PLoS ONE: Sammenslutningen af ​​kaukasisk-Identificerede Varianter med kolorektal cancer Risiko i Singapore Chinese

Abstrakt

Baggrund

genom-dækkende forening undersøgelser (GWAS) i kaukasiere har identificeret fjorten indeks enkelt nukleotid polymorfier (iSNPs), der har indflydelse kolorektal cancer (CRC) risiko.

Metoder

Vi undersøgte rolle elleve iSNPs eller surrogat SNPs (sSNPs), i høj koblingsuligevægt (LD, r

2≥0.8) og inden for 100 kb nærhed af iSNPs, i 2.000 alders- og køns- matchede Singapore Chinese (SCH) tilfælde og kontroller.

Resultater

Kun iSNP rs6983267 på 8q24.21 og sSNPs rs6695584, rs11986063, rs3087967, rs2059254, og rs7226855 på 1q41, 8q23.3, 11q23.1, 16q22.1 og 18q21.1 viste henholdsvis tegn på samarbejde med CRC risiko, med odds ratio (OR) spænder fra 1,13 til 1,40. sSNP rs827401 på 10p14 var forbundet med endetarmskræft risiko (OR = 0,74, 95% CI 0,63 til 0,88), men ikke sygdom prognose (OR = 0,91, 95% CI 0,69-1,20). Interessant nok blev sSNP rs3087967 på 11q23.1 forbundet med CRC risiko hos mænd (OR = 1,34, 95% CI 1,14-1,58), men ikke kvinder (OR = 1,07, 95% CI: 0,88-1,29), hvilket tyder på en kønsspecifik rolle . Halvdelen af ​​de kaukasiske-identificerede varianter, herunder den nyligt fin-kortlagt BMP vej loci,

BMP4

,

GREM1

,

BMP-2

LAMA 5 fotos , viste ingen tegn på samarbejde med CRC i SCH (OR ~ 1; p-værdi 0,1). Sammenligning af resultaterne af denne undersøgelse med den for de nordlige og Hong Kong kinesisk, varianter kun på kromosomer 8q24.21, 10p14, 11q23.1 og 18q21.1 blev replikeret i mindst to ud af de tre kinesiske studier.

konklusioner

De kontrasterende resultater mellem kaukasiere og kinesisk kan skyldes forskellige LD mønstre og allele frekvenser eller genetisk heterogenitet. Resultaterne antyder, at yderligere almindelige varianter bidrager til CRC disposition manglede at blive identificeret

Henvisning:. Thean LF, Li HH, Teo YY, Koh W-P, Yuan J-M, Teoh ML, et al. (2012) Sammenslutningen af ​​kaukasisk-Identificerede varianter med kolorektal cancer risiko i Singapore kinesisk. PLoS ONE 7 (8): e42407. doi: 10,1371 /journal.pone.0042407

Redaktør: Amanda Ewart Toland, Ohio State University Medical Center, USA

Modtaget: April 26, 2012; Accepteret: 4 juli 2012; Udgivet: 3. august, 2012 |

Copyright: © Thean 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 finansieret delvist af en bevilling fra National Medical Research Council of Singapore (NMRC /1193/2008) til PYC og tilskud fra National Institutes of Health (tilskud numre R01-CA55069, R35-CA53890, R01-CA80205, R01-CA98497 og R01-CA144034) til WPK og Jmy. 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

til dato GWAS i de kaukasiske befolkninger har afdækket fjorten iSNPs på kromosomer 1q41, 3q26.2, 8q23.3, 8q24.21, 10p14, 11q23.1, 12q13.13, 14q22, 15q13.3, 16q22.1, 18q21.1, 19q13.1, 20p12.3 og 20q13.33 forbundet med CRC risiko [1]. Fin kortlægning på flere af disse kandidat regioner har identificeret andre SNPs, der potentielt kan være funktionelle varianter [2], [3]. Da der er betydelige forskelle i allele frekvenser og LD mønstre på tværs af forskellige befolkningsgrupper, disse varianter skal replikeres at fastslå deres rolle i CRC. Mere end en tredjedel af disse varianter, for eksempel, viste sig at have odds ratio i den modsatte retning i de afrikanske amerikanere [4].

Kun fem varianter, rs6983267 (8q24.21), rs10795668 (10p14 ), rs3802842 (11q23.1), rs4939827 (18q21.1) og rs961253 (20p12.3) blev gentaget i det nordlige Kinesisk [5]. For nylig blev fire varianter, rs7014346 (8q24.21), rs4779584 (15q13.3), rs10795668 (10p14) og rs4939827 (18q21.1) gentaget i Hong Kong kinesisk [6]. Der er hverken LD eller befolkningsstruktur oplysninger i nogen af ​​studierne. Adskillige rapporter viste, at der er en “nord-syd” befolkning struktur tæt korreleret til geografisk placering, og at den største genetiske forskel er mellem den nordlige Han og sydlige han-kinesere [7], [8].

Vi udførte genom-dækkende genotypning på 2.000 alders- og køn-matchede case-control serie af Singapore Chinese (SCH) patienter fra et enkelt center og populationsbaserede raske kontrolpersoner. Den SCH alderen 50 år eller mere omfatter primært efterkommere af indvandrere fra de sydlige kinesiske provinser Guangdong og Fujian, og er dermed repræsentant for det sydlige han-kinesere. Bestemmelse af den genetiske risiko for CRC i SCH er relevant, da SCH har den højeste CRC forekomsten blandt alle racer i Singapore; internationalt, forekomsten er højere end for beboerne i Shanghai, Kina og sammenlignes med de kaukasiske hvide [9].

Materialer og metoder

Etik Statement

Indsamling af prøver og klinisk-patologiske oplysninger fra patienter og kontroller blev foretaget med skriftligt informeret samtykke og godkendelse fra SingHealth Centraliseret Institutional Review Board B.

Prøvetagning

Matchede eksemplarer af slimhinde og tumor rutinemæssigt indsamles og arkiveres fra patienter, der gennemgår resektion i Singapore General Hospital (SGH). SGH er den førende offentligt hospital, som behandler omkring halvdelen af ​​CRC patienter i Singapore. De matchede mucosa prøver indsamlet er typisk mindst 10 cm væk fra tumor. Slimhinden prøver fra 1.000 sporadiske kinesiske CRC patienter (defineret som 50 år eller mere på datoen for drift og uden dominerende familie historie FAP og HNPCC) arkiveres i de seneste ti år er blevet udvalgt som cases til studiet.

grunde til SNPs på kromosomer 19q13.11 (A), 11q23.1 (B), 20p12.3 (C) og 20p12.3 (D) blev afledt fra SCH kontrol og HapMap CHB individer hhv. Pil og pilespids angiver positioner iSNP og sSNPs afhørt. De sSNPs forhørt på kromosomer 11q23.1 (B) og 20p12.3 (D) var rs3087967 og rs5005940 hhv. LD blev målt som R

2.

Blodprøver fra 1.000 alders- og køns- matchede raske donorer fra Singapore Chinese Health Study (SCHS) (n = 931) [10] og den SGH Health Screening Unit (n = 69) udgjorde kontrollen af ​​undersøgelsen. Alder blev matchet til inden for tre år efter år i drift af tilfældene. Kontrollerne blev interviewet for at sikre, at de ikke har CRC familiens historie.

Genom-dækkende Genotypning

Prøver blev randomiseret så fortløbende indkøbt prøver ikke blev udtrukket efter hinanden. Genomisk DNA blev ekstraheret under anvendelse af standardprocedurer (Methods S1). Whole-genom-scanning blev udført med Affymetrix GeneChip Menneskelig Mapping SNP Array 6.0 består 906, 600 SNPs. En 600 ng genomisk DNA-prøve blev fordøjet med restriktionsenzymerne NSPI og Styl, amplificeret, fragmenteret, mærket og hybridiseret til arrayet i 16 timer i henhold til fabrikantens instruktioner (Affymetrix, Santa Clara, CA). Arrays blev scannet med Affymetrix 3000-7G scanner og analyseret med Genotypning Console v3. CHP filer blev genereret med Fuglefrø algoritmen. For at minimere batch effekt blev genotype udføres af en operatør; og matchede tilfælde og kontrol prøver blev behandlet og klædt sammen.

Statistisk analyse

CHP (genotyper) filer fra hele genomet scanning blev importeret til Golden Helix SVS til statistisk analyse . SNP loci, der ikke var i Hardy-Weinberg ligevægt (p≤1E-7) i kontrollerne blev filtreret fra. Principal komponent analyse (PCA) blev udført på 869, 371 autosomale SNPs på alle 2.000 prøver og 270 HapMap (bestående af 90 CEU, 45 kinesiske Han-Beijing (CHB), 45 japanske (JPT) og 90 Yoruba (YRB)) og 268 Singapore Genome Variant Project (SGVP) prøver. De sager og kontroller grupperet med CHB og SGVP kinesiske prøver indikerer, at der ikke er noget befolkningen underkonstruktion. Seksten outliers, herunder to kontroller, der sandsynligvis har iblanding herkomst, blev fjernet. Der var observerbar forskel i gruppering af sager og kontroller til PC1. Denne forskel var ikke længere synlig efter PC1 korrektion (Figur S1).

Da den testede i denne undersøgelse hypotese var, om de CEU-identificerede SNPs for CRC risiko kan replikeres i SCH, kun medtaget de mange test korrektioner antallet af udsatte SNPs undersøgt. Således blev en Bonferroni korrektion på 0,0031 (0,05 /16) anvendt. Multivariat logistisk regression ved hjælp af additive model blev udført efter justering for PC1. SNPs med p 0,0031 eller 0,0031 p 0,1 blev anset for at være signifikant eller viste en tendens til at blive associeret med risiko for sygdom hhv. Undergruppe analyse blev udført for udvalgte SNP’er. De iSNPs blev undersøgt når det er muligt. Hvis iSNP ikke blev fundet på SNP 6.0 platform eller var ikke-polymorfe i SCH (MAF 0,01), surrogat SNP (sSNP) i høj L.D. (R

2 0,8) og inden for 100 kb nærhed af iSNP blev identificeret fra CHB individer fra HapMap og undersøgt. sSNPs der for nylig blev identificeret ved fin kortlægning i CEU blev afhørt når det er muligt [2], [3]. Den gennemsnitlige takst af de elleve iSNPs og sSNPs forhørt var 0,99 (fra 0,97 til 1) og genotyper af disse SNP’er klynger godt.

Gentagelse blev defineret som tiden fra operation til lokalt recidiv og /eller fjernmetastaser . Alle patienter uden tilbagefald op Til 31 januar

st 2012 blev censureret. Kaplan-Meier-analyse med log rank test blev anvendt til at vurdere forholdet mellem genotype og fornyet overlevelse. Cox regression test blev anvendt til at teste uafhængighed kovariater og at estimere risikoen for tilbagefald.

Resultater og Diskussion

Der var 14% flere mænd end kvinder i denne kohorte (tabel 1) . Flertal af tilfældene og kontrol var i aldersgruppen 61-80. Ca. 2/3 af tilfældene havde tyktarmskræft mens tidlige (Dukes A og B) og avancerede (Dukes C og D) stadier af CRC var næsten ligeligt repræsenteret. De fleste af CRC sager blev moderat differentieret. De klinisk-patologiske træk af tilfældene var repræsentative for de Singapore CRC patienter.

Tre kandidat regioner har enten ingen iSNPs på Affymetrix SNP6 platform (14q22 og 19q13.1) eller genotyper iSNP rs4925386 (20q13. 33) grupperet dårligt. Alle tre regioner har ingen sSNPs ved høj LD (r

2≥0.8) inden for 100 kb af iSNPs, som eksemplificeret ved LD plot af kromosom 19q13.1 (figur 1A). Således er det usandsynligt, at disse kandidat regioner havn enhver SNP, der kunne mærke kausal variant forbundet med CRC risiko i SCH.

Det eneste SNP ud af elleve afhørt, der væsentligt var forbundet med CRC risiko i SCH var sSNP rs3087967 ved 11q23.1 (figur 1B), muligvis på grund af de højere mindre allele frekvenser (MAF) og den relativt højere effekt størrelse (tabel 2). I modsætning til GWAS studier i kaukasiere og japansk [11], [12], vi fandt ikke denne variant på 11q23.1 at være forbundet med en større risiko for sygdom i endetarmen (OR = 1,20, 95% CI 1,02-1,42) i forhold til colon (OR = 1,22, 95% CI 1,06-1,41) (tabel S1). Vi fandt imidlertid rs3087967 at være forbundet med større CRC risiko hos mænd (OR = 1,34, 95% CI 1,14-1,58; p = 0,0005) sammenlignet med kvinder (OR = 1,07, 95% CI: 0,88-1,29; p = 0,4954 ), hvilket antyder en kønsspecifik rolle, som ikke tidligere er blevet rapporteret. Det er interessant at bemærke, at iSNP rs3802842 på 11q23.1 blev gentaget i den nordlige kinesiske, men ikke Hong Kong Chinese undersøgelse [5], [6]. Det er uklart, hvorfor dette så, men Hong Kong kinesiske stikprøven kunne være en blanding af vandrende arbejdstagere fra hele Kina som Hong Kong er en kosmopolitisk by.

Fem SNPs, rs6687758, rs11986063 ,, rs6983267, rs2059254, og rs7226855 på 1q41, 8q23.3, 8q24.21, 16q22.1 og 18q21.1 viser henholdsvis tendens i forening (0,0031 p 0,1) med CRC i SCH men har ikke nået statistisk signifikans sandsynligvis på grund af utilstrækkelig prøve størrelse og dermed effekt (tabel 2). MAF for disse 5 SNPs var også mindre end CEU selvom effekt størrelser var sammenlignelige.

iSNP, rs6983267 på 8q24.21 var den første modtagelige loci, der skal identificeres i kaukasiere [13], [ ,,,0],14]. Det var også den hyppigst replikeres iSNP i flere forskellige populationer [5], [11], [15] – [17]. Interessant rs6983267 blev rapporteret at være signifikant associeret med CRC risiko i både de japanske og Northern kinesisk i en recessiv model kun [5], [15]. Vi fandt rs6983267 at have højere effekt størrelse ved hjælp af en dominerende model i stedet i SCH (OR = 1,38, 95% CI 1,13-1,69). Det er uklart, hvorfor det er så, men japanerne viste sig at være genetisk tættere på Northern han-kinesere end Southern Han Kinesisk [8]. Den Hong Kong undersøgelsen imidlertid ikke finde rs6983267 men en anden SNP, rs7014346 på 8q24.21 at have beviser for samarbejde med CRC risiko [6].

Endvidere sSNP rs827401 på 10p14 blev forbundet med nedsat kræft risiko i endetarmen (OR = 0,74, 95% CI 0,63-0,88; p = 0,0006), men ikke kolon (OR = 1.02, 95% CI 0,89-1,18; p = 0,7466) i SCH (tabel S1), hvilket understøtter tidligere resultater i den kaukasiske og Northern kinesisk [5], [18]. En nylig undersøgelse har rapporteret, at iSNP på 10p14 var forbundet med en nedsat risiko for recidiv [19]. Vi var imidlertid ikke i stand til at gentage dette med sSNP rs827401 i vores rektal kræftpatienter. Kaplan-Meier-analyse afslørede, at genotypen ikke var signifikant associeret med tilbagefald overlevelse enten hos alle patienter eller patienter stratificeret efter kemoterapi. Patienter med den beskyttende allel (AB /BB) har hazard ratio på 0,91 (95% CI 0,69-1,20, p = 0,50) med AA som reference.

Især iSNPs rs7136702 (12q13.13) og rs4779584 ( 15q13.3) og sSNPs rs12638862 (3q26.2) og rs5005940 (20p12.3) viste ingen tegn på at blive associeret med CRC risiko i SCH (tabel 2, ELLER ~ 1; p-værdi 0,1). Rapporten om Northern kinesiske fundet rs961253 på 20p12.3 at være signifikant associeret med CRC risiko (OR = 1,38; 95% CI 1,19-1,60; p = 0,00002) [5]. Vi kunne ikke replikere dette fund med sSNP rs5005940 (OR = 1,00; 95% CI 0,79-1,28; p = 0,976), selv om LD struktur i SCH ligner dog ikke identiske med de HapMap CHB prøver (figur 1C og 1D), hvilket antyder, at eksisterer genetisk heterogenitet mellem nordlige og sydlige kinesisk. Ligeledes rs4779584 på 15q13.13 med risiko allelen er den vigtigste allel i den kinesiske (tabel 2), blev gentaget i Hongkong kinesisk, men ikke den nordlige kinesiske og SCH [5], [6].

sammenfattende kun iSNPs eller sSNPs på 1q41, 8q23.3, 8q24.21, 11q23.1, 16q22.1 og 18q21.1 viste tegn på samarbejde med CRC i SCH (tabel 2). rs827401 på 10p14 var forbundet med øget risiko i kun endetarmskræft. Desuden er der i modsætning til resultaterne af en nylig undersøgelse [19], den 10p14 regionen var ikke forbundet med sygdom prognose i vores serie. Følsomhed loci fra syv andre ansøgerlande regioner, 3q26.1, 12q13.13, 14q22, 15q13.3, 19q13.1, 20p12.3 og 20q13.3 viste ingen tegn på at blive associeret med sygdommen. Det er bemærkelsesværdigt, at alle fire BMP loci,

BMP4

(14q22),

GREM1

(15q13.3),

BMP-2 Hotel (20p12.3) og

LAMA 5 fotos (20q13.33), BMP syntesevejsgener fremhævet i en nylig undersøgelse [3], ikke replikere i SCH. Kromosom 15q13.3 har været impliceret at huse den

CRAC1 /HMPS

locus i Ashkenazi jødiske arvelige blandet polypose syndrom (HMPS) patienter [20]. Vi har tidligere vist, at sygdommen i Singapore Chinese HMPS patienterne ikke var knyttet til 15q13.3, og identificeret

BMPR1A på

10q23 at være den sygdomsfremkaldende gen [21]. Disse tidligere resultater viser, at genetiske heterogenitet kan give anledning til lignende kliniske fænotyper i forskellige populationer.

Af de fjorten CEU-identificerede varianter for CRC, kun SNPs på 8q24.21, 10p14, 11q23.1 og 18q21.2 blev gentaget i mindst to ud af de tre kinesiske befolkningsgrupper, hvilket tyder på, at de funktionelle varianter i disse regioner kan være vigtigt for kolorektal tumorigenese tværs af forskellige befolkningsgrupper (tabel 3). Blandt de fire SNP’er, kun rs4939827 ved 18q21.1 synes at tagge et gen, SMAD 7, i TGF-a-signalvejen, en vigtig vej hos colorektal tumorigenese [22]. De andre tre SNPs er i gen-ørkener. Akkumulere beviser indikerer, at rs6983267 på 8q24.1 ligger inden for et langtrækkende enhancer regulering af ekspressionen af ​​c-myc, et onkogen mere end 300 kb nedstrøms ved binding T-celle faktor 4 (TCF4) og forbedring Wnt signalering [23] – [25] . Seneste rapport har vist, dog, at der hverken somatisk tab af risikoen allel eller mulige funktionelle enhancerelementer i LD regionen på 10p14 og 11q23.1 [26], derfor indebærer, at andre ukendte mekanismer kan være ansvarlige for foreningen.

Desuden 8q23.3 region huser

EIF3H

og

UTP23

gener kan være potentielt vigtig risiko region for kineserne så godt, som sSNP rs11986063 blev gentaget med højeste effekt størrelse i SCH. Den 8q23.3 region blev ikke afhørt i de andre to kinesiske studier på grund af mangel på polymorfi i iSNP rs16892766. Pittman et al viste, at SNP rs16888589 på 8q23.3 binder EIF3H promotor og undertrykt dens transkription [27]. En senere eQTL udtryk analyse viste dog, at ekspressionen af ​​UTP23, snarere end EIF3H blev korreleret med risiko allel af rs16888589 på 8q23.3. Forfatterne foreslog, at begge gener kunne funktionelt koordineret [2].

Ikke alle CEU-identificerede varianter blev gentaget i den kinesiske. Forskellen kan skyldes forskelle i allele frekvenser og LD strukturer eller reelle genetiske forskelle. Eftersom effekt størrelser af disse varianter er relativt små og en nylig undersøgelse har anslået, at mindst 60 almindelige varianter bidrager til CRC risiko [28], at resultaterne indebærer, at andre varianter, der bidrager til disposition til CRC forblev at blive identificeret.

Støtte Information

Figur S1.

PCA grunde til PC1 vs PC2 og PC2 vs PC3.

doi: 10,1371 /journal.pone.0042407.s001

(DOC)

Methods S1.

DNA Udsugning fra fibrinlag og normal slimhinde.

doi: 10,1371 /journal.pone.0042407.s002

(DOC)

tabel S1.

Foreningen af ​​risikofaktorer SNPs med tumor.

doi: 10,1371 /journal.pone.0042407.s003

(DOC)

anerkendelser

Forfatterne takker Dr. Michelle Tan fra Institut for Klinisk Forskning, SGH og fru . Wei Lin Goh fra Institut for kolorektal kirurgi, SGH til teknisk bistand.