PLoS ONE: Genetisk variation på 9p22 er forbundet med unormale æggestokkene Ultralyd Resultater i prostata, lunge, Kolorektal, og kræft i æggestokkene Screening Trial

Abstrakt

Baggrund

En nylig ovariecancer genom- sammenslutning undersøgelse (GWAS) identificerede et sted på 9p22 forbundet med reduceret æggestokkene kræftrisiko. Den eneste (SNP) markører lokalisere til

BNC2

gen, som er blevet forbundet med æggestokkene udvikling.

Metoder

Vi analyserede sammenslutningen af ​​9p22 SNPs med transvaginal ultralyd (TVU) screening resultater og CA-125 blodet fra deltagerne uden kræft i æggestokkene i prostata, lunge, tyktarmen og æggestokkene kræftscreening Trial (PLCO); 1.106 kvinder med tilstrækkelige ultralyd screening resultater og tilgængelige genotypning oplysninger blev inkluderet i undersøgelsen.

Resultater

Vi observerede en signifikant øget risiko for unormale mistænkelige TVU resultater i syv SNPs på 9p22, med odds ratio mellem 1,68 (95% CI: 1,04-2,72) for rs4961501 og 2,10 (95% CI: 1,31-3,38) for rs12379183. Foreninger var begrænset til abnorme mistænkelige fund på det første skærmbillede TVU. Vi har ikke observere en sammenhæng mellem 9p22 SNPs og CA-125 niveauer.

Konklusioner

Vores resultater tyder på, at 9p22 SNPs, som viste sig at være forbundet med nedsat risiko for kræft i æggestokkene i en nylig GWAS, er forbundet med sonographically påviselige æggestokkene abnormiteter. Vores resultater bekræfter relevansen af ​​9p22 locus for æggestokkene biologi. Yderligere undersøgelser er nødvendige for at forstå det komplekse forhold mellem screening abnormiteter og æggestokkene carcinogenese og at vurdere, om dette locus kan påvirke risikoen lagdeling af æggestokkene kræftscreening

Henvisning:. Wentzensen N, Sort A, Jacobs K, Yang HP , Berg CD, Caporaso N, et al. (2011) Genetisk variation på 9p22 er forbundet med unormale æggestokkene Ultralyd Resultater i prostata, lunge, Kolorektal, og kræft i æggestokkene Screening Trial. PLoS ONE 6 (7): e21731. doi: 10,1371 /journal.pone.0021731

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

Modtaget: Januar 4, 2011; Accepteret: 10 jun 2011; Udgivet: 7. juli, 2011

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

Finansiering:. Denne forskning blev støttet af Intramural Research Program for afdelingen for Epidemiologisk Kræftforskning og Genetik og ved kontrakter fra afdelingen for Cancer Prevention, National Cancer Institute, NIH, DHHS. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:. LR er ansat af Westat, Inc., et selskab, der tjener som PLCO Study Koordinerende center. Dette forhold påvirker ikke forfatternes overholdelse af PLoS ONE politikker om datadeling og materialer. De andre forfattere har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser.

Introduktion

Kræft i æggestokkene er 8

th mest almindelige kræftform og 5

th førende årsag til kræft død blandt kvinder i USA [1]. I øjeblikket tilgængelige tidlig påvisning strategier er baseret på serum CA-125 måling og transvaginal ultralyd (TVU) [2], [3]. Men disse tests ikke er blevet vist, at forbedre dødeligheden af ​​ovariecancer; de fleste kvinder til stede ved fremskreden sygdom stadier [4].

Brugen af ​​TVU hæmmes af falsk-positive resultater, hvilket resulterer i unødvendige kirurgiske indgreb med mulige komplikationer [5], [6]. I den indledende runde screening i prostata, lunge, tyktarmen og æggestokkene kræftscreening Trial (PLCO), 1338 af 28,816 kvinder (4,6%) viste sig at have unormale TVU resultater, men kun 13 invasive kræftformer blev opdaget, oversætte til en positiv prædiktiv værdi på kun 1% [2]. En nylig evaluering af falsk positive TVU testresultater i PLCO viste, at en bred vifte af godartede ændringer -ikke forbundet med ovariecancer risiko- er ansvarlige for unormale ultralyd resultater [7]. En bedre forståelse af kræft i æggestokkene ætiologi er forpligtet til at udvikle bedre strategier tidlig påvisning og forebyggelse. Ligeledes er der behov for nye tilgange til at identificere den delmængde af højrisiko kvinder, der kan drage fordel af de nuværende screening modaliteter.

En nylig forening bred genom undersøgelse identificeret den første kræft i æggestokkene modtagelighed locus med genom-dækkende betydning [8]. Et locus på 9p22 var forbundet med reduceret æggestokkene kræftrisiko; den mest betydningsfulde SNP er rs3814113 (odds ratio = 0,82; p

trend 5,1 × 10

-19). Den locus omfatter

basonuclein 2

(

BNC2

) gen; otte SNP’er var placeret inden intron 2 af genet.

BNC2

er stærkt udtrykt i reproduktive væv og specifikt impliceret i oocyt udvikling [9], [10]. Her har vi analyseret sammenslutningen af ​​9p22 SNPs med unormale æggestokkene screening resultater blandt kvinder i PLCO uden kræft i æggestokkene.

Materialer og metoder

Vi medtaget alle 1.106 kvinder med TVU data og genom-dækkende scanning data for 9p22 region fra PLCO screening arm (total n = 39.115 hvoraf n = 34.261 ikke havde haft forudgående ooforektomi). Hver af de 10 screeningcentre opnåede lokal Institutional Review Board godkendelse til at udføre forsøget. NCI Institutional Review Board Godkendelse blev opnået at foretage genotypning blandt kvinder, der indvilligede i at deltage i genetiske undersøgelser. Vi inkluderede kun kvinder med tilstrækkelige TVU resultater og genotyping information for mindst ét ​​af de SNPs på 9p22 tidligere fundet at være associeret med ovariecancer [8]. I alt blev 568 kontroller og 538 tilfælde fra association bred genom studier af pancreas, lunge, blære, bryst, nyre-, coloncancer, og gliom inkluderet [11], [12]. Tabel 1 viser fordelingen af ​​kræfttilfælde ved site med de respektive TVU resultater. Notatet fleste kræftformer udviklet under opfølgningen af ​​PLCO og ikke var til stede ved baseline TVU skærmen. TVU blev udført ved baseline og årligt i fire år i henhold til den PLCO protokollen på screeningcentre [13]. TVU resultater blev kategoriseret som normalt; unormal ikke mistænkelig for kræft i æggestokkene; og unormal, mistænkelige for ovariecancer som tidligere beskrevet [2]. Kvinder med mistænkelige fund blev henvist til opfølgning [14]. Ovarier blev målt langs de større og mindre akser i både tværgående og langsgående planer, og det prolate ellipseform formel (bredde × højde × tykkelse × 0,523) blev anvendt til at beregne mængden af ​​hver æggestok og /eller cyste. Kort fortalt blev følgende resultater som unormalt mistænksom, dvs. screening positiv: ovarievolumen 10 cm

3; cyste volumen 10 cm

3; helst fast areal eller papillær fremspring, der strækker sig ind i hulrummet af en cystisk ovarietumor af enhver størrelse; eller enhver blandet (fast /cystisk) komponent i et cystisk ovarietumor. CA-125 blev målt ved hjælp af Centocor CA-125II radioimmunoassay på serum forberedt og fryses inden for 2 timer af blod draw [2].

Genotypning blev udført på National Cancer Institute Core Genotypning Facility og Fred Hutchinson Cancer Research center på HumanHap550 Infinium II og human 610-Quad chips (Illumina, San Diego, CA). Genotypebestemmelse kvalitetskontrol fulgt standardprocedurer på Core Genotypning Facility [11], [12]: DNA-prøver blev udvalgt til genotypebestemmelse baseret på pre-genotype kvalitetskontrol udføres for GWAS på Core Genotypebestemmelse Facility. Prøver med mindre end 98% gennemførelsesprocenten blev udelukket fra analyse og SNP-analyser med locus takster lavere end 90% blev udelukket. SNPs med ekstreme afvigelser fra Hardy-Weinberg proportioner (

P

1 × 10

-7) blev udelukket fra den primære analyser på grund af deres øgede sandsynlighed for falske foreninger på grund af problematiske analyser eller genotype kald. Ti 9p22 SNP’er identificeret i æggestokkene GWAS bestået disse kvalitetskontrol målinger og blev inkluderet i analysen:. Rs10756819, rs10810666, rs10962656, rs12379183, rs12379687, rs1339552, rs2153271, rs3814113, rs4961501, rs7861573

TVU resultater blev dikotomiseret i unormal mistænkelige vs. normal og unormal ikke mistænksom. SNP foreninger blev undersøgt i forhold til tre udfald: The TVU resultere i det første skærmbillede udført, den mest alvorlige TVU resultat af alle skærme, og den mest alvorlige hændelse TVU resultat (dvs. efter at udelukke eksamener med unormale screening resultater på det første skærmbillede). Vi brugte additive modeller definerer den mindre allel som risiko allel at studere sammenslutning af 9p22 SNPs med unormale mistænkelige TVU resultater begrænset til kaukasiske personer. Vi løb rå modeller og modeller korrigeret for alder som en kontinuerlig variabel. For følsomhedsanalyser, vi re-løb modellerne udelukke personer, der var genotypede på Fred Hutchinson Cancer Center, men kunne ikke se nogen effekt relateret til stedet for genotypning. En følsomhedsanalyse begrænset til at kontrollere kvinder alene ikke ændre retningen af ​​resultaterne. Vi bruges Bonferroni-metode som konservativ justering for multiple sammenligninger (n = 10), nedsættelse af tærsklen betydning til 0,005. Dernæst studerede vi risikoen for abnorme TVU resultater er forbundet med kombinationer af 0-2, 3-5, og 6-8 mindre alleler fra fire mest signifikant associeret SNP’er (rs10756819, rs12379183, rs3814113, og rs7861573). Desuden har vi kombineret de to mindste korrelerede SNP’er (rs7861573 og rs10810666, figur 1) og studerede sammen med abnorme TVU resultater skaber tre kategorier: Homozygote store alleler på både SNPs, en SNP med homozygote store alleler, og ingen SNP med homozygot større alleler. I alle kvinder, vi analyserede forholdet mellem 9p22 SNPs og æggestokkene mængde i 5-års aldersgrupper og af de enkelte genotyper for rs12379183 og rs3814113. Endvidere blandt 43 kaukasiske kvinder med unormale TVU resultater og genotypebestemmelse tilgængelige data, vi udforskede forholdet mellem specifikke TVU karakteristika, herunder antal cyster, cyster diameter, og cyste volumen med genotyper (dikotomiseret som AA vs AB /BB) af rs10756819, rs12379183 og rs3814113 .. Derudover har vi udforsket sammenslutning af 9p22 SNPs med CA-125 niveauer ved baseline og med højeste CA-125 niveauer målt på alle screeningsbesøg lagdeling med 5-års aldersgrupper over hele aldersgruppen af ​​kvinderne indgår i denne analyse (alder ved indgang: 55-74 år). Haploview (https://www.broad.mit.edu/mpg/haploview/) blev anvendt til at vurdere parvis bindingsuligevægt (LD) mønstre blandt alle kvinder inkluderet i analysen [15]. Alle statistiske analyser blev udført ved hjælp af SAS (SAS 9.1, SAS Institute, Cary, NC, USA).

LD-plot blev genereret med Haploview baseret på r

2 af de 10 SNPs på 9p22 i 992 kaukasiske kvinder med genotypning oplysninger og transvaginal ultralyd resultater til rådighed.

resultater

Alt i alt 96 af de 1106 kvinder inkluderet i denne analyse havde unormal TVU screening resultater (8,7%) til enhver screening besøg. I 50 kvinder blev abnorme TVU resultater fundet ved den første screening besøg i PLCO (baseline unormal TVU resultat), i de resterende 46 kvinder, blev den unormale TVU resultat rapporteret efter en oprindelig normal fund (hændelse unormal TVU resultat).

tabel 1 viser demografiske og risikofaktorer funktioner i kvinder inkluderet i denne analyse, inddelt i tre kategorier: unormal TVU resultat ved baseline, hændelse abnorme TVU resultater, og normale TVU resultater. Bortset fra race og en tidligere historie af godartede cyster eller tumorer i æggestokkene, blev ingen af ​​de demografiske eller risikofaktorer opsummeret i tabel 1 i forbindelse med mistænkelige TVU resultater. Alle efterfølgende analyser blev begrænset til kun kaukasiere, forlader 43 kvinder med baseline unormal, 37 kvinder med hændelse unormal, og 912 kvinder med ikke-mistænkelige TVU resultater.

To SNPs, rs10756819 (OR = 1,48, p = 0,025 ) og rs12379183 (OR = 1,46, p = 0,046), viste en signifikant sammenhæng med en unormal TVU resultat på ethvert tidspunkt under opfølgning, mens to andre SNP’er, rs3814113 og rs7861573 viste marginalt signifikante resultater. Ingen af ​​disse foreninger var signifikant efter justering for multiple sammenligninger. Efter at begrænse at fremherskende abnorme TVU fund som resultat kun effekten steget betydeligt: ​​Alle ti SNPs på 9p22 viste øget yderste periferi for mistænkelige TVU resultater på det første skærmbillede (tabel 2) og syv SNPs viste signifikante yderste periferi: rs12379183 (OR 2,10; p = 0,002), rs10756819 (OR 2,00; p = 0,002), rs7861573 (OR 1,99; p = 0,005), rs3814113 (OR 1,93; p = 0,005), rs10962656 (OR 1,73; p = 0,042), rs10810666 (OR 1,72; p = 0,031), og rs4961501 (OR 1,68; p = 0,04); de første fire foreninger forblev signifikant efter justering for multiple sammenligninger. Når begrænse TVU resultater til hændelsen resultater blev ingen af ​​de SNPs forbundet med mistænkelige screening resultater. Justeret for alder ikke ændre disse resultater.

Figur 1 viser en LD kort over de 10 SNPs analyseret i kvindernes fra PLCO inkluderet i denne analyse. Kombinationer af risiko alleler fra de fire mest betydende SNPs viste signifikante associationer med mistænkelige TVU resultater på det første skærmbillede (OR 1,95; p = 0,003). Kvinder med kombinationer af de to mindste korrelerede betydelige SNPs (rs7861573 og rs10810666; r

2 = 0,29; D ‘= 0,63 i denne population) havde en OR på 1,61 (p = 0,007) for mistænkelige screening resultater (tabel 3).

Vi udforskes sammenslutning af 9p22 SNPs med TVU egenskaber og CA-125 niveauer. For rs12379183 SNP, der viste den stærkeste effekt i denne analyse, observerede vi en tendens til stigende æggestokkene volumen målt ved første ultralyd forbundet med risiko alleler i alle aldersgrupper. For rs3814113 SNP, der var stærkest associeret med ovariecancer risiko [8], stigende ovarievolumen forbundet med risiko alleler blev kun observeret i 55-59-års alderen (tabel 4). Vi analyserede sammenslutningen af ​​9p22 genotyper med nummer, diameter, og mængden af ​​cyster blandt kvinder med unormale TVU resultater (tabel 5). Interessant, kvinder med mindre alleler havde færre cyster, med en gennemsnitlig antal 2,22 hos kvinder med to store alleler vs. 1.18 hos kvinder med mindst én mindre allel af rs10756819 (p = 0,01). I modsætning hertil cyste volumen var ikke-signifikant højere hos kvinder med mindst én mindre allel. Vi har ikke observere en sammenhæng mellem 9p22 SNPs og yderligere TVU karakteristika såsom cyste lydstyrke og andre cyste egenskaber. For at analysere, om 9p22 SNPs var forbundet med CA-125 niveauer, vi sammenlignet medianerne i den første og den maksimale CA-125 værdier ved genotype. Ingen af ​​de 10 SNPs undersøgte viste en forening med CA-125 niveauer (data ikke vist).

Diskussion

En stor consortial GWAS indsats for nylig identificeret flere SNPs på 9p22 der er forbundet med ovariecancer risiko kræft [8]. SNP’eme er placeret i området af

BNC2

gen, som er involveret i ovarial udvikling [9], [10]. Ansporet af disse uafhængige tidligere fund på 9p22 /

BNC2

og æggestokkene biologi vi søgt at udnytte tilgængelige TVU og genetiske data til at studere sammenhængen mellem genetisk variation og abnorme æggestokkene ultralyd resultater. Vores undersøgelse er et eksempel på en udforskning af biologiske mekanismer som følge GWAS. Kræft i æggestokkene screening ved hjælp af ultralyd og CA-125 test er i øjeblikket evalueret i to store randomiserede forsøg i USA og Storbritannien. Tidligere analyser i PLCO har vist, at den positive forudsigelsesværdi af TVU-baseret screening er lav; næsten alle kvinder med unormale ultralyd fund ikke har og ikke udvikler kræft i æggestokkene [2]. Derfor gør vi overveje disse TVU resultater som surrogater for biologiske forandringer i æggestokken (med kræftfremkaldende ændringer være en option), snarere end surrogater for kræft.

I vores undersøgelse af kvinder uden kræft i æggestokkene, vi observerede en signifikant øget risiko for unormale mistænkelige TVU resultater i flere SNPs på 9p22, der er blevet fundet at være forbundet med reduceret æggestokkene kræftrisiko [8]. Vi havde ikke forventet, at SNPs forbundet med reduceret æggestokkene kræftrisiko ville korrelere positivt med abnormiteter på ultralyd. Selvom resultaterne synes forvirrende ved første øjekast, er det tænkeligt, at SNPs sig at nedsætte risikoen for kræft i æggestokkene kan være forbundet med gængse abnorme TVU fund.

Vi udforskes sammenslutning af 9p22 genotyper med morfologiske karakteristika registreret under TVU hos kvinder med abnorme TVU screeningsresultater. Selvom tallene var begrænset, observerede vi, at kvinder bærer mindre 9p22 alleler havde ultralyd funktioner svarende til komplekse ovariecyster [16]. I en tidligere analyse i PLCO blev kvinder med komplekse cyster ikke fundet at dele etablerede risikofaktorer for ovarie malignitet [16]. I en nyere analyse i PLCO, risikoen for kræft i æggestokkene hos kvinder med gængse cyster var lidt, men ikke-signifikant lavere sammenlignet med kvinder uden cyster [17]. Desværre blev histologiske rapporter om godartede resultater hos kvinder behandlet for unormale TVU resultater ikke systematisk indsamlet i PLCO og ikke kunne vurderes i forhold til 9p22 genotyper.

Vigtigst, vores resultater kræver uafhængig bekræftelse, som er udfordrende, da der kun er få ressourcer, der leverer både TVU screening oplysninger og genetiske data fra en population-baserede studie. Hvis bekræftet, vores data tyder på, at nogle gener potentielt beskyttende mod kræft i æggestokkene faktisk er forbundet med mistænkelige TVU fund såsom øget ovarievolumen eller komplekse cyster, der gradvist opstår årtier og opdages på den første TVU skærmen.

biologi ovarieudvikling kræft er ikke godt forstået. Det er blevet foreslået, at uophørlige ægløsning, der er forbundet med gentagen afbrydelse og mikro-traumer æggestokkene overflade epitel, kan føre til indledende transformation [18]. Andre teorier tyder på, at hormonel stimulering af epitel, især ved østrogener og østrogen metabolitter kan påbegynde carcinogenese [19]. Der er nu stigende tegn på, at i det mindste en delmængde af ovariecancer kan opstå i æggelederen og implantat i æggestokkene tidligt [20].

æggestokkene abnormiteter i forbindelse med SNPs i 9p22 locus kan beskytte mod udvikling af kræft ved at forstyrre disse kræftfremkaldende mekanismer, f.eks ved at reducere antallet af levetid ægløsninger eller ved at modulere eksponering af ovarievæv over for endogene eller eksogene hormoner. Ovariecyster kan hæmme implantation af tidlig transformerede celle kloner afledt fra æggelederen. Desuden, selv om vi ikke se nogen beviser i PLCO, vi kan ikke udelukke, at den reducerede kræft i æggestokkene risiko forbundet med disse SNPs er relateret til hyppigere oophorectomies efter mistænkelige TVU resultater, snarere end til en direkte biologisk mekanisme.

Hvis 9p22 locus er forbundet med falske positive æggestokkene kræft screening resultater, måske genotype har indflydelse på fortolkningen af ​​TVU resultater.

En nylig undersøgelse viste, at kræftrelaterede SNPs kan påvirke prostata kræft risikoestimater relateret til prostata-specifikt antigenniveauer [21]. I en undersøgelse af brystkræft risikomodeller, 10 almindelige genetiske varianter associeret med risikoen for brystkræft havde samme ydelse som Gail model baseret på klinisk til at forudsige risikoen for brystkræft, men tilføje SNPs til de kliniske data kun beskedent forbedret risiko forudsigelse [22] . Replikation af vores resultater i andre undersøgelser, vurdering af risikofaktorer forbundet med den 9p22 locus og udvidelse til æggestokkene kræfttilfælde er nødvendige for at forstå det komplekse forhold mellem screening abnormiteter og æggestokkene carcinogenese og at vurdere, om dette locus kan påvirke risikoen lagdeling af TVU screening . Desuden er detaljeret kortlægning af området er nødvendig for at identificere den faktiske “udsatte” og beskyttende haplotyper.

Tak

Forfatterne takker Dr. Philip Prorok, Division of Cancer Prevention, National Cancer Institute den Screening center-efterforskere og ansatte i prostata, lunge, tyktarmen og æggestokkene (PLCO) kræftscreening Trial, Mr. Tom Riley og personale, Information Management Services, Inc., Ms Barbara O’Brien og personale, Westat, Inc ., Mr. Tim Sheehy og personale, DNA Udvinding og Staging Laboratory, SAIC-Frederick, Inc., og Ms. Jackie konge og personale, BioReliance, Inc. vigtigst, anerkender vi undersøgelsens deltagere for deres bidrag til at gøre denne undersøgelse muligt.