PLoS ONE: Kronisk Obstruktiv Lungesygdom er ikke forbundet med KRAS mutationer i ikke-småcellet Cancer

Abstrakt

Mutationer i epitelial vækstfaktor receptor

(EGFR)

, samt i EGFR nedstrøms mål

KRAS

ofte observeret i ikke-småcellet lungekræft (NSCLC). Kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL), en uafhængig risikofaktor for udvikling NSCLC, er forbundet med en øget aktivering af EGFR. I denne undersøgelse bestemt vi tilstedeværelse af

EGFR

KRAS

hotspot mutationer i 325 på hinanden følgende NSCLC patienter udsat for

EGFR

KRAS

mutation analyse i diagnostisk indstilling og for hvem lungefunktionen er blevet bestemt på tidspunktet for NSCLC diagnose. Information om alder ved diagnose, køn, rygning status, tvunget vital kapacitet (FVC) og tvunget ekspirationsvolumen i 1 sek (FEV

1) er indsamlet. Kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL), blev defineret i henhold til 2013 GOLD kriterier. Chi-square, student t-test og multivariat logistisk regression blev anvendt til at analysere dataene. I alt 325 NSCLC patienter blev inkluderet, 193 med KOL og 132 uden KOL. KOL var ikke forbundet med tilstedeværelsen af ​​

KRAS

hotspot mutationer, mens

EGFR

mutationer var signifikant højere i ikke-KOL NSCLC patienter. Både kvindelige køn (HR 2,61; 95% CI: 1,56-4,39; p 0,001) og rygning (HR 4,10; 95% CI: 1,14-14,79; p = 0,03) var forbundet med

KRAS

mutationsstatus. I modsætning hertil kun at ryge (HR 0,11; 95% CI: 0,04-0,32; p 0,001) blev omvendt forbundet med

EGFR

mutationsstatus. Rygning relaterede G T og G C transversioner var signifikant hyppigere hos kvinder (86,2%) end hos mænd (61,5%) (p = 0,008). Den exon 19del mutation var hyppigere hos ikke-rygere (90%) i forhold til nuværende eller tidligere rygere (36,8%). Afslutningsvis

KRAS

mutationer er mere almindelige hos kvinder og rygere, men er ikke forbundet med KOL-status i NSCLC patienter.

EGFR

mutationer er mere almindelige i ikke-ryger NSCLC patienter

Henvisning:. Saber A, van der Wekken AJ, Kerner GSMA, van den Berge M, Timens W, Schuuring E, et al . (2016) Kronisk Obstruktiv Lungesygdom er ikke forbundet med

KRAS

Mutationer i ikke-småcellet lungekræft. PLoS ONE 11 (3): e0152317. doi: 10,1371 /journal.pone.0152317

Redaktør: Melanie Königshoff, Comprehensive Pneumology Center, TYSKLAND

Modtaget: November 19, 2015; Accepteret: 11. marts 2016 Udgivet: 23 Mar 2016

Copyright: © 2016 Saber 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:.. forfatterne har ingen støtte eller finansiering til at rapportere

konkurrerende interesser:. forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL) er forbundet med lungekræft, også efter der tegner sig for andre luftvejssygdomme og rygning [1-2]. En øget risiko for lungekræft i KOL-patienter var tydelig i en meta-analyse [2]. Omkring en tredjedel af rygere med KOL døde af lungekræft i en opfølgning på 14,5 år [3]. På den anden side, har 50-70% af patienterne de lungekræftpatienter KOL ifølge resultaterne af test af lungefunktionen på diagnosetidspunktet [4]. I en nyere, stort prospektivt studie blev sammenhængen mellem KOL og lungekræft i vid udstrækning forklares ved at ryge [5]. Odds ratio (OR) for patienter diagnosticeret med KOL at udvikle lungecancer inden for en periode på 6 måneder var 11,4. Men ELLER faldet til 6,8 efter korrektion for rygning [5]. Dette er i overensstemmelse med den opfattelse, at KOL er blevet anerkendt som en selvstændig risikofaktor for at udvikle lungekræft [6].

