PLoS ONE: Alkohol forbrug-metabolitter i relation til kolorektal cancer og adenom: To case-control studier Brug Serum Biomarkers

Abstrakt

Alkohol er et kendt kræftfremkaldende stof, der kan være forbundet med kolorektal cancer. Men de fleste epidemiologiske undersøgelser vurderer alkoholholdig drik forbrug med selvrapporterede data, hvilket fører til potentiel eksponering misklassifikation. Biomarkører alkoholforbrug kan være et alternativ, komplementær tilgang, der mindsker misklassifikation og inkorporerer individuelle forskelle i alkohol stofskifte. Derfor vurderede vi forholdet mellem tidligere identificerede alkoholforbrug-relaterede metabolitter og tyktarmskræft og adenom hjælp serum metabolomik data fra to undersøgelser. Data om kolorektal cancer blev opnået fra en nested case-control undersøgelse af 502 amerikanske voksne (252 sager, 250 kontroller) inden for Prostate, Lung, tyktarmen og æggestokkene kræftscreening Trial. Data om kolorektal adenom blev opnået fra en case-kontrol undersøgelse af 197 amerikanske voksne (120 sager, 77 kontrol) fra søværnet colonadenom Study. Ubetingede multivariable logistiske regressionsmodeller var egnet til at beregne odds ratio (OR) og 95% konfidensintervaller (CI) for otte alkohol forbrug-metabolitter er identificeret i en tidligere analyse: ethyl glucuronid; 4-androsten-3p, 17p-diol disulfat 1; 5-alfa-androstan-3p, 17p-diol disulfat; 16-hydroxypalmitate; bilirubin (E, Z eller Z, E); cyclo (Leu-pro); dihomo-linoleat (20: 2n6); og palmitoleat (16: 1n7). Vi fandt ingen klar sammenhæng mellem disse alkohol forbrug-metabolitter og enten endpoint. , Men vi observere en omvendt sammenhæng mellem cyclo (-Leu-pro) og kolorektal adenom, som kun blev observeret i den højeste metabolit fraktil (OR

4. vs. 1st fraktilestime = 0,30, 95% CI: 0,12 til 0,78;

P

-trenden = 0,047), men ingen sammenhæng for tarmkræft. Afslutningsvis var der ingen negative associationer mellem alkoholforbrug-relaterede metabolitter og kolorektal cancer eller adenom

Henvisning:. Troche JR, Mayne ST, Freedman ND, Shebl FM, Guertin KA, Cross AJ, et al. (2016) Alkohol forbrug-metabolitter i forhold til kolorektal cancer og adenom: To case-control studier Brug Serum Biomarkører. PLoS ONE 11 (3): e0150962. doi: 10,1371 /journal.pone.0150962

Redaktør: Maria Cristina Vinci, Centro Cardiologico Monzino, ITALIEN

Modtaget: November 19, 2015; Accepteret: 21 februar 2016; Udgivet: 11. marts 2016

Dette er en åben adgang artiklen, fri for alle ophavsrettigheder, og kan frit gengives, distribueres, overføres, ændres, bygget på, eller på anden måde bruges af alle til ethvert lovligt formål. Værket gøres tilgængeligt under Creative Commons CC0 public domain dedikation

Data Tilgængelighed:. For at beskytte privatlivets fred for undersøgelsens deltagere, vil data blive stillet til rådighed efter anmodning. Forslag til adgang til PLCO data kan indsendes til National Cancer Institute Cancer Data Access System på https://biometry.nci.nih.gov/cdas/plco/. Anmodninger vil blive gennemgået af kohorte Delforsøgsledere og vil kræve en aftale dataoverførsel. Interesserede parter skal kontakte Dr. Christian Abnet ([email protected])

Finansiering:. Dette arbejde blev delvist støttet af Intramural Research Program af National Cancer Institute ved National Institutes of Health (http: //www.cancer.gov/research/nci-role/intramural) og National Institutes of Health (https://www.nih.gov/), give T32 CA105666

Konkurrerende interesser:. forfatterne har erklæret at der ikke findes konkurrerende interesser

Forkortelser:. CI, konfidensinterval; OR, Odds Ratio; PLCO, prostata-, lunge-, Kolorektal, og kræft i æggestokkene Screening Trial

Introduktion

Tyktarmskræft rangerer tredje i både forekomsten af ​​kræft og dødelighed i USA [1,2], med over 132.000 hændelse sager anslået for 2015 [2]. Kolorektal cancer er mere almindeligt i økonomisk udviklede lande, mens økonomisk udviklingslande oplever kraftige stigninger i kolorektal cancer incidens [3]. Nogle undersøgelser af kolorektal cancer risiko indvandrere fra lavere risiko for højere risiko lande har fundet risiko indvandrere, der nærmer sig i værtslandet [4,5], og at deres amerikansk-fødte efterkommere har højere risici end udenlandsk fødte indvandrere [6]. Disse forskellige mønstre kan skyldes modificerbare livsstilsfaktorer [3], herunder kost, fysisk inaktivitet, fedme, rygning, og alkoholforbrug [7].

Alkoholiske drikke forbrug har været forbundet med kolorektal cancer hos mænd, og i mange undersøgelser kvinder [8], selv om foreningen er beskedne. Resuméet estimat af en 2010 meta-analyse viste en forening med moderat (RR

2 til 3 genstande om dagen = 1,21, 95% CI: 1,13-1,28) og druk (RR

≥4 drinks om dagen = 1,52, 95% CI 1,27-1,81) [9]. Beviserne er stærkest for storforbrugere [9-11] og synes ikke at variere med alkoholholdig drik type, implicerer ethanol som en potentiel sygdomsfremkaldende agens [11-14]. I observationsstudier har alkoholforbrug været forbundet med hver anatomisk site af kolorektal cancer, herunder den proksimale colon, distal colon, og rektum [10,11,14]. Mindre data er tilgængelige i kvinder. Men foreliggende data viser lignende resultater som for mænd [8,11,14].

Alkoholiske drikke forbrug har også været forbundet med højere risiko for adenomatøse polypper [15-19]. Kolorektale polypper kan groft inddeles i to kategorier: hyperplastiske polypper, der typisk er godartede og adenomatøse polypper (adenomer), som er forstadielæsioner til colorektal cancer. Selvom mindre end 10% af adenomer udvikle sig til kolorektal cancer [1], mest kolorektale cancere udvikler fra adenomer [1,20]. Som sådan, disse fund for alkohol med kolorektal cancer og adenom er gratis.

data Selvrapporterede alkoholforbrug anses generelt for at være nøjagtige, og de fleste epidemiologiske undersøgelser stole på selvrapportering at måle typiske alkoholforbrug [21 ]. Men selvrapporterede data er rapporteringspligtige fejl og efterfølgende eksponering misklassifikation. Mængde frekvens foranstaltninger heller ikke fange druk og atypiske drikkevaner, og dette kan undervurdere samlede alkoholforbrug [22]. Desuden kan selvrapporteret alkoholforbrug ikke højde for individuelle forskelle i alkohol metabolisme, såsom etniske forskelle observeret i nogle asiatiske populationer [23]. Derfor kan brugen af ​​supplerende foranstaltninger alkohol eksponering i tillæg til selvrapportering være nyttig i mere præcist at estimere alkohol eksponering [24]. Alkohol biomarkører, herunder små molekyler metabolitter, kunne forøge resultater fra selvrapportering ved at tilføje objektive mål for eksponering og tegner sig for individuelle forskelle i den interne dosering på grund af individuelle forskelle i stofskiftet. Metabolomik, måling af små molekyler i kropsvæsker, har vist sig at være en nyttig fremgangsmåde i epidemiologiske undersøgelser [25,26], med tidligere undersøgelser held identificere biomarkører for tobaksrygning og kost, herunder alkohol [27,28].

i dette studie evaluerede vi sammenhængen mellem følgende otte biomarkører for alkoholforbrug og kolorektal cancer og adenom: ethyl glucuronid; 4-androsten-3p, 17p-diol disulfat 1; 5-alfa-androstan-3p, 17p-diol disulfat; 16-hydroxypalmitate; bilirubin (E, Z eller Z, E); cyclo (Leu-pro); dihomo-linoleat (20: 2n6); og palmitoleat (16: 1n7). Disse metabolitter blev valgt baseret på tidligere serum metabolomik data genereret i prostata, lunge, tyktarmen og æggestokkene kræftscreening Trial (PLCO), hvor de blev anset for at være forbundet med total alkoholholdig drik forbrug baseret på delvis Pearsons korrelationer efter Bonferroni korrektion for multiple sammenligninger [27]. Ved hjælp af disse biomarkører, gennemførte vi en nested case-control studie af kolorektal cancer i indgreb arm PLCO (252 sager, 250 kontroller), samt en separat case-kontrol undersøgelse for kolorektal adenom (120 sager, 77 kontroller) i Navy colonadenom Study.

Materialer og metoder

Undersøgelse design og befolkningens

prostata-, lunge-, Kolorektal og Kræft i æggestokkene Screening Trial (PLCO).

PLCO er et populationsbaseret randomiseret kontrolleret forsøg af virkningerne af screening på kræft dødelighed i USA [29,30]. Over 150.000 deltagere blev indskrevet mellem november 1993 og juli 2001. Kvalificerede deltagere var i alderen 55-74 år på tidspunktet for randomisering, havde ingen forudgående historie PLCO kræftformer, og ikke havde haft en sigmoideoskopi, koloskopi eller barium lavement inden for de tre år før randomisering. Skriftligt informeret samtykke blev opnået fra alle deltagere. Undersøgelsen blev godkendt af National Cancer Institute Institutional Review Board (protokol nummer OH97-C-N041).

Sigmoidoscopies blev udført ved baseline og tilbød ved udgangen af ​​det tredje år forud for december 1998 og i udgangen af ​​det femte år, der begynder i oktober 1999. deltagere med positive screen tests blev henvist til deres læge for yderligere vurdering.

Inden screeningen arm PLCO, en indlejret case-kontrol undersøgelse udvalgte deltagere, der afsluttede baseline risikofaktor og kosten spørgeskemaer, indvilliget i at biospecimen brug, havde baseline serum og 6 måneder eller mere opfølgning, havde ingen selvrapporterede historie af kræft ved baseline (undtagen basalcellekræft), havde ingen sjældne kræftformer under opfølgning, og havde ingen selv-rapporterede Crohns sygdom, colitis ulcerosa, familiær polypose, Gardner syndrom, eller kolorektale polypper. Af disse blev 255 primær hændelse kolorektal kræfttilfælde og 254 kontroller udvalgt til vores undersøgelse. Vi yderligere udelukket 2 tilfælde og 3 kontroller med 8 eller nyere manglende svar på kosten spørgeskema og en sag og en kontrol med ekstrem kalorie forbrug (≤1% eller ≥99%). Vores endelige analytisk prøve til PLCO bestod af 252 tilfælde og 250 kontroller.

Data om selvrapporteret alkoholforbrug blev opnået fra baseline spørgeskema. Følgende kategorier blev valgt

a priori

baseret på multipler af en enkelt alkoholisk drik, som gav rimelige antal forsøgspersoner i hver kategori, og som svarer til dem i mange tidligere undersøgelser af alkoholindtagelse og sygdom: ingen, fra 0 til 1 drink pr dag, 1 til 3 drinks om dagen, og 3 genstande om dagen

Navy colonadenom Study

Navy colonadenom Study er et tilfælde.. -styring undersøgelse af kolorektale adenomer, der tilmeldte patienter fra General Kirurgi og Gastroenterologi klinikker på National Naval Medical Institute i Bethesda, Maryland mellem april 1994 og september 1996. Kvalificerede deltagere var i alderen 18-74 år, ikke havde nogen historie for kræft (undtagen ikke -melanoma hudkræft), og boede inden 60 miles af Washington DC skriftligt informeret samtykke blev opnået fra alle deltagere. Undersøgelsen blev godkendt af Institutional Review Boards på National Cancer Institute og National Naval Medical Center (protokol nummer OH93-NC-2004).

Undersøgelsen prøve for søværnet colonadenom Study er blevet beskrevet i detaljer andetsteds [31]. Kort fortalt 244 sager fra en koloskopi klinik register og 231 kontroller, der modtager rutine fleksible sigmoidoskopiske screening gav informeret samtykke og indvilligede i at deltage. Vi ekskluderede 93 tilfælde for at have en historie af tidligere adenomer, 2 sager og 3 kontroller med usandsynlig kosten information, og 3 sager rapportering familiær adenomatøs polypose. Af disse blev 129 tilfælde og 129 kontroller med højde og vægt data udvalgt til metabolisk profilering i en tidligere analyse [32]. Cases og kontroller blev ikke matchet på fastende status, og foreløbige analyser foreslog, at fastende status havde betydelige virkninger på metabolit-koncentrationer. Derfor vi yderligere udelukket 6 tilfælde og 51 kontroller, der fastede før deres blod uafgjort. Vi derefter udelukket 3 sager og en kontrol med manglende forbrugsdata alkohol. Vores endelige analytiske prøve for søværnet colonadenom Study bestod af 120 tilfælde og 77 kontroller.

Data om selvrapporteret alkoholforbrug blev opnået under i hjemmet personlige interviews cirka 60 til 90 dage efter endoskopisk screening. Vi kategoriseret alkoholforbrug i følgende kategorier: ingen, fra 0 til 1 drink pr dag, 1 til 3 drinks om dagen, og 3 drinks om dagen. Ikke-drikkende, der rapporterede nogensinde forbruge mindst 12 alkoholholdige drikkevarer i et år forblev kategoriseret som ikke-drikkende (

n

= 22).

Resultat vurdering

I PLCO, hændelse kræftformer blev konstateret fra datoen for randomisering (studiet dato) gennem december 31, blev 2009. Sigmoidoscopies udført ved baseline og tilbød ved udgangen af ​​det tredje år forud for december 1998 og i slutningen af ​​det femte år, der begynder i oktober 1999. Deltagere med positive screen tests blev henvist til deres læge for yderligere vurdering. De 255 første primære hændelse tarmkræft diagnosticeret mindst 6 måneder efter baseline blev udvalgt som cases, som var 254 incidens densitet stikprøven forsøgspersoner, der var i live og kræft fri på det tidspunkt, sagen blev diagnosticeret og matches efter alder ved randomisering (5 års intervaller ), køn, race, randomisering år, og sæson af blod uafgjort.

i Navy colonadenom Study, kolorektal adenom tilfælde blev diagnosticeret ved koloskopi eller rutine fleksibel sigmoideoskopi og blev histologisk bekræftet. Controls, der er udvalgt blandt patienter uden kolorektale adenomer ved sigmoideoskopi, blev frekvens matchede (1: 1). Efter alder (± 5 år) og køn til sager, der blev screenet i samme periode

vurdering Metabolit

I PLCO blev ikke-fastende blodprøver indsamlet ved baseline. I Navy colonadenom Study, deltagere forudsat blodprøver ved opfølgende klinik besøg, og var ikke forpligtet til at faste, men mange deltagere gjorde. Serum metabolitter blev analyseret ved Metabolon Inc, som beskrevet tidligere [33,34]. Håndteringen og metabolomics analyse af blodprøver er også blevet beskrevet detaljeret andetsteds [26,27,32]. Prøver blev kørt i partier af 30 og blindet for tilfælde status. Cases og matchede kontroller blev placeret efter hinanden i batch. Prøver blev analyseret under anvendelse af ultra-high performance liquid-fasekromatografi-massespektrometri og gaskromatografi-massespektrometri. Metabolitter blev identificeret ved sammenligning masse spektrale spidser til en reference-bibliotek. De relative masse spektrale topintensiteter for hver metabolit var batch normaliseret (relativ peak intensitet divideret med batch median), log-transformeret (naturlig log), og centreret (mean≈0, standard deviation≈1). Den mindste observerede værdi blev regnet for målinger, som undlod at nå detektionsgrænsen og fordelingerne blev centreret. Assay præcision har tidligere været undersøgt i detaljer [26].

En tidligere serum metabolomics undersøgelse af PLCO testede sammenhænge mellem kost og metabolitter ved hjælp delvis Pearsons korrelationer korrigeret for alder, køn, rygning status (nuværende rygere vs. tidligere /aldrig rygere) og samlede energiindtag (kcal pr dag) [27]. Efter Bonferroni korrektion for multiple sammenligninger blev otte metabolitter signifikant associeret med total alkohol: ethyl glucuronid; 4-androsten-3p, 17p-diol disulfat 1; 5-alfa-androstan-3p, 17p-diol disulfat; 16-hydroxypalmitate; bilirubin (E, Z eller Z, E); cyclo (Leu-pro); dihomo-linoleat (20: 2n6); og palmitoleat (16: 1n7)., og disse blev brugt i vores undersøgelse

Statistisk analyse

Vi brugte multivariable ubetinget logistisk regression til at estimere odds ratio (OR) og 95% konfidensintervaller (CI ) for forholdet mellem selvrapporteret alkohol og de otte alkohol forbrug-metabolitter og kolorektal cancer (PLCO) og adenom (Navy colonadenom Study). Analyserne blev udført separat i hver undersøgelse skyldes forskelle i studiedesign, studiepopulationer, og dataindsamlingsmetoder. Alle modeller blev justeret for alder ved kosten spørgeskema (PLCO) eller interview (Navy colonadenom Study), køn og tobak (aldrig tobak bruger, tidligere tobak bruger, nuværende tobak bruger). Rygning inkluderet cigaretter, cigarer og piber.

De otte alkohol forbrug-metabolitter ikke normalt fordelt, dels fordi værdier under detektionsgrænsen blev tildelt den mindste observerede værdi. Fem af de otte metabolitter (4-androsten-3p, 17p-diol disulfat 1; 5-a-androstan-3p, 17p-diol disulfat; 16-hydroxypalmitate; dihomo-linoleat (20: 2n6); palmitoleat (16: 1n7) ) blev kategoriseret baseret på kvartil beskæringspunkter blandt kontroller. De resterende tre metabolitter ikke kunne kategoriseres nøjagtigt ved kvartiler grund af det store antal imputerede værdier. Ethyl glucuronid blev kategoriseret som en binær variabel (opdaget, ikke påvist). Bilirubin (E, Z eller Z, E) blev kategoriseret efter kvartil beskæringspunkter i søværnet colonadenom Study, men i PLCO blev kategoriseret i følgende percentil grupper (≤27.5, 27,5-50,0, 50,0-75,0, 75,0

percentil). Cyclo (Leu-pro) blev kategoriseret forskelligt i PLCO (≤51.4, 51,4-75,0, 75,0

percentil) end i søværnet colonadenom Study (≤25.4, 25,4-50,0, 50,0-75,0, 75,0

percentil)

Vi undersøgte også bivariate sammenhænge mellem selvrapporteret alkoholforbrug og de otte alkohol forbrug-metabolitter tidligere fundet at være signifikant korreleret med det samlede alkoholforbrug baseret. på delvise Pearsons korrelationer korrigeret for alder, køn, rygning status, og samlede energiindtag [27]. At tage højde for ikke-normal fordeling af metabolitterne, vi kategoriseret metabolitterne baseret på omtrentlige kvartil beskæringspunkter og derefter testes igen deres tilknytning til alkohol under anvendelse af Fishers eksakte test. Derfor prøver vi gennemførte havde lavere effekt end den analyse, hvorfra vores metabolitter blev identificeret.

Fordi vi havde otte metabolitter identificeres ved deres uafhængige korrelation med selvrapporteret alkoholholdig drik forbrug, vi udforsket deres uafhængighed og afsluttet en datareduktion til brug som en sekundær eksponering i foreningen analyse. Vi anvendte en matrix af Pearsons korrelationskoefficienter at vurdere sammenhængen mellem metabolitter og for visuelt at bedømme, om en delmængde af metabolitter kan anvendes i substitution. En principal komponent analyse ved hjælp varimax rotation blev ansat som en metode til at reducere antallet af variabler eksponering. Vi beholdt komponenter baseret på egenværdien-ét kriterium [35], og dem, der kumulativt forklaret mere end 70% af variansen i kovariansmatricen af ​​de otte alkoholforbrug-relaterede metabolitter. Disse meningsfyldte komponenter blev derefter ekstraheret, skaleret ved at dividere med den halve interkvartile område, og passer sammen i en fuld model, korrigeret for alder, køn og tobaksforbrug.

Alle analyser blev udført ved hjælp af SAS Version 9.2 TS2M3 ( SAS Inc., Cary, North Carolina, USA)

Resultater

prøven var overvejende mandlige i begge PLCO (tilfælde:. 56,4%, kontrol: 55,6%) og søværnet colonadenom Study (tilfælde: 75,8%, kontrol: 74,0%) (tabel 1). Den gennemsnitlige alder var højere i PLCO (tilfælde: 64,3 år, kontroller: 64,3 år) end Søværnets colonadenom Study (tilfælde: 57,4 år, kontroller: 57,6 år). Andelen af ​​aldrig tobak brugere var ens mellem PLCO (tilfælde: 38,0%, kontrol: 42,0%) og søværnet colonadenom Study (tilfælde: 46,7%, kontrol: 42,9%), mens andelen af ​​rygere var højere i PLCO ( tilfælde: 47,6%, kontrol: 49,2%) end i søværnet colonadenom Study (tilfælde: 10,0%, kontrol:. 9.1%)

Vi undersøgte bivariate sammenhænge mellem demografiske variable og selvrapporterede alkohol forbrug hos kontroller (tabel 2). Alkoholforbruget var udbredt blandt kontroller (PLCO: 80,4%, Navy colonadenom Undersøgelse: 80,5%) (Tabel 2). På tværs af de to undersøgelser, en tilsvarende andel af kontrol drikkende forbruges 3 genstande om dagen (PLCO: 10,8%, Navy colonadenom Undersøgelse: 13,0%). Forbrugende 3 drinks om dagen var også mere almindelig hos mænd end kvinder (PLCO: 18,0% vs. 1,8%, Navy colonadenom Undersøgelse: 15,8% vs. 5,0%). Blandt kontroller, sammenlignet med ikke-drikkende en højere andel af alkohol drikker nogensinde rygere (PLCO: 61,2% vs. 44,9%, Navy colonadenom Undersøgelse: 61,3% vs. 40,0%).

Vi næste undersøgt bivariate sammenhænge mellem selvrapporteret alkoholforbrug og de otte alkoholforbrug-relaterede metabolitter. I PLCO, kun fem af de otte metabolitter var signifikant positivt associeret med selvrapporteret alkoholforbrug: ethyl glucuronid (

P

0,0010); 4-androsten-3p, 17beta-diol disulfat 1 (

P

0,0010); 5-alfa-androstan-3p, 17beta-diol disulfat (

P

0,0010); bilirubin (E, Z eller Z, E) (

P

= 0,0024); og cyclo (-Leu-pro) (

P

= 0,045) (S1 tabel). For hver af disse fem metabolitter, blev en større andel af ikke-drikkende fordelt i laveste metabolitten fraktil, mens en større andel af dem, der drak 3 genstande om dagen blev uddelt i den højeste metabolit fraktil. I Navy colonadenom Study, var der kun 77 kontroller, som begrænsede magt. Ingen af ​​de otte metabolitter blev signifikant associeret med selvrapporteret alkohol, men et lignende mønster til PLCO var tydelig for de følgende alkoholforbrug-relaterede metabolitter: 4-androsten-3p, 17beta-diol disulfat 1 (

P

= 0,44); 5-alfa-androstan-3p, 17beta-diol disulfat (

P

= 0,079); bilirubin (E, Z eller Z, E) (

P

= 0,65); og cyclo (-Leu-pro) (

P

= 0,12). For disse fire metabolitter, blev en større andel af ikke-drikkende fordelt i laveste metabolitten fraktil, mens en større andel af dem, forbrugende . 1 til 3 genstande om dagen blev uddelt i den højeste metabolit fraktil

Fordi disse nye biomarkører er alle korreleret med selvrapporteret alkoholholdig drik forbrug, vurderede vi deres uafhængighed og til at foretage en data reduktion til uafhængige vektorer for eksponering. Vi evaluerede Pearsons korrelationskoefficienter blandt de otte alkohol forbrug-metabolitter i en sammenhæng matrix (S2 Table), med absolutte værdier spænder fra 0,028 til 0,88 i PLCO og ,026-,89 i søværnet colonadenom Study. I både PLCO og søværnet colonadenom Study, var der to forskellige grupperinger af metabolitter med korrelationskoefficienter større end 0,50: 1) 16-hydroxypalmitate; dihomo-linoleat (20: 2n6); palmitoleat (16: 1n7); og 2) 4-androsten-3p, 17p-diol disulfat 1 og 5-alfa-androstan-3p, 17p-diol disulfat. En efterfølgende principal komponent analyse identificeret tre meningsfulde komponenter. I PLCO, disse komponenter forklaret kumulativt 74,2% af variansen i kovariansmatricen af ​​de otte alkoholforbrug-relaterede metabolitter. Individuelt, komponenter 1, 2, og 3 forklarede 38,3%, 23,2% og 12,7% af variansen hhv. Tilsvarende i søværnet colonadenom Study komponenterne forklaret kumulativt 75,9% af variansen, med komponenter 1, 2 og 3 henholdsvis forklarer 40,2%, 22,5%, og 13,1% af variansen.

Dernæst vi undersøgte foreninger med vores sygdom endpoints. I fuldt justerede modeller, fandt vi ingen sammenhæng mellem selvrapporteret typiske alkoholforbrug og kolorektal cancer (

P

-trenden = 0,25; tabel 3) eller kolorektal adenom (

P

-trenden = 0,96 ; tabel 4). Ligeledes ingen af ​​de otte alkohol forbrug-metabolitter blev signifikant associeret med kolorektal cancer, og syv blev ikke signifikant associeret med kolorektal adenom. Men en metabolit, cyclo (-Leu-pro), var signifikant associeret med kolorektal adenom (

P

-trenden = 0,047). Sammenlignet med relative metabolit niveauer af cyclo (-Leu-pro) blandt deltagerne i laveste fraktil, blev dem i den i andet og tredje fraktiler ikke signifikant associeret med kolorektal adenom (OR

2 vs. 1. fraktilestime = 1,11, 95 % CI: 0,51-2,44; OR

3. vs. 1st fraktilestime = 1,05, 95% CI: 0,47-2,38), mens topintensiteter i den højeste fraktil var signifikant omvendt associeret med kolorektal adenom (OR

4. vs. 1. fraktilestime = 0,30, 95% CI:. 0,12-0,78)

Endelig har vi testet for foreninger med udfald sygdom ved hjælp af ukorrelerede egenvektorer afledt af analysen reduktion data. I PLCO blev ingen af ​​de komponenter, der er forbundet med kolorektal cancer (S3 tabel). I Navy colonadenom Study blev komponenterne 1 og 2 ikke signifikant associeret med kolorektal adenom. Men komponent 3, som var lastet kraftigt fra cyclo (-Leu-pro), var signifikant forbundet med lavere risiko for colorectal adenom (OR

Komponent 3 = 0,24, 95% CI: 0,06 til 0,94).

diskussion

i vores undersøgelse af alkohol eksponering ved hjælp af nye serum biomarkører og risiko for kolorektal cancer eller kolorektal adenom, vi observerede lidt dokumentation for foreninger. Vores null fund ved hjælp af disse nye serum biomarkører adskiller sig fra de fleste af de eksisterende beviser for selvrapporteret alkoholholdig drik brug, men er i overensstemmelse med nogle tidligere undersøgelser, der også rapporteret nogen signifikant sammenhæng mellem den samlede selvrapporteret alkoholforbrug og kolorektal cancer [36- 38] eller kolorektal adenom [39-41].

Vi fandt en nominelt signifikant omvendt sammenhæng mellem højere cyclo (-Leu-pro) og lavere risiko for kolorektal adenom i Søværnet colonadenom Study. I PLCO, omkring halvdelen af ​​kontrolpersonerne havde værdier under detektionsgrænsen for denne metabolit, som begrænsede vores evne til at teste for forskelle på tværs af et spektrum af eksponering, men disse emner i den højeste kategori var på ikke-signifikant reduceret risiko for kolorektal cancer. Cyclo (Leu-pro), en cyklisk dipeptid af leucin og prolin, er et biprodukt af alkoholholdige drikkevarer gæring [42], men den tilsyneladende sammenhæng med kolorektal adenom bør fortolkes med forsigtighed givet beskedne størrelse af undersøgelsens og multiple sammenligninger i analysen.

Desuden fordi disse nye biomarkører skal have en vis grad af korrelation, da de blev udvalgt på grundlag af deres uafhængige korrelation med selvrapporteret alkoholholdig drik forbrug, afsluttede vi en korrelationsanalyse og principal komponent analyse. Denne analyse viste, at der var tre uafhængige vektorer af oplysninger blandt de otte metabolitter, der kunne repræsentere forskellige aspekter af alkoholholdige drikkevarer forbrug og stofskifte. Disse resultater kunne danne grundlag for det fremtidige arbejde for bedre at definere metaboliske profiler forbundet med alkoholholdig drik forbrug. I foreningen analyse med disse vektorer, den ene nominelt signifikant sammenhæng vi rapporteret for kolorektal adenom var også tydeligt i vektoren mest vægtet med cyclo (-Leu-pro), men reduktionen data indeholdt ikke nogen anden yderligere indsigt i vore data.

Vores undersøgelse af alkoholforbrug-relaterede metabolitter anvendt en innovativ tilgang i vurderingen af ​​forholdet mellem alkoholforbrug og kolorektal cancer og adenom. Den eksisterende dokumentation er primært baseret på selvrapporteret alkoholforbrug og styrker de rapporterede foreninger er beskedne [43-46]. Biomarkører alkoholforbrug kan potentielt give visse fordele i forhold selvrapportering ved at undgå rapportering fejl, reducere fejltarifering, og omfatter individuelle forskelle i den interne dosering på grund af individuelle forskelle i stofskiftet. For eksempel i en tidligere undersøgelse i PLCO blev tobak metabolitter fundet at have en stærkere association med kolorektal cancer risiko end selvrapporteret tobak eksponering [28].

Udover anvendelsen af ​​nye biomarkører for alkohol eksponering vores undersøgelse har andre styrker. Først blev undersøgelsen i PLCO indlejret i et stort prospektivt studie, der gav 252 tilfælde af kolorektal cancer med baseline biomarkør data. For det andet, begge undersøgelser omfattede detaljerede oplysninger om potentielle konfoundere. Vores undersøgelse omfattede også nogle begrænsninger. Første, metabolomics platform brugt til vores undersøgelse, kun relative topintensiteter, snarere end metabolitkoncentrationer. For det andet, de halveringstider for de otte alkohol forbrug-metabolitter, der anvendes i vores analyse er ukendte, og tidsrammen for alkohol eksponering de fange er uklar. Vi mangler data om når alkohol var sidst indtages før prøve indsamling, og vi er usikre på, hvordan disse alkoholforbrug-relaterede metabolitter er påvirket af levetid drikke, atypiske drikkevaner, og druk. Men det fremtidige arbejde i gang for at undersøge effekten af ​​kontrolleret alkohol indtagelse i kvindernes Alkohol Study, som tidligere [47] er blevet beskrevet. For det tredje, i PLCO, kun fem af de otte metabolitter var signifikant positivt associeret med selvrapporteret alkoholforbrug, og ingen var signifikant i søværnet colonadenom Study. For det fjerde var der relativt få storforbrugere, så vi var ikke designet til at evaluere foreninger på højere niveauer af alkoholholdige drikkevarer forbrug. For det femte kan alkohol have forskellige foreninger med forskellige undertyper af kolorektal cancer, men vi havde ikke undersøge disse relationer i denne undersøgelse.

Sammenfattende fandt vi ingen klare beviser for en sammenhæng mellem alkoholforbrug-relaterede metabolitter og enten kolorektal cancer eller kolorektal adenom. Vores data bør ikke fortolkes som en gendrivelse af studier med selvrapporterede data, fordi disse nye biomarkører repræsenterer komplementære, ikke konkurrerer, metoder til vurdering af alkoholholdig drik forbrug. En potentiel omvendt sammenhæng mellem cyclo (-Leu-pro) og adenom, som kun blev observeret i den højeste metabolitten fraktil bør evalueres i andre datasæt.

Støtte Information

S1 Table. Alkohol forbrug-metabolitter Blandt Kontrol af kategorier af alkoholforbrug i 250 amerikanske voksne (PLCO) og 77 amerikanske Voksne (Navy colonadenom Study)

* Må ikke opsummere til alt på grund af manglende værdier

doi:.. 10,1371 /journal.pone.0150962.s001 Hotel (DOCX)

S2 Table. Pearsons Korrelation Matrix for Alkohol forbrug-metabolitter i 502 amerikanske voksne (PLCO) og 197 amerikanske voksne (Navy colonadenom Study)

doi:. 10,1371 /journal.pone.0150962.s002

(DOCX)

S3 tabel. Justerede odds ratio og 95% konfidensintervaller for sammenhængen mellem hovedkomponenter udvundet Principal Component Analyse og passer i en logistisk regressionsmodel for tarmkræft i 502 amerikanske Voksne (PLCO) og kolorektal adenom i 197 amerikanske voksne (Navy colonadenom Study).

Forkortelser: CI, konfidensinterval; OR, Odds Ratio.