 /journal.pone.0025057.s002 plakater (XLS)
tabell S3.
Risiko estimater pr genotype for 13 SNPs i lunge, blære og strupekreft gruppe
doi:. 10,1371 /journal.pone.0025057.s003 plakater (XLS)