KRAS er involveret i reguleringen af ​​celledeling [7]. Mutationer i

KRAS

er for det meste findes i codon 12, 13 og 61, og resulterer i konstitutiv aktivering af proteinet [8].

KRAS

mutationer observeres hyppigere hos rygere patienter med adenocarcinom (5-40%) end i de andre undertyper af lungecancer [7, 9]. Mutationer i

KRAS

er forbundet med dårligere prognose af NSCLC-patienter [10]. Desuden kan en KOL-lignende luftvejsinflammation øge lunge carcinogenese i nærvær af p.G12D

K-ras

aktiverende mutation i en musemodel [11].

EGFR spiller en afgørende rolle ved sårheling og vævsreparation i lungen, især i de bronchiale væg. Overekspression af EGFR blev rapporteret i bronchial mucosa af røgfri astmatiske individer sammenlignet med normale kontroller [12]. Endvidere langvarig aktivering af EGFR fører til metaplasi [13]. Eksponering af epitelceller til cigaretrøg induceret afvigende phosphorylering og aktivering af EGFR og dette kan efterfølgende mediere udvikling af lungecancer [14-15]. Mutationer i kinasedomænet også føre til aktivering af EGFR pathway uafhængig af binding til dets ligand [16]. Disse aktiverende

EGFR

mutationer er almindelige i ikke-småcellet lungekræft (NSCLC) med en frekvens på omkring 10-15% i kaukasere [17-18].

EGFR

mutationer er blevet forbundet med ikke-ryger NSCLC patienter [19]. P. (L858R) i exon 21 (benævnt L858R) og udeladelser i exon 19 (benævnt exon 19del) af

EGFR

gen er de mest almindeligt observerede aktiverende mutationer [20]. Vi har tidligere vist en signifikant sammenhæng mellem

EGFR

mutationer og klinisk resultat [21].

In vivo

studier i musemodeller betinget udtrykker enten L858R eller exon19del mutant allel af den menneskelige

EGFR

gen har støttet rolle disse mutationer i initiering og udvikling af lungekræft [22] .

Rygning er en kendt risikofaktor for både KOL og lungekræft [23-24].

KRAS

mutationer er beskrevet som en signatur for rygning [25], mens

EGFR

mutationer er mere almindelige hos ikke-rygere. Vi hypotesen, at

KRAS

mutationer er positivt associeret med KOL status i NSCLC patienter, mens aktivering

EGFR

mutationer er negativt forbundet med KOL i NSCLC patienter. For at studere denne hypotese vi analyseret NSCLC patienter screenet for tilstedeværelse af

EGFR

KRAS

mutationer i en diagnostisk indstilling og undersøgt, om tilstedeværelsen af ​​

EGFR

KRAS

mutationer i NSCLC patienter var relateret til KOL.

Materialer og metoder

patienter

Konsekutive patienter med fremskreden NSCLC, diagnosticeret mellem november 2008 og juli 2012, og for hvem

KRAS

og

EGFR

mutation analyse blev udført i et klinisk miljø, blev udvalgt til denne undersøgelse. I denne kohorte vi yderligere valgt patienter, for hvem var tilgængelige lunge funktionsdata. Alle patienter havde stadium IV NSCLC og havde en eller flere viscerale metastaser på diagnosetidspunktet. Tidligere 165 af NSCLC patienter er blevet beskrevet i en undersøgelse om

EGFR

KRAS

mutationer i relation til klinisk resultat [21]. Patienter med NSCLC indlæg lungetransplantation blev udelukket fra denne undersøgelse. For alle patienter, data om køn, rygning status (herunder pakke år, hvis det findes), alder ved diagnose, stadium på diagnosetidspunktet i henhold til 6

th TNM udgave, lokalisering af metastaser, startdato og (forskellige) linjer af behandling var indsamlet. Data om lungefunktionen blev nyligt indsamles for alle patienter, der indgår i denne undersøgelse. Alle procedurer og protokoller blev udført i henhold til retningslinjerne for god klinisk praksis og efter informeret samtykke blev opnået fra alle patienter.

informeret samtykke og etik

Skriftligt informeret samtykke for blod og tumorvæv fra alle patienter blev opnået før biobank. Denne procedure blev godkendt af Medical Etisk Komité University Medical Center Groningen. Denne undersøgelse blev gennemført i overensstemmelse med bestemmelserne i Helsinki-deklarationen og god Kliniske retningslinjer Practice. Til denne undersøgelse blev alle patientdata anonyme og de-identificeret før analyse. Udover den mutationsanalyse blev test af lungefunktionen udføres som led i rutinemæssig diagnostisk tilgang og resultatet af disse tests blev dokumenteret i patientjournalen og kommunikeret med patienterne. På grund af den tilbagevirkende kraft af denne undersøgelse, efter nederlandsk lov til human medicinsk forskning (WMO), ingen specifik tilladelse var obligatorisk fra Institutional Review Board.

Lungefunktionen test

Spirometri blev udført med en daglig-kalibreret pneumotachograf (MasterscreenPneumo, Jaeger, Würzburg, Tyskland) efter standardiserede retningslinjer [26]. Lungefunktionsundersøgelse leveres efter bronchodilatator (salbutamol 100 mikrogram). Patienterne blev defineret som KOL, hvis den tvungne ekspirationsvolumen i 1 sek (FEV

1) /forced vital capacity (FVC) (FEV1 /FVC) blev 0,70 med fast bronkieobstruktion over tid ikke skyldes endobronchial tumor obstruktion. Iscenesættelse af KOL blev udført i henhold til GOLD kriterier [27].

Histologi og

KRAS /EGFR

molekylære test

Tumor prøver blev opnået enten ved bronkoskopi, transtorakal lunge biopsier og /eller fra pulmonale resektioner. Histologisk subtypning blev udført i overensstemmelse med 2004 WHO kriterier [28]. Mutationsanalyse blev udført som tidligere beskrevet [21].

Statistik

For normalfordelt data viser vi middelværdi og standardafvigelse (SD) og brugte en elev t-test for at afgøre signifikante forskelle. For ikke normalt fordelt median og interval data er givet og Chi-Square test bruges til at bestemme betydning. Logistisk regression blev udført for at undersøge, om tilstedeværelsen af ​​KOL havde nogen effekt på

KRAS

eller

EGFR

mutationsstatus hjælp køn, alder, histologi, og rygning som kovariater. Statistisk analyse blev udført under anvendelse af SPSS-version 22.0. Nominel

P

-værdier mindre end 0,05 blev betragtet som signifikante. Data er tilgængelige i S1 tabel.

Resultater

Patient karakteristika og

KRAS-service /

EGFR

mutationer

I alt 325 trin IV NSCLC-patienter blev medtaget. Over 80% havde adenocarcinom, 174 (53,5%) var mænd og 151 (46,5%) kvinder. Den gennemsnitlige alder på diagnosetidspunktet var 63,6 (± 10,5 år). Et hundrede og fem patienter (32,3%) havde en

KRAS

mutation. For en ud af 105 patienter med en

KRAS

mutation, hvilken type mutation var inkonklusive med en positiv høj opløsning smeltning (HRM) PCR resultat, men med en vild sekvens typen baseret på Sanger sekventering resultat. For én patient med en

EGFR

mutation,

KRAS

mutation status var ikke tilgængelig. De resterende 219 patienter havde ikke mutationer i

KRAS

hotspot region. Tyve-ni patienter (8,9%) havde en

EGFR

mutation. I fem patienter,

EGFR

mutationsstatus var ikke tilgængelig; fire af disse patienter havde en

KRAS

mutation. De øvrige 291 patienter havde ikke

EGFR

mutationer i hotspot regioner. Den gennemsnitlige alder af hannerne var højere end den gennemsnitlige alder af kvinder (66,3 ± 9,8 år vs. 60,5 ± 10,5 år; p 0,001). Hannerne viste en signifikant højere antal af rygning pack året end kvinder (betyder 37,5 ± 20,6 pack år vs. 30,1 ± 15,7 pack år; p = 0,015).

Patient karakteristika i KOL stratificerede undergrupper

Næsten 60% (193/325) af NSCLC patienter havde KOL. To tredjedel af KOL tilfælde var mænd. Fordelingen af ​​kvinder var næsten ens i KOL og ikke-KOL grupper (tabel 1). Gennemsnitlig alder i KOL-gruppen var højere med 65,6 år (± 9,9 år) sammenlignet med ikke-KOL-gruppe med 60,6 (± 10,8 år) (p 0,001). Vi fandt en signifikant sammenhæng mellem rygning og KOL, 62,6% af nuværende eller tidligere rygere havde KOL, mens kun 18,2% af ikke-rygere havde KOL (p 0,001). En logistisk regressionsmodel for KOL hjælp køn, alder og rygning som kovariater afslørede signifikante sammenhænge med alderen (Hazard ratio [HR] 1,05; 95% konfidensinterval [CI]: 1,02-1,07; p 0,001) og rygning (HR 8,28; 95 % CI:. 2,61-26,24; p 0,001), men ikke med køn (tabel 2) |

KOL og tumor

KRAS /EGFR

hotspot mutationer

KRAS

mutationer blev observeret oftere hos kvinder end hos mænd (65/151 (43%) versus 40/173, (23%); p 0,001), og også oftere i nuværende eller tidligere rygere (34,5%) end hos ikke-rygere (13,6%) (p = 0,045) (tabel 3).

KRAS

mutationer var ikke signifikant forskellig mellem KOL (34,2%) og ikke-KOL-patienter (29,8%) (tabel 1), sothe tilstedeværelse af

KRAS

mutationer var uafhængige af KOL. Stratificering efter FEV1 /FVC og GOLD stadie afslørede ikke en signifikant sammenhæng med tilstedeværelse af

KRAS

mutation (Fig 1A og 1B). Imidlertid blev FEV1 procentdel som en kontinuert variabel signifikant relateret til tilstedeværelsen af ​​

KRAS

mutationer (Fig 1C), men ikke i en multivariat analyse. Sætte de variabler (køn, alder, rygning og KOL) i en logistisk regressionsmodel bekræftede den signifikant sammenhæng mellem

KRAS

hotspot mutationer med kvindelige køn (HR 2,61; 95% CI: 1,56-4,39; p 0,001) og rygning (HR 4,10; 95% CI: 1,14-14,79; p = 0,03). (tabel 2)

(A) FEV1 /FVC, (B) KOL GOLD klassificering og (C) FEV1 procentdel i

KRAS

mutant og vildtype patienter med NSCLC.

aP-værdi blev beregnet ved student t-test.

BP-værdi blev beregnet ved Chi-square test.

EGFR

mutationer viste en tendens til en højere frekvens hos kvinder sammenlignet med mænd, (p = 0,073). Ti ud af 22 (45,5%) ikke-rygere havde aktivering

EGFR

mutationer, mens kun 19 ud af 289 (6,5%) af de nuværende eller tidligere rygere havde en

EGFR

mutation (p 95% CI: 0,04-0,32; p 0,001) og

EGFR

mutationsstatus (tabel 2).

KOL og type

KRAS /EGFR

mutationer

KRAS

s. (G12C) var den mest almindelige aminosyre ændring i både mandlige og kvindelige med en frekvens på ca. 41%. P. (G12V) og p. (G12D) mutationer var de næstmest hyppige mutationer i hunner og hanner, med en frekvens på 20% og 25,6%, henholdsvis (tabel 4). Fyrre-tre procent af de

KRAS

mutationer i nuværende eller tidligere ryger gruppe var p. (G12C) mutationer, mens ingen af ​​de røgfri patienter havde denne mutation. Desuden G T og G C transversioner i

KRAS

forekom hos 86,2% af de kvinder og 61,5% af hannerne. G En overgang var mere almindelig hos mænd end hos kvinder (p = 0,008) (tabel 5). KOL status var ikke forbundet med nogen form for

KRAS

aminosyre ændringer eller nucleotidsubstitutioner.

Af alle

EGFR

mutation positive tilfælde procentdelen af patienter med en exon 19del var ikke signifikant forskellig mellem kvinder (11/18) og mænd (5/11). I ikke-rygere, 9 ud af 10

EGFR

mutation positive tilfælde havde en exon 19del (tabel 6), mens der i nuværende eller tidligere rygere 7 ud af 19 patienter med en

EGFR

mutation havde en exon 19del.

diskussion

i modsætning til vores hypotese, vi viste, at KOL ikke er forbundet med tilstedeværelsen af ​​

KRAS

mutationer i lungekræft, hvorimod tilstedeværelse af

EGFR

mutationer var hyppigere i ikke-KOL i forhold til KOL lungekræftpatienter, efter korrektion for sex og rygning. Vi fandt signifikant højere gennemsnitsalder i KOL-gruppen sammenlignet med den ikke-KOL gruppe. Denne konstatering er i overensstemmelse med det faktum, at forekomsten KOL stiger med alderen [29].

KRAS

mutationer blev identificeret i 32% af NSCLC-patienter, som primært omfattede adenocarcinom patienter. Vi observerede en sammenhæng mellem forekomsten af ​​

KRAS

hotspot mutationer og rygning status i overensstemmelse med tidligere undersøgelser [25, 30], men ikke med KOL. I andre undersøgelser KRAS

mutationer er blevet observeret nogen sammenhæng mellem rygning og tilstedeværelsen af ​​

i patienter med lungecancer [25, 30-32]. Disse forskelle kan skyldes forskelle i udvælgelsen studiegrupper, etnicitet, antal patienter og rygning status. Manglen på en forening med KOL er i overensstemmelse med de i resultaterne rapporteret ina nyere undersøgelse [33].

Selvom rygning hunner var yngre og lettere rygere baseret på pakke år end hannerne, bemærkede vi, at

KRAS

mutationer var mere almindelige i ryge kvinder end hos ryge mænd med NSCLC. Dette understøtter en øget følsomhed over hunner til cigaret kræftfremkaldende stoffer som tidligere [34] rapporteret. Desuden er disse resultater er også i overensstemmelse med en tidligere undersøgelse, der viser, at kvinder havde en højere OR for lungekræft på alle niveauer for eksponering tobak [35]. Denne forhøjede sårbarhed til rygning kan være forårsaget af de højere ekspressionsniveauer af gener, der koder tobak kræftfremkaldende-metaboliserende enzymer, såsom CYP1A1 og CYP1B1 under normale lungevæv af kvindelige rygere i forhold til mandlige rygere [36]. Uppstad og kolleger [37] viste også højere ekspression af CYP1A1 i cellelinjer afledt lungeadenokarcinom kvindelige forhold til cellelinjer afledt adenokarcinomer af mandlige patienter.

Selvom vi observerede rygning relateret s. (G12C)

KRAS

mutation på samme frekvens i begge køn, rygerelaterede transversioner, dvs. G T og G C, var signifikant mere almindelig hos kvinder end hos mænd. I en tidligere undersøgelse med en stikprøve på over 2.500 patienter, den c.34G T; P. (G12C)

KRAS

mutation forekom hyppigere hos kvinder og nuværende eller tidligere rygere, mens c.35G A; s. (G12D)

KRAS

mutationer var hyppigere i aldrig rygere [20]. Dette tyder igen, at kvinder er mere modtagelige for cigaretrøg relaterede

KRAS

mutationer i forhold til mænd.

Vi viste, at

EGFR

aktiverende mutationer var mere almindelig hos kvinder, ikke- rygere og i ikke-KOL NSCLC patienter. I en nylig undersøgelse,

EGFR

mutationer sås hos 12,8% (51/399) af patienterne lungekræft uden KOL og 6,3% (7/111) af patienterne med KOL [38]. Suzukiand kolleger [39] identificeres

EGFR

mutationer i 32% (56/177) af de ikke-KOL og i 8% (4/52) af KOL NSCLC-patienter. Lim og kolleger [33] fundet

EGFR

mutationer i 37,3% (91/244) af ikke-KOL og i 16% (17/106) af KOL-patienter. De fandt også en omvendt sammenhæng mellem tilstedeværelsen af ​​

EGFR

mutation med sværhedsgraden af ​​luftvejsobstruