PLoS ONE: Foreningen af ​​Transporter Gener polymorfier og lungekræft Kemoterapi Svar

Abstrakt

Lungekræft er en af ​​de mest almindelige cancere og er den førende dødsårsag på verdensplan. Platinbaseret kemoterapi er den vigtigste behandlingsmetode i patienter med lungecancer. Vores tidligere undersøgelser viste, at en enkelt nukleotid polymorfier (SNP) i nogle transporter gener spiller vigtig rolle i platinbaseret kemoterapi effekt. Formålet med denne undersøgelse var at undersøge sammenhængen af ​​SNPs i transporter gener og platinbaseret kemoterapi effekt. De vigtigste polymorfier på transportører

OCT2, LRP, AQP2, AQP9

TMEM205

gener blev genotype i 338 lungekræftpatienter. Den rs195854 i genotypisk model, rs896412 i genotypiske og recessive modeller for alle fag viste signifikant sammenhæng med kemoterapi respons. I lagdeling analyse,

TMEM205

rs896412,

OCT2

rs1869641 og rs195854,

AQP9

rs1516400 og

AQP2

rs7314734 viste signifikant relation til kemoterapi respons. Afslutningsvis de genetiske polymorfier i

OCT2

, A

QP2

,

AQP9

TMEM205

kan bidrage til kemoterapi hos patienter med lungecancer.

Henvisning: Wang Y, Yin JY, Li XP, Chen J, Qian CY, Zheng Y, et al. (2014) Sammenslutningen af ​​Transporter Gener polymorfier og lungekræft Kemoterapi respons. PLoS ONE 9 (3): e91967. doi: 10,1371 /journal.pone.0091967

Redaktør: Masaru Katoh, National Cancer Center, Japan

Modtaget: Oktober 21, 2013; Accepteret: 16 Februar 2014; Udgivet: 18 marts 2014

Copyright: © 2014 Wang 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 arbejde blev delvist understøttet af National High-tech R T SNP i

OCT2

væsentligt ændret optagelse af endogene forbindelser og narkotika [19]. vi hypotese derfor, at nogle andre transporter gen polymorfier også kan være forbundet med platinbaseret kemoterapi effekt.

I dette arbejde, vi brugte tagging metode til analyse af forholdet mellem 26 polymorfier af

AQP2, AQP9, LRP /MVP, TMEM205

OCT2

gener med platinbaseret kemoterapi respons (tabel 1). Det første studie for at undersøge sammenslutning af disse gener polymorfier med lungekræft kemoterapi respons.

Materialer og metoder

Undersøgelse emner

forsøgsprotokollen Den er godkendt af den etiske komité for Xiangya School of Medicine, Central South University med en registreringsnummer CTXY-110.008-2. Den kliniske forskning optagelse blev godkendt af kinesisk Clinical Trial Registry og registreringsnummeret er ChiCTR-RO-12002873 (https://www.chictr.org/usercenter/project/edit.aspx?proj=4039). Lungekræftpatienter blev kvantificeret og indskrevet fra september 2011 og marts 2013 Xiangya Hospital i Central South University og Hunan provinsen tumor Hospital i Changsha Hunan. Alle patienter blev tilvejebragt skriftlig informeret samtykke i overensstemmelse med de etiske regler for World Medical Association (Helsinki-deklarationen), før denne undersøgelse blev indledt. De grundlæggende kliniske karakteristika blev indsamlet herunder alder, rygning status, histologi, køn og TNM stadie, Eastern Cooperative Oncology Group Ydelse status (ECOG PS)

Inklusionskriterierne var opført som følger:. (1) Patienter, der var diagnosticeret lungekræft ved histologi eller cytologi; (2) Patienter, der aldrig havde modtaget nogen radikal eller biologisk terapi før og under kemoterapi; (3) Alle patienter, der blev modtaget mindst to cyklus af første linje kemoterapi; (4) Alle patienter, der blev modtaget følger hele op blandt seks måneder. Udelukkelseskriterierne blev opført som fulgt: (1) Patienter, der var i graviditet eller fodring periode; (2) Patienter, som var blevet diagnosticeret med andre maligniteter; (3) Patienter, som havde hjernemetastaser; (4) Patienter, som havde aktiv infektion.

De inkluderede patienter i denne undersøgelse fik først-line platinbaseret kemoterapi, herunder cisplatin og carboplatin. Kemoterapi respons blev vurderet efter de første to cyklusser af kemoterapi ifølge RECIST retningslinje (version 1.1) til faste tumorer [20]. Patienterne, der udviste komplet respons (CR) eller delvis respons (PR) blev betragtet som platin følsomhed, mens progressiv sygdom (PD) eller stabil sygdom (SD) blev betragtet som platinmodstandstermometer [20].

Mærkning SNPs udvælgelse

Vi undersøgte alle de fælles genetiske varianter i

TMEM205, AQP2, AQP9, LRP

OCT2

. Alle SNP’er af de 5 kb opstrøms for det første exon og 5 kb nedstrøms for det sidste exon af de fem gener blev udvalgt som kandidat- SNPs. I alt blev 26 SNPs valgt i dette arbejde (tabel 1). Alle disse 26 SNPs opfyldte følgende kriterier: (1) De SNPs blev valgt fra den internationale HapMap Projekt fase II-database af kinesiske befolkning (https://www.hapmap.org/); (2) Alle SNPs var haplotype tagger SNPs; (3) Mindre allel frekvens (MAF) var større end 5% i Beijing Han befolkning Kina; (4) Den parvise bindingsuligevægt blev kvadrerede korrelationskoefficient (r

2) 0.8. Dette arbejde blev udført ved hjælp af Haploview version 4.2 [21].

Der var 3 tagger SNPs for

TMEM205

, gennemsnitlig r2 af 0,988, 4 tagger SNPs for

LRP

, betyde r2 af 1,000, 7 tagger SNPs for

AQP2

, gennemsnitlig r2 af 0,997, 6 tagger SNPs for

AQP9

, gennemsnitlig r2 af 0,964, 6 tagger SNPs for

OCT2

, gennemsnitlig r2 af 1.000.

DNA-ekstraktion og genotype procedure

Ca. 5 ml veneblod blev indsamlet fra hver patient for genetiske undersøgelser. Genomisk DNA blev ekstraheret fra perifert helblod under anvendelse af enten DNeasy Blood Tissue Kit (Qiagen, Shanghai China) eller genomisk DNA Purification Kit (Promega, USA) i overensstemmelse med standard protokoller.

Poymorphisms blev påvist ved hjælp Sequenom Mass Array Genotype Platform (Sequenom, San Diego, Californien, USA) . Primere blev designet ved hjælp AssayDesigner 3.1 software. Primersekvenser er vist i tabel S1. Procedurer for genotypebestemmelse er følgende fem vigtigste trin: (1) Polymerase kædereaktion (PCR); Komponenter og reagenser var som følger: 1.8 pi HPLC-kvalitet vand, 0,5 pi 10 x PCR-buffer med 15 mM MgCl2, 0,4 pi 25 mM MgCl2, 0,1 pi 25 mM dNTP Mix, 0,2 pi 0,5 mM Primer Mix, 0,2 pi 5 U /pl Hotstar Taq og 1 pi 10 ng /pl DNA i en slutvolumen 5 pi. PCR blev kørte ved 94 ° C i 15 minutter, termo cykling 45 cykler (94 ° C i 20 sekunder, 56 ° C i 30 sekunder og 72 ° C i 1 minut), forlængelse ved 72 ° C i 3 minutter. (2) SAP behandling; Komponenter og reagenser var som følger: 1,53 pL Nanopure vand, 0,17 pi SAP buffer, 0,3 pi SAP Enzyme (1,7 U /pl) i et slutvolumen 2 pi. Betingelserne var 37 ° C i 40 minutter, 85 ° C i 5 minutter. (3) Extension reaktion Komponenter og reagenser var som følger: 0,619 uL Nanopure vand, 0,2 uL IPLEX Buffer Plus, 0,2 uL IPLEX Opsigelse mix, 0,94 uL IPLEX Extend Primer Mix, 0,041 uL IPLEX Enzyme, 2 uL SAP reagens og 5 pi-PCR reagens i et slutvolumen 9 pi. Betingelserne var 94 ° C i 30 sekunder, 94 ° C i 5 sekunder, 40 cykler af 52 ° C i 5 sekunder, 5 cyklusser af 80 ° C i 5 sekunder og 72 ° C i 3 minutter. (4) Ion Exchange Clean-up; (5) Fragment analyse; . Polymorfier opkald blev analyseret ved hjælp af Sequenom s Spectro Typer 4.0 software

Statistisk analyse

Alle SNPs adlød Hardy – Weinberg ligevægt (HWE) ved hjælp af chi – square test. Foreningen af ​​genotyper og kemoterapi reaktion blev testet med logistisk regression analysis.The potentielle kovarianter på kemoterapi respons blev udvalgt ved hjælp af binær logistisk regression. Alder, køn, rygning status, PS og histologi type blev anset som kovariater. Alle ovenstående analyse blev udført ved plink (version 1.07, https://pngu.mgh.harvard.edu/purcell/plink/) og /eller SPSS 13.0 (SPSS Inc., Chicago, Illinois, USA). Odds ratio (OR) og 95% konfidensintervaller (CI) blev anvendt til at vurdere respons på kemoterapi. P 0,05 blev betragtet som signifikant. Figuren blev udført ved hjælp StataSE version 12 (StataCorp, College Station, TX, USA). Alle data kan leveres til alle, der ønsker via e-mail.

Resultater

I alt 338 patienter var blevet undersøgt. De grundlæggende kliniske karakteristika for disse patienter blev vist i tabel 2. De respondenter (CR + PR) var 154 og ikke-responderende var 184 med median alder af 55,6 ± 8,9 år (spændvidde 36-77 år) og 55,3 ± 8,8 år ( spænder 31-76 år), hhv. Der var ingen signifikante forskelle mellem respondenter og ikke-respondenter i køn, alder og rygning status viste, at befolkningerne i tilstrækkelig grad blev matchet. De ikke-småcellet lungekræft patienter var mere tilbøjelige til at være ikke-respondere end respondenter (79,9 vs 57,8%, P 0,0001). Forholdet mellem ECOG 0-1 var lavere i respondere end ikke-respondenter (96,8 vs 99,5%, P = 0,047).

Kovariater analyse viste, at histologi og ECOG kan være statistisk signifikante risikofaktorer på platin -baseret kemoterapi effekt i alle population, kvindelige og NSCLC-patienter. Histologi var en statistisk signifikant faktor for mandlige, ikke-ryger og rygere patienter. Histologi, køn og rygning eller måske ikke være statistisk signifikante faktorer for patenter over 55 år. Alle mulige kovariater blev justeret før dataanalyse. Alle 26 polymorfier, der sandsynligvis var forbundet med platinbaseret kemoterapi effekt blev opdaget og analyseret. De grundlæggende oplysninger om de 26 SNPs blev vist i tabel 1. Men for at gøre tabellen ikke også komplicere, kun de mest betydningsfulde 5 SNPs data optaget i den offentliggjorte udgave. De andre resultater blev anført i tabel S2. Vi analyserede foreningen i genotypiske, dominerende og recessive modeller, hhv. Den rs195854 (OR = 0,60, 95% CI, 0,36-1,00, P = 0,049) af

OCT2

kan være forbundet med kemoterapi effekt i genotypisk model, rs896412 af

TMEM205

præsenteret betydning i genotypiske (OR = 0,29, 95% CI, 0.10-0.81, P = 0,019) og recessive (OR = 0,082, 95% CI, 0,010-0,66, P = 0,019) modeller. Der kan ikke være nogen polymorfier signifikant forbundet med kemoterapi effekt i dominerende model.

Ikke-småcellet og småcellet lungecancer var meget forskellige biologisk. Rygere og ikke-rygere, yngre og ældre, mandlige og kvindelige også kan være anderledes i kemoterapi respons. For yderligere at undersøge forholdet mellem disse SNP’er med respons af kemoterapi i disse forskellige kategorier, udførte vi lagdeling analyse. Resultater af de fem SNP’er blev vist i figur 1. De andre blev anført i tabel S3. Resultaterne viste, at

OCT2

rs1869641 i genotypisk og dominerende modeller for røg fag og i dominerende model for alder ≤ 55 populationer blev sandsynligvis signifikant associeret med kemoterapi effekt.

OCT2

rs195854 i genotypisk model for rygning og mandlig undergruppe, samt i recessiv model for rygning undergruppe kan være forbundet med kemoterapi respons. Den rs7314734 af

AQP2

kun gav signifikant association med kemoterapi respons for ikke-rygere i dominerende model. Den rs1516400 af

AQP9

kan være signifikant associeret med kemoterapi for NSCLC patienter i genotypisk og recessive modeller. Den rs896412 af

TMEM205

viste signifikant association til undergruppe af alder . 55 i genotypisk model, mandlige undergruppe i genotypisk og recessive modeller

Hver kasse og horisontal linje repræsenterer OR og 95% CI . NSCLC: ikke-småcellet lungekræft, SCLC: småcellet carcinom. * P. 0,05

I denne undersøgelse er antallet af uafhængige variable for

OCT2, LRP, AQP2, AQP9

TMEM205

er 6, 4, 7, 6 og 3, henholdsvis. Hver SNP blev analyseret i tre genetiske modeller. For at tage hensyn til problemet med multipel testning, betydningen tærskel er derfor 0,05 /3 (6 + 4 + 7 + 6 + 3) = 0,0006. Ved hjælp af denne tærskel, ingen forening fortsat betydelig.

Diskussion

I denne undersøgelse vi undersøge sammenhængen af ​​5 transporter gener (

OCT2, AQP2, AQP9, MVP

TMEM205

) SNPs med platinbaseret kemoterapi respons. Vores resultater viste, at SNP rs195854 (

OCT2

) og rs186941 (

OCT2

), rs7314734 (

AQP2

), rs1516400 (

AQP9

), og rs896412 (

TMEM205

) kan være relateret med kemoterapi hos patienter med lungecancer.

OCT2

var primært udtrykt på den basolaterale membran, som var den vigtigste sted af cisplatin-induceret nyretoksicitet [7], [22], [23]. Undersøgelser antydet, at stabilt transficeret

OCT2

i cellelinier, den intracellulære akkumulering af platin og dannelsen af ​​Pt-DNA-addukter blev signifikant forøget [24]. Disse undersøgelser tydede på, at

OCT2

kan være en vigtig transportør for cisplatin og regulator i renal elimination af cisplatin. Baseret på den nuværende undersøgelse, SNPs rs195854 og rs186941 af

OCT2

der både viste association med kemoterapi i rygning undergruppe og /eller i mandlige populationer. Dette resultat antydede, at

OCT2

gen polymorfier kan spille en afgørende rolle i platinbaseret kemoterapi effekt. Blev dog signifikant sammenhæng kun forekom i rs195854 i genotypisk model hos alle patienter. Genotypisk model sammenligner vildtype homozygote, heterozygote og mutante homozygote individer. Imidlertid blev de to andre modeller sammenligning af to genotyper og de resterende genotype. Vi hypotese den mulige årsag er, at forskellen kan være større i genotypisk model, hvis antallet af én genotype forsøgspersoner er signifikant forskellige i to grupper. Dog bør den virkelige årsag undersøges i fremtidige undersøgelser. I rygning undergruppe, rs195854 og rs1869641 viste både mere kemoterapi modstand i to af de tre modeller (figur 1). Der er mulighed for, at rygning er tvingende den potentielle effekt af genetisk variation i

OCT2

i regulering af transport af platin. Rygning kan føre til dårlig kemoterapi respons i mange årsager. Såsom, kan cigaretrøg være relateret til at ændre lungen metabolisme af mange endogene forbindelser, aktiviteter mange biotransforming enzymer i lungevæv og påvirke satserne for metabolisme for adskillige lægemidler [25]. Og disse lette eller aldrig-ryger lungekræftpatienter havde en højere andel af

EGFR

mutationer, der var blevet knyttet til

EGFR-TKI

terapi respons [26], [27]. I fremtidige behandling af lungekræft, kan vi skelne mellem fag i henhold til deres rygevaner og anvende forskellige kemoterapeutiske midler.

SNP rs195854 kan være signifikant associeret med kemoterapi respons for mandlige patienter i genotypisk model og havde udviklingen i recessive model selv om der var nogen signifikant sammenhæng. Dette resultat var konsistent med retarder lægemiddelelimination hos kvinder, og at ekspressionen af ​​

OCT2

var signifikant lavere hos kvinder i kaniner, mus og rotter [28] – [30]. Det er således fristende at spekulere sex-afhængige rolle for

OCT2

i kemoterapi reaktion bidrager til forskellige eliminering af cisplatin. En signifikant association blev også fundet sted i undergruppe af alder ≤ 55 for rs1869641. Kelly K. Filip ski et.al foreslået, at rs316019 af

OCT2

måske ikke er forbundet med deres studeret farmakokinetiske variabler [24]. Vores resultater viste, at

OCT2

kan være forbundet med platinbaseret kemoterapi effektivitet, men de specifikke mekanismer skal undersøges i det videre arbejde.

AQP9

var ikke kun vigtigt for arsen modstand i humane lunge kræftceller ved at øge arsen optagelse [31], men også spille en afgørende rolle i udviklingen af ​​platinbaseret kemoterapi respons.

AQP9

rs1516400 kan være signifikant associeret med kemoterapi respons for NSCLC patienter i genotypiske og recessive modeller, men ikke for SCLC patienter. Disse resultater kan skyldes den NSCLC og SCLC-differentielle forskellige punkter, for eksempel de havde forskellige molekylære genetiske abnormiteter: p53-mutationen er højere i SCLC [32] og NSCLC er ofte over-ekspression i COX-2 [33]. Desuden er der forskellige i tab af cellecyklus kontrol for de to typer af histologi [34], [35]. Den anden effekt for

AQP9

rs1516400 i NSCLC og SCLC kan forstærke det faktum, at de har forskellige genetiske prognostiske markører. Denne undersøgelser identificeret som

AQP9

kunne være en potentiel prædiktive biomarkører for platinbaseret kemoterapi respons i NSCLC patienter. Men den mekanisme, hvordan

AQP9

spille en rolle i platinbaseret kemoterapi effekt for patienter med lungecancer kræver, der skal undersøges i det næste arbejde.

AQP2

er den mest vigtigt vandkanal i den apikale plasmamembran [6]. Det blev fundet at være associeret med resistens af cisplatin og kan være en membran transportør /bindende protein /bærer til det [36]. SNP rs7314734 af

AQP

2 viste mere association med kemoterapi respons i ikke-ryger undergruppe og årsagen kunne forklares ligner

OCT2

.

Ding-Wu Shen et .al viste, at ekspressionen af ​​

TMEM205

blev forøget i cisplatin-resistente celler [8]. Men når genet blev overudtrykte celler fik mere resistente over for cisplatin, [9]. Denne undersøgelse viste, at

TMEM205

rs896412 kan være signifikant associeret med kemoterapi respons i alle lungecancerpatienter (genotypiske og recessive modeller) (tabel 3), mandlig undergruppe (genotypiske og recessive modeller) og undergruppe af alder 55 (genotypisk model) (figur 1). De forskellige resultater i mandlige og kvindelige undergrupper kan være forbundet med forskellig eliminering af platin svarende til

OCT2

. Undersøgelser foreslog, at ældre patienter ( 70 år) især dem, der ikke havde nogen sameksisterende sygdomme kan få lignende resultater fra behandling som yngre patienter ( 70 år) [37] – [39]. Vi fandt en statistisk signifikant forskellige mellem rs1869641 af

OCT2

i undergruppe af alder ≤ 55 og rs896412 af

TMEM205

i undergruppe af alder 55. Det var anderledes sammenligne med de tidligere undersøgelser. Den mulige årsag kan være forskellig borderline (55, 70, henholdsvis), men det bør undersøges nærmere. Vi troede, at

TMEM205

kan spille en vigtig rolle i lungekræft platinbaseret kemoterapi respons og ville også være en mulig biomarkør for lungekræft kemoterapi.

rs195854 og rs1869641 af

OCT2

, rs896412 af

TMEM205

, rs7314734 af

AQP

2, beliggende i 5 kb opstrøms for gen-regioner, den mulige mekanisme regulere ekspressionen var ikke kendt på nuværende tidspunkt . Vi hypotesen, at de finder i enhancer-området og varianten kan regulere ekspressionen. Den rs1516400 beliggende i neargene-5 i

AQP9

. Det kan være i promotoren området og dets mutation kan regulere aktiviteten af ​​promotoren for

AQP9

, og derefter ekspression af det

AQP9

blev ændret. Men har brug for de mulige mekanismer, der skal undersøges i de videre undersøgelser.

Denne undersøgelse har nogle begrænsninger. På den ene side, for at få mere troværdig konklusion, skal vi gøre en uafhængig validering af disse SNPs. Vi er således forsøger at forstærke stikprøvestørrelsen og vil validere disse SNPs i fremtiden undersøgelse. Men prøverne er meget vanskeligt at indsamle og ikke nok for en anden uafhængig population validering nu. På den anden side, evaluere kemoterapi respons efter hver to cyklusser af kemoterapi behandling er sandsynlighed for at få mere pålidelige resultater. Imidlertid kan vi kun forene de to cyklusser af kemoterapi for disse patienter. Mange patienter har ikke modtaget mere end fire cyklusser af kemoterapi på grund af mange grunde, såsom finansielle situation og så videre.

Der var ikke nogen undersøgelse angivet, om polymorfier af disse fem gener vedrørte platinbaseret kemoterapi respons i lungekræftpatienter før. Denne undersøgelse var den første til at undersøge deres sammenslutninger med platinbaseret kemoterapi respons. Resultaterne af

TMEM205

rs896412,

OCT2

rs1869641 og rs195854,

AQP9

rs1516400 og

AQP2

rs7314734 foreslået, at disse SNPs kan være forbundet med platinbaseret kemoterapi respons. Yderligere undersøgelser, hvordan disse SNPs påvirke platinbaseret kemoterapi respons for lungekræft bør være berettiget.

Støtte oplysninger

tabel S1. Salg Primere af alle de valgte SNP’er

doi:. 10,1371 /journal.pone.0091967.s001

(DOCX)

tabel S2.

sammenslutning af de andre enkelt nukleotid polymorfier og platinbaseret kemoterapi respons i alle lungekræftpatienter

doi:. 10,1371 /journal.pone.0091967.s002

(DOCX)

tabel S3.

Stratificering analyser af sammenslutninger af de andre polymorfier og kemoterapi effekt i genotypiske, dominerende, recessive modeller

Doi:. 10.1371 /journal.pone.0091967.s003

(DOCX)

Tak

Vi takker alle de midler, der støttede undersøgelsen, og alle patienter, der deltog i undersøgelsen, og Bio Miao bioteknologi Co, Ltd Beijing, Kina for deres tekniske bistand, Kamila Śmieszkol korrigeret manuskriptet.