Abstrakt
Genom-dækkende forening undersøgelser (GWASs) har allerede identificeret mindst 22 fælles modtagelighed loci forbundet med en øget risiko for kolorektal cancer (CRC). Denne undersøgelse undersøgte forholdet mellem disse single nucleotide (SNP’er) og de kliniske resultater af patienter med colorectal cancer. Syv hundrede syvtiseks patienter med kirurgisk resektion kolorektal adenocarcinom blev indrulleret i den foreliggende undersøgelse. Tyve-to af de GWAS-identificerede SNPs blev genotype ved hjælp af en Sequenom MassARRAY. Blandt de 22 SNPs, to (rs1321311G T i
CDKN1A
og rs10411210C T i
RHPN2
) var signifikant associeret med overlevelse resultater af CRC i en multivariat overlevelse analyse. I en recessiv model, den rs1321311 TT genotypen (vs. GG + GT) og rs10411210 TT genotypen (vs. CC + CT) var forbundet med en dårligere prognose for sygdomsfri overlevelse (justeret HR = 1,90; 95% konfidensinterval = 1,00 -3,60;
P
= 0,050, justeret HR = 1,94; 95% konfidensinterval = 1,05-3,57;
P
= 0,034, henholdsvis) og samlet overlevelse (justeret HR = 2,05; 95% konfidensinterval = 1,00-4,20;
P
= 0,049, justeret HR = 2,06; 95% konfidensinterval = 1,05-4,05;
P
= 0,036, henholdsvis). Ingen af de andre SNPs var signifikant associeret med nogen clinicopathologic funktioner eller overlevelse. De foreliggende resultater tyder på, at de genetiske varianter af
CDKN1A
(rs1321311) og
RHPN2
(rs10411210) gener kan anvendes som prognostiske biomarkører for patienter med kirurgisk resektion kolorektal cancer.
Henvisning: Kang BW, Jeon HS, Chae YS, Lee SJ, Park JY, Choi JE, et al. (2015) associering mellem GWAS-Identificerede Genetiske Variationer og Sygdom Prognose for patienter med tyktarmskræft. PLoS ONE 10 (3): e0119649. doi: 10,1371 /journal.pone.0119649
Academic Redaktør: Peh Yean Cheah, Singapore General Hospital, SINGAPORE
Modtaget: 23, 2014 Accepteret: 1. februar, 2015; Udgivet: 23 marts 2015
Copyright: © 2015 Kang et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres
Data Tilgængelighed: Alle relevante data er inden for papir og dens støtte Information filer
Finansiering:. Dette arbejde blev støttet delvist af en Grundforskningsfonden Korea Grant finansieret af den koreanske regering (NRF-2011 til 0.015.862), og dels af Basic Science Research Program gennem National Research Foundation Korea (NRF) finansieret af den koreanske undervisningsministerium, Science and Technology (NRF-2013R1A1A4A01008144)
konkurrerende interesser:. forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser.
Introduktion
selv gavn af adjuverende kemoterapi i opereret kolorektal cancer (CRC) allerede er oprettet af flere undersøgelser, 40% af patienterne oplever lokale eller fjerne gentagelser, selv efter kurativ resektion [1] . Især er heterogenitet CRC betragtes som en af de store problemer for at vælge behandlinger og effekten af kemoterapi synes at variere afhængigt af tumor biologi. Således er en klinisk eller biologisk biomarkør, der forudsiger gentagelse, overlevelse eller reaktionsmønstre for kemoterapi nødvendig for patienter med opereret CRC.
Single nukleotid polymorfier (SNP) allerede er blevet almindeligt impliceret i cancer udvikling, prognose, og behandlingsrespons. Nylige fremskridt ved hjælp af genom-dækkende forening undersøgelser (GWASs) har gjort det muligt at identificere flere CRC-relaterede SNP’er [2-8]. Uanset, har forskellige undersøgelser også rapporteret, at genetiske varianter genereret fra kandidat-gen eller pathway-baserede undersøgelser er forbundet med det kliniske resultat af CRC patienter, som kan anvendes til at kategorisere patienter med forskellig overlevelse eller reaktioner på specifikke behandlinger. Der er imidlertid ikke GWAS endnu undersøgt det direkte forhold mellem genetiske variationer og overlevelse CRC patienter. Tre studier har undersøgt sammenhængen mellem GWAS-identificerede CRC risiko varianter og de kliniske resultater af CRC, men to blev udført med en lille stikprøve, og den tredje var fokuseret på den hvide befolkning, der adskiller sig fra andre etniske grupper [9-11]. Den foreliggende undersøgelse undersøgte sammenhængen mellem GWAS-identificerede genetiske varianter og de kliniske resultater af en relativt stor gruppe af koreanske CRC patienter.
Materialer og metoder
Study befolkning
De undersøgte i denne undersøgelse væv blev opnået fra 776 koreanske patienter, som gennemgik en helbredende kirurgisk resektion mellem maj 2001 og maj 2008 kl Kyungpook Rigshospitalet (Daegu, Sydkorea). Medicinske journaler blev efterfølgende revideret til at identificere forholdet mellem GWAS-identificerede genetiske varianter og de kliniske resultater. Kort sagt, undersøgelsen omfattede patienter med histologisk bekræftet adenokarcinom i tyktarm og endetarm, som gennemgik helbredende operation, men ikke modtog neoadjuverende terapi inden operationen. Hver patient blev undersøgt hver 3 til 6 måneder for de første tre år efter diagnosen CRC, og hvert år derefter, i overensstemmelse med de nationale retningslinjer. Skriftligt informeret samtykke til genetisk analyse, herunder genekspression og SNP genotypning blev modtaget fra alle patienter før operation, og undersøgelsen blev godkendt af Institutional Research Board på Kyungpook Rigshospitalet. CRC diagnose og iscenesættelse blev vurderet i henhold til WHO klassifikationer og TMN klassifikationer fra det 7. udgave af amerikanske Blandede Cancer (AJCC).
SNP udvælgelse og genotyping
Femogtredive polymorfier forbundet med CRC modtagelighed blev udvalgt fra det amerikanske National human Genome Research Institute (NHGRI) Katalog af Udgivet genom-Wide Association Studies (som adgang til i marts 2013). Blandt disse 35 polymorfier blev 22 polymorfier anvendt i denne undersøgelse, mens de andre blev udelukket af følgende grunde: den mindre allel frekvens var ≤ 5% i de HapMap JPT data for offentlige SNP-databasen (http: //www.ncbi. nlm.nih.gov/SNP) eller SNP’er kunne ikke anvendes til SEQUENOM s MassARRAY platform. Alle de opnåede væv blev straks snapped frosset i flydende nitrogen og opbevaret -80 ° C, indtil de relevante forsøg blev udført. Det genomiske DNA blev ekstraheret fra frisk colorectal slimhindevæv på tidspunktet for kirurgi ved anvendelse af en QIAamp genomisk DNA (Qiagen, Hilden, Tyskland) ifølge producentens protokol. Den genotype analyse blev udført ved hjælp SEQUENOM s MassARRAY IPLEX assay ifølge anvisningerne fra producenten. For at validere genotypebestemmelse, blev ca. 5% af prøverne tilfældigt udvalgt for re-genotypning ved hjælp af en sekventering metode eller begrænsning polymorfisme (RFLP) analyse af en anden forsker og resultaterne var 100% overensstemmende.
Statistisk analyse
Hardy-Weinberg ligevægt blev testet ved hjælp af en goodness-of-fit χ2 test med en df. Genotyperne for hver SNP blev analyseret som en tre-gruppe kategorisk variabel (referent model), og også grupperet i henhold til en dominant og recessiv model. Samlet overlevelse (OS) blev målt fra operationsdagen til datoen for den sidste opfølgning eller dato for død. Sygdomsfri overlevelse (DFS) blev beregnet ud fra operationsdagen indtil tilbagefald eller død uanset årsag. De Overlevelsesestimaterne blev beregnet under anvendelse af Kaplan-Meier-metoden. Forskellene i OS eller DFS henhold til de SNPs blev sammenlignet under anvendelse log-rank test. Cox ‘proportional hazard regression model blev anvendt til den multivariate overlevelse analyser, som blev altid justeret for alder ( 64 versus ≥ 64 år), den præoperative CEA-niveau (normal versus forhøjet), differentiering (godt og moderat versus dårligt), køn ( mandlige versus kvindelige), primære sted (kolon versus endetarmen), og scene (i-III). Den proportionale farer antagelse blev kontrolleret, og alle grafer for de log-log overlevende funktioner i de to SNP støtte grupper (rs10411210 og rs1321311) var parallelt med undtagelse af DFS graf af rs10411210. Den hazard ratio (HR) og 95% konfidensinterval (CI) blev også estimeret. En cut-off
P
værdi på 0,05 (tosidet) blev vedtaget for alle de statistiske analyser. De statistiske data blev opnået ved hjælp af en SPSS softwarepakke (SPSS 11.5 Inc. Chicago, IL, USA) eller SAS Genetisk software (SAS Institute, Cary, NC).
Resultater
Patient og sygdom egenskaber
de kliniske og patologiske karakteristika for de patienter, er anført i tabel 1. Medianalderen var 64 år (spændvidde 21-89), 444 (57,2%) patienter blev diagnosticeret med tyktarmskræft, og 327 (42,1 %) patienter havde rektal cancer. De patologiske stadier efter kirurgisk resektion var som følger: fase I (
N
= 141, 18,2%), fase II (
N
= 318, 41,0%), og fase III (
N
= 317, 40,9%). Blandt de 635 patienter med stadie II eller III sygdomme 570 patienter (89,8%) fik adjuverende kemoterapi baseret på 6 cykler af 5-fluorouracil /leucovorin ± strålebehandling (390), 12 cyklusser af 5-fluorouracil /leucovorin /oxaliplatin (n = 67 ), 8 cykler af capecitabin (n = 41) eller doxifluridin for 1 år (n = 72).
Samlet behandlingsresultater
på det sidste samlede analyse (december 2012) havde 231 patienter oplevede en sygdom tilbagefald, 163 patienter døde som følge af CRC, og 20 patienter var døde af årsager relateret til CRC. Ved medianen opfølgning varighed på 78,5 måneder, den anslåede 5-års OS og DFS for alle patienter var 83,1% og 76,0% henholdsvis plus overlevelse varierede efter etapen (P 0,001)
genotypefrekvenser og effekter på overlevelse
Hyppigheden af hver genotype er vist i tabel 2 og blev bekræftet at være i Hardy-Weinberg ligevægt (
P
0,05). Blandt de 22 SNPs (S1 Table og S2 tabel), to SNPs (rs1321311G T i cyclin-afhængig kinase inhibitor 1A (
CDKN1A
) og rs10411210C T i Rho GTPase bindende protein 2 (
RHPN2
) viste sig at være signifikant associeret med overlevelse resultaterne af CRC i den multivariate overlevelsesanalyse. i det recessive model, den rs1321311 TT genotypen (vs. GG + GT) og rs10411210 TT genotype (vs. CC + CT) var forbundet med en dårligere prognose for DFS (justeret HR = 1,90; 95% konfidensinterval = 1,00-3,60;
P
= 0,050, justeret HR = 1,94; 95% konfidensinterval = 1,05-3,57;
P
= 0,034, henholdsvis) og OS (justeret HR = 2,05; 95% konfidensinterval = 1,00-4,20;
P
= 0,049, justeret HR = 2,06; 95% konfidensinterval = 1,05-4,05;
P
= 0,036, henholdsvis) (tabel 3 og figur 1) Ingen af de andre SNPs var signifikant associeret med overlevelse med hensyn til clinicopathologic parametre, alder (justeret HR for DFS = 1,77;.
P
0,001, justeret HR til OS = 2,56;
P
0,001), præoperativ CEA-niveau (justeret HR for DFS = 1,81;
P
0,001, justeret HR til OS = 1.78;
P
= 0,002 ), og patologisk stadium (justeret HR for DFS = 2,75;
P
0,001, justeret HR til OS = 2.49; P. blev 0,001) identificeret som signifikant associeret med DFS og OS (tabel 3)
P
værdier svarer til multivariat Cox model justeret for alder, CEA-niveau, differentiering, køn, primære sted, og patologisk stadium.
Discussion
prognostiske effekt af GWAS-identificerede genetiske varianter blev undersøgt i CRC patienter, der var blevet kirurgisk behandlet med helbredende hensigt. Som et resultat, den aktuelle undersøgelse viste, at de
CDKN1A
rs1321311 og
RHPN2
rs10411210 polymorfier blandt de 22 udvalgte varianter blev signifikant associeret med overlevelse efter justering for kliniske og patologiske faktorer.
a GWAS er en undersøgelse af mange almindelige genetiske varianter i forskellige individer at opdage, hvis nogen variant er associeret med en specifik egenskab. GWASs er allerede blevet aktivt anvendt til at udforske sygdom modtagelighed, prognose, og lægemiddelrespons forudsigelse [12]. Til dato har tre nylige undersøgelser undersøgt sammenhængen mellem GWAS-identificerede CRC risiko varianter og de kliniske resultater af CRC [9-11]. I vestlige lande, Phipps
et al
. undersøgt forholdet mellem GWAS-identificerede varianter og overlevelse 2611 CRC patienterne, og fundet en stærk sammenhæng mellem en SNP (rs4939827) i SMAD 7 genet og reducerede sygdomsspecifik overlevelse og OS [10]. En anden undersøgelse baseret på vestlige befolkninger evalueret overlevelse resultater af 285 trin II eller III CRC patienter, der fik fluoruracil kemoterapi, og fundet en sammenhæng mellem en SNP (rs10318) og fornyet trin II og mellem tre SNPs (rs10749971, rs961253, og rs355527) og fornyet fase III [9]. Bør dog også overvejes indflydelse af etniske variationer ved fortolkningen af prognostiske effekt af GWAS-identificerede varianter [13]. Således en nylig undersøgelse fra Xing
et al
. rapporterede en sammenhæng mellem to varianter (rs4779584 og rs10795668) og en reduceret risiko for overlevelse og en marginal effekt mellem rs10795668 og kemoterapi i 380 kinesiske CRC patienter [11]. Uanset, er der flere vigtige forskelle mellem dataene i nærværende undersøgelse, og at i tidligere CRC prognostiske undersøgelser. Først på grund af den homogene etnisk baggrund af koreanske patienter, enhver potentiel forvirrende virkning på grund af etnisk sandsynligvis være lille i den aktuelle undersøgelse. Endvidere denne undersøgelse omfattede et relativt stort antal patienter. Desuden adjuverende behandling ansøgningen var konsistent og tabet at følge op var meget lav. Men selv om de nuværende data identificeret visse genvarianter som en statistisk signifikant prognostisk faktor for overlevelse i drevet CRC disse resultater bør fortolkes med forsigtighed. I betragtning af multipel sammenligning problem, kan vi ikke udelukke muligheden af en type I fejl i analysen af individuelle SNP. Derfor er yderligere undersøgelser med større stikprøvestørrelser påkrævet.
For den aktuelle undersøgelse, TT genotypen af
CDKN1A
rs1321311 var signifikant associeret med dårligere overlevelse resultater.
CDKN1A
er et konserveret protein tilhører CDK inhibitor Cip /Kip familie, der har været impliceret i cellecyklusregulering [14]. Især er dette molekyle kendt for at være involveret i reguleringen af grundlæggende cellulære programmer, såsom celledeling, differentiering, migration, ældning, og apoptose [15]. Selv om dens mekanisme og effekt på kræft er stadig ukendt, har flere rapporter vist, at
CDKN1A
kan være en biologisk indikator og gavnlig mål for kræftbehandling hjælp cellecyklus ændring [16]. Interessant nok har flere tidligere undersøgelser påvist en sammenhæng mellem en nedsat udtryk for
CDKN1A
og fornyet fase II CRC, sammen med tumor undertrykkelse funktion i tyktarmen af CDKN1A-mangel mus [17,18]. Derfor ovenstående undersøgelsesresultater tyder på, at
CDKN1A
kan være en mulig biomarkør for CRC. Dunlop
et al
. også udført en GWAS meta-analyse for at identificere almindelige varianter påvirker CRC risiko, herunder 29778 sager og 29204 kontroller, og fundet en stærk sammenhæng mellem
CDKN1A
(rs1321311) polymorfi og en øget CRC risiko [19]. Tilsvarende den aktuelle undersøgelse fandt også en sammenhæng mellem TT genotype og en forening med en dårligere overlevelse. Der er imidlertid ingen tidligere data om den prognostiske rolle
CDKN1A
(rs1321311) polymorfier i CRC. Hos patienter med hoved-halscancer, har CT /TT genotypen været forbundet med en dårligere anden primære malignitet risiko end CC-genotypen [20].
En anden konklusion fra denne undersøgelse var en signifikant sammenhæng mellem den
RHPN2
rs10411210 TT genotype og dårlige overlevelse resultater hos patienter med kirurgisk resektion CRC.
RHPN2
er en mester regulator af aktincytoskelettet omlægning og spiller en rolle i forskellige actin-modulerende protein mål [21]. På trods af stigende tegn på, at
RHPN2
spiller en vigtig rolle i flere aspekter af tumorigenese og kræft progression, er det stadig uklart, om polymorfisme selv ændrer proteinets funktion udtryk [22]. Faktisk har flere GWASs allerede etableret en signifikant sammenhæng mellem den
RHPN2
polymorfi og en øget risiko for CRC [3,23,24]. Således sammenhængen mellem CRC risiko og TT genotypen er konsistent på tværs af disse undersøgelser. Imidlertid har sådanne tidligere studier kun fokuseret på risikoen for CRC, og ikke effekten på overlevelse resultaterne af CRC. Følgelig er de foreliggende resultater viser, at den rolle, som
kræver RHPN2
polymorfi yderligere afklaring til at forudsige prognosen for CRC.
Som konklusion, de nyeste resultater viste, at genetiske variationer af
CDKN1A
og
RHPN2
kan påvirke prognosen for CRC. Men da den nøjagtige mekanisme og funktion af disse genvarianter er endnu ikke fuldt ud defineret, behøver de foreliggende resultater kan bekræftes i yderligere undersøgelser med andre populationer for at tydeliggøre sammenhængen mellem disse polymorfier og prognosen for CRC.
Støtte Information
S1 Table. Information af 22 genotyper for total overlevelse og sygdomsfri overlevelse
doi:. 10,1371 /journal.pone.0119649.s001
(DOCX)
S2 Table. Information af 22 genotyper for total overlevelse og sygdomsfri overlevelse tilpasset multipel korrektion sammenligning
doi:. 10,1371 /journal.pone.0119649.s002
(DOCX)
Tak
Dette arbejde blev støttet delvist af en Grundforskningsfonden Korea Grant finansieret af den koreanske regering (NRF-2011 til 0.015.862), og dels af Basic Science Research Program gennem National Research Foundation Korea (NRF) finansieret af den koreanske undervisningsministerium, Science and Technology (NRF-2013R1A1A4A01008144).
Leave a Reply
Du skal være logget ind for at skrive en kommentar.