PLoS ONE: genetiske varianter i D-vitamin Pathway Gener og risiko for Pancreas Cancer; Resultater fra et populationsbaseret case-kontrol undersøgelse i Ontario, Canada

Abstrakt

Nyere undersøgelser af 25-hydroxyvitamin D (25 (OH) D) niveauer og pancreas cancer har foreslået en potentiel rolle af D-vitamin-vejen i ætiologien af ​​denne dødelige sygdom. Varianter i vitamin-D relaterede gener er kendt for at påvirke 25 (OH) D niveauer og funktion, og det er uvist, om disse varianter kan påvirke bugspytkirtlen kræftrisiko. Sammenhængen mellem 87 single nukleotid polymorfier (SNP) i 11 gener blev evalueret i Ontario Pancreas Cancer Study, en populationsbaseret case-kontrol undersøgelse. Kræft i bugspytkirtlen tilfælde med patologi bekræftet adenocarcinom blev identificeret fra Ontario Cancerregisteret (n = 628) og kontroller blev identificeret gennem tilfældig cifret opkald (n = 1193). Alder og køn justeret odds ratio (OR) og 95% konfidensintervaller (CI) blev estimeret ved multivariat logistisk regression. SNP’er i

CYP24A1

,

CYP2R1

, calcium sensing receptor (

CASR

), D-vitamin bindende protein (

GC

), retinoid X receptor alpha (

RXRA

) og megalin (

LRP2

) gener var signifikant forbundet med risiko bugspytkirtel kræft. For eksempel blev bugspytkirtlen kræftrisiko omvendt forbundet med

CYP2R1

rs10741657 (AA versus GG, OR = 0,70; 95% CI: 0,51-0,95) og positivt med

CYP24A1

rs6127119 (TT versus CC . OR = 1,94; 95% CI: 1,28-2,94). Ingen af ​​de foreninger var statistisk signifikante efter justering for multiple sammenligninger. D-vitamin pathway genvarianter kan være forbundet med risiko bugspytkirtel kræft og der er behov fremtidige undersøgelser for at forstå den mulige rolle af D-vitamin i tumorigenese og kan have konsekvenser for kræft-forebyggelsesstrategier

Henvisning:. Anderson LN, Cotterchio M Knight JA, Borgida A, Gallinger S, Cleary SP (2013) genetiske varianter i D-vitamin Pathway Gener og risiko for Pancreas Cancer; Resultater fra et populationsbaseret case-kontrol undersøgelse i Ontario, Canada. PLoS ONE 8 (6): e66768. doi: 10,1371 /journal.pone.0066768

Redaktør: Xiao-Ping Miao, MOE Key Laboratory for Miljø og Sundhed, Institut for Folkesundhed, Tongji Medical College, Huazhong Universitet for Videnskab og Teknologi, Kina

modtaget: 19 marts 2013; Accepteret: 10 maj 2013; Udgivet: 24 juni 2013

Copyright: © 2013 Anderson 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

Finansiering:. Dette projekt blev støttet af midler fra Robert Elliott og Paul Wilson fond, den canadiske Institute for Health Research (MOP119412), National Institutes of Health (R01 CA97075, som en del af PACGENE konsortium), og National Cancer Institute, National Institutes of Health under RFA nummer CA-95 til 011, Ontario Registry for Studier af familiær Kolorektal Cancer (U01 CA074783), og gennem samarbejdsaftaler med medlemmer af Colon Cancer Family Registry (CFR’er) og Princip efterforskere, og National Cancer Institute of Canada ( tildele nummer 13304). Indholdet af dette manuskript ikke nødvendigvis afspejler de synspunkter eller politik National Cancer Institute eller et af de samarbejdende centre i CFR’er, heller ikke omtale af firmanavne, kommercielle produkter, eller organisationer indebærer godkendelse af den amerikanske regering eller den fælles referenceramme . De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Pancreas kræft har en dårlig prognose med en fem-års overlevelse på mindre end 6%. De få veletablerede risikofaktorer for bugspytkirtelkræft omfatter familie historie, rygning, og fedme [1] med få handlingsrettede mål for sygdomsforebyggelse. Genetiske studier har identificeret sjældne højt penetrerende mutationer i visse gener, men det genetiske grundlag for størstedelen af ​​pancreas cancer ukendt [2]. Nylige genom-dækkende forening undersøgelser (GWAS) har identificeret flere loci forbundet med risiko bugspytkirtel kræft, herunder en på kromosom 13q22.1, der er blevet vist i både europæiske og kinesiske befolkningsgrupper [3], [4].

D-vitamin, fra kost og solen, har været forbundet med nedsat risiko for flere kræftformer, herunder colon, prostata og bryst [5], [6], [7], [8]. Laboratorieundersøgelser yde støtte til biologiske mekanismer, der forklarer, hvordan D-vitamin kan reducere risikoen for kræft [9], [10], [11]; som følge heraf har der været betydelig interesse for D-vitamin som en kræft-forebyggelse strategi. Sammenhængen mellem D-vitamin og bugspytkirtel kræft er i konflikt med den nylige offentliggørelse af to store poolede undersøgelser; én tyder øget risiko for bugspytkirtelkræft forbundet med høje niveauer af cirkulerende 25-hydroxyvitamin D (25 (OH) D) [12], og den anden antyder en omvendt sammenhæng mellem 25 (OH) D og bugspytkirtel kræft risiko [13]. Undersøgelser af kosten D-vitamin [14], [15] og forudsagte D-vitamin-niveauer [16], [17] og bugspytkirtelkræft risiko har givet inkonsistente resultater.

Flere gener er involveret i vitamin D-aktivitet, og GWAS har identificeret polymorfier væsentligt forbundet med 25 (OH) D koncentrationer [18], [19]. Arvelighed estimater for 25 (OH) D interval 28-77% [20], [21], [22]. D-vitamin relaterede genetiske varianter er blevet undersøgt i forhold til risikoen for andre kræftformer, herunder prostata, bryst, og tyktarm med overbevisende resultater [23]. Da den genetiske variation i vitamin D gener påvirke langsigtede D serum vitamin-niveauer og flere varianter er blevet uafhængigt forbundet med andre maligniteter, vi hypotese, at variation indenfor vitamin D beslægtede gener kan være forbundet med kræft i bugspytkirtlen. Da der ikke tidligere undersøgelser har evalueret varianter i D-vitamin stofskifte gener og bugspytkirtlen kræftrisiko vi brugte data fra Ontario Pancreas Cancer Study [24] for at evaluere disse foreninger.

Materialer og metoder

Etik Statement

denne undersøgelse blev godkendt af Research Ethics Boards fra University Health Network og Mount Sinai Hospital, Toronto, Canada.

Study design

data til denne undersøgelse blev indsamlet som del af Ontario Pancreas Cancer Study, en populationsbaseret case-kontrol undersøgelse. Den Ontario Pancreas Cancer Study er medlem af kræft i bugspytkirtlen Case-Control Consortium (PanC4) og er en af ​​syv steder, der bidrager til kræft i bugspytkirtlen Genetic Epidemiology Consortium (PACGENE) [24], [25].

Rekruttering af Cases og kontroller

Patologi-bekræftet bugspytkirtlen kræfttilfælde med et første bekræftede adenocarcinom i pancreas eller adenokarcinom metastaser i provinsen Ontario blev identificeret fra Ontario Cancerregisteret fra 2002-2009 ved hjælp af hurtig sag konstatering. Sager med neuroendokrine tumorer og andre ikke-adenocaricoma histologier blev udelukket fra undersøgelsen. Atten undersøgelsens deltagere havde et familiemedlem i studiet og ni af disse sager blev tilfældigt udelukket fra hver familie for at eliminere beslægtede individer. Befolkning-baserede kontroller blev ansat som en del af Ontario Familial Colorectal Cancer Registry (OFCCR) gennem tilfældig-cifrede opkaldsmetoder og Finansministeriet Property Assessment Database løbet 2002-2003. Controls havde ingen personlige historie i bugspytkirtlen eller colorectal cancer.

Dataindsamling

Cases og kontroller gennemført sendt selvadministrerede personlige historie spørgeskemaer, der indsamlede oplysninger om en række emner, herunder sygehistorie og livsstilsfaktorer . Etablerede bugspytkirtel kræft risikofaktorer, herunder rygning, body mass index (BMI) og familiær disposition for bugspytkirtelkræft, er blevet forbundet med øget bugspytkirtlen kræftrisiko i denne undersøgelse [24]. Blod blev indsamlet fra begge tilfælde og kontroller. DNA blev isoleret fra lymfocytter ved hjælp af phenol-chloroform-ekstraktion eller spin-søjler (Qiagen, Valencia, CA) og opbevaret ved 4 ° C.

kandidat-gen og SNP Selection

Vi valgte kandidat vitamin D pathway gener fra den omfattende vitamin D litteratur og to nylige GWAS [18], [19]. Funktionelle kandidat SNPs inden for disse gener blev udvalgt til optagelse og yderligere tagging SNPs blev identificeret ved hjælp af HapMap fase 3 release 2-data. Tag SNP’er blev udvalgt til hvert gen under anvendelse af parvis udvælgelsesmetode i CEU befolkning og specificere mindre allel frekvens (MAF) 10% og koblingsuligevægt (LD) R

2 0,80; kandidat SNPs identificeret på forhånd blev angivet som inklusionskriterier i udvælgelsen tag SNP. I alt blev 87 SNP’er i 11 gener (tabel 1) inkluderet i denne undersøgelse. Genotypebestemmelse blev udført på Klinisk Genomics Centre (Toronto, Canada) ved hjælp af MassARRAY® IPLEX Gold Sequenom Platform (Sequenom, USA; www.sequenom.com). Genotyper blev analyseret ved hjælp af Sequenom MassArray Typer v3.4 software og visuel vurdering af dataene blev anvendt til bekræftelse. Ti undersøgelsens deltagere blev udelukket som genotypning mislykkedes for 10% af SNPs. Alle plader inkluderet positive og negative kontroller og 10% af prøverne blev genotype i to eksemplarer som interne kontroller. Den procent Aftalen var . 95% for alle dubletter

Statistisk analyse

Alder og køn justeret odds ratio (OR) og 95% konfidensintervaller (CI) blev anslået ved hjælp af logistisk regression. Vi evaluerede virkningen af ​​at udelukke ikke-kaukasiske undersøgelsens deltagere fra analysen; men der var ingen væsentlige forskelle i effekt skøn, og derfor resultaterne præsenteres for alle undersøgelsens deltagere tilsammen. Alle statistiske analyser blev udført ved anvendelse af R-version 2.14.1 og Hardy Weinberg ligevægt (HWE) blev evalueret under anvendelse af R Genetics pakke [26]. Alle statistiske tests var to-sidet med et statistisk signifikansniveau på p. . 0,05

Denne undersøgelse blev godkendt af Research Ethics Boards fra University Health Network og Mount Sinai Hospital, Toronto, Canada

Resultater

tabel 2 beskriver undersøgelsespopulationen. Kontrol var alder og køn matchede til tilfælde, og den gennemsnitlige alder af de to sager og kontroller blev 64 år, og 52% var mænd. Blandt de kontroller 94% var hvide versus 84% ​​af tilfældene. Både BMI og familie historie af bugspytkirtelkræft var signifikant forbundet med øget risiko bugspytkirtel kræft. MAF og test for HWE blandt kontroller kun, er vist i tabel 3 for hver SNP; betydelig afvigelse fra HWE (P 0,05) blev påvist i fire VDR SNP’er (rs1989969, rs2238136, rs2238135, og rs2853564) og en CYP2R1 SNP (rs11023374) og dette ikke ændre sig, når analyserne var begrænset til kun kaukasiere; vi derfor udelukket disse fem SNPs fra alle efterfølgende analyser.

Resultater er vist i tabel 3 til analyse ved anvendelse af en log-additiv model. Ved hjælp af en log-additiv model blev flere SNPs i CYP24A1 (rs4809958, rs6013905, og rs6127119) og CYP2R1 (rs10741657, rs12794714, og rs2060793) og en SNP i både CASR (rs3804592) og LRP2 (rs3944004) i forbindelse med væsentlige ændringer i bugspytkirtlen kræftrisiko (tabel 3); de ujusterede p-værdier for disse sammenslutninger varierede fra 0,011 til 0.050. Efter justering for multiple sammenligninger, ingen af ​​de foreninger var statistisk signifikante ved p. 0,05

Tabel 4 viser resultaterne af analysen med genotype kategorier, ikke antager en additiv model for hver SNP hvor mindst en genotype (heterozygot eller mindre homozygot) havde en 95% CI, der ikke overlapper 1.0. Ved analyse af genotype der var betydelige foreninger for 23 af de 87 SNPs evaluerede, mere end man ville forvente ved et tilfælde alene ved p 0,05 selv overvejer at et par af de SNPs er i LD. Også inddragelse af 7 ud af 11 gener, som formentlig er uafhængige, er højere, end hvad man kunne forvente ved en tilfældighed. Disse foreninger opstod i

CASR, CYP24A1, CYP2R1, GC, LRP2, RXRA

, og

VDR

gener. I overensstemmelse med resultaterne fra log-additiv modeller, flere SNPs i

CYP24A1

CYP2R1

var signifikant associeret med bugspytkirtlen kræftrisiko, herunder

CYP24A1

rs6127119 (TT versus CC . OR = 1,94; 95% CI: 1,28-2,94) og

CYP2R1

rs10741657 (AA versus GG, OR = 0,70; 95% CI: 0,51-0,95). Fire SNP’er i LRP2, herunder rs3944004 (GG versus TT, OR = 1,93; 95% CI: 1.25-2.97), blev også signifikant associeret med risiko. Ingen signifikante associationer blev observeret i

CUBN, CYP27B1, DHCR7

, og

NADSYN1

gener.

Diskussion

Resultaterne af denne undersøgelse tyder på, at polymorfier i D relateret vitamin pathway gener kan være forbundet med risiko bugspytkirtel kræft. Det har været almindeligt antaget, at D-vitamin kan reducere risikoen for kræft, selv baseret på nylige publicerede data sammenhængen mellem D-vitamin og kræft i bugspytkirtlen risiko er uklar [27]. Resultaterne fra en stor pooled undersøgelse af 25 (OH) D og bugspytkirtel kræftrisiko har rejst bekymring for, at høje niveauer af D-vitamin kan være forbundet med øget risiko bugspytkirtel kræft [12]; Imidlertid har inverse associationer er observeret i et efterfølgende poolet studie af 25 (OH) D [13], og nogle undersøgelser af kosten D-vitamin [14] og forudsagte D-vitaminstatus [16], [17]. På trods af disse modstridende resultater, har ingen tidligere undersøgelser vurderet sammenhængen mellem genetiske varianter, der kan påvirke 25 (OH) D niveauer og bugspytkirtel kræftrisiko.

Selv om ingen af ​​vore foreninger var signifikant efter justering for multiple sammenligninger, mindre homozygoter i flere SNP’er i

CYP2R1

gen, herunder rs10741657, rs2060793, rs12794714, var forbundet med en ændring i risiko bugspytkirtel kræft 20-30%. Disse CYP2R1 SNPs var signifikant associeret med 25 (OH) D niveauer i to uafhængige GWAS [18], [19]. I overensstemmelse med D-vitamin forebyggelse af kræft hypotese, den mindre homozygot af rs10741657 forbundet med øget 25 (OH) D niveauer og reduceret risiko på 25 (OH) D insufficiens [18], var forbundet med nedsat risiko bugspytkirtel kræft i denne undersøgelse (AA versus GG, OR = 0,70; 95% CI: 0,51-0,95). Syv af de 18 SNPs evalueret i

CYP24A1

gen, der er involveret i nedbrydningen af ​​25 (OH) D og den aktive 1,25 dihydroxyvitamin D, var forbundet med risiko bugspytkirtel kræft. For eksempel,

CYP24A1

rs6127119 TT versus CC genotype var positivt associeret med bugspytkirtlen kræftrisiko (OR = 1,94; 95% CI: 1,28-2,94). Et par SNP’er i vitamin D-receptorgenet var forbundet med risiko pancreas cancer; Men alle var grænsesignifikant. Heterozygoten af ​​en

GC Hotel (vitamin D bindende protein) SNP var forbundet med risiko bugspytkirtel kræft.

Andre gener med polymorfier signifikant forbundet med risiko bugspytkirtel kræft inkluderet

LRP2, CASR

og

RXRA

.

LRP2

(megalin) genet er involveret i celle optagelse af vitaminer [28], herunder D-vitamin, og varianter i

LRP2

tidligere har været forbundet med prostatakræft risiko [29]; selv om denne mekanisme kan skyldes modificeret optagelse af androgener [29].

LRP2

rs3944004 mindre homozygot var signifikant associeret med en næsten fordobling i bugspytkirtlen kræftrisiko (GG versus TT, OR = 1,93; 95% 1,25-2,97).

LRP2

knockout mus udviser vitamin D og østrogenmangel [30], men ingen undersøgelser har vurderet, hvis

LRP2

modificerer sammenhængen mellem D-vitamin og bugspytkirtel kræft. Når analyseret af genotype, få SNPs i

CASR

RXRA

var forbundet med risiko bugspytkirtel kræft; dog kun en var signifikant i de log-additiv modeller. Polymorfier i calcium sensing receptor gen [19], [31], [32] og RXRA [33] er blevet associeret med kolorektal kræftrisiko, men til vores viden ingen tidligere studier har evalueret disse gener i forhold til risikoen bugspytkirtel kræft.

Vi har præsenteret resultaterne af vores undersøgelse analyseret ved hjælp af både logge additive model og ved genotype kategorier. Det er uvist om de biologiske virkninger af SNPs studeret følge en additiv model, og det er derfor usikkert, om denne begrænsning er hensigtsmæssig; mens den generelle genotype modellen ikke foretage nogen antagelser om den tilstand af arv. Når analyseret af genotype, blev der signifikante odds observeret for heterozygoter i flere varianter, men ikke for de mindre allel homozygoter. Disse resultater tyder på, at et tilsætningsstof model ikke kan være en god pasform til alle varianter. Mens det er muligt, at der er en biologisk effekt af heterozygoter, forekommer det sandsynligt, at mindre mængder blandt mindre allel homozygoter observeret i mange varianter begrænset vores evne til at detektere signifikante forbindelser i disse genotyper.

Mekanismen ved hvilken variabilitet i vitamin D-gener kan påvirke pancreascancer risiko er usikker. Varianterne kan ændre risikoen for kræft i bugspytkirtlen ved graduering af serum vitamin D niveauer eller ved at ændre cellulær aktivitet af vitamin D. Laboratorieundersøgelser har vist, at D-vitamin anholdelser tumorcellevækst og inducerer apoptose i tillæg til andre kemoforebyggende mekanismer [8]. Indflydelsen af ​​miljø-afledt D-vitamin på disse resultater kan ikke udelukkes, og der vil være behov større undersøgelser for at overveje gen-miljø interaktioner. Selvom vi præsenterer resultaterne af en række nye foreninger, kan vi ikke udelukke, at nogle af disse foreninger kan skyldes chance, og muligheden for genetisk pleiotropi og koblingsuligevægt. Fremtidige undersøgelser er nødvendige for med en større stikprøve for at bekræfte resultaterne, som vi præsenterer her. Desuden kunne vi ikke justere for genetisk herkomst i vores undersøgelse, og selv om vores resultater ikke ændre sig væsentligt, når ikke-kaukasiere blev udelukket, fremtidige undersøgelser bør endvidere overveje muligheden for befolkningen lagdeling.

Denne undersøgelse er den første at vurdere sammenhænge mellem gener involveret i D-vitamin vej og bugspytkirtel kræft risiko. Vores resultater antyder, at gener, der vides at være forbundet med 25 (OH) D er forbundet med risiko pancreascancer og at polymorfier i adskillige gener involveret i D-vitamin-aktivitet kan være forbundet med risiko pancreas cancer. Det er muligt, at sidstnævnte genetiske varianter ændre sammenhængen mellem 25 (OH) D og bugspytkirtel kræft risiko- og gen-miljø interaktioner kan forklare de tidligere inkonsistente resultater. Varianter i vitamin D-relaterede gener kan påvirke pancreascancer risiko ved at modificere langsigtet serum 25 (OH) D niveauer eller ved at ændre ekspressionsniveauer i vitamin D-responsive gener gennem ændringer i den cellulære aktivitet af vitamin D. Adskillige almindelige kræftformer har vist øget risiko med D-lav-vitamin niveauer, hvilket mange til at foreslå D-vitamin tilskud som strategi til at reducere risikoen for disse maligne sygdomme. Med den nylige forslag om, at høj D-vitamin kan være forbundet med øget risiko pancreascancer, kan belysning af de genetiske påvirkninger af D-vitamin-aktivitet og pancreascancer være afgørende i at forstå denne forening og kan have stor betydning for cancer-forebyggelsesstrategier centreret om D-vitamin

tak

forfatterne vil gerne takke Darshana Daftary på Ontario familiær Colorectal Cancer Registry og Teresa Selander på Biospecimen Repository, Mount Sinai Hospital, Toronto, for deres bistand i data indsamling og prøve udvinding.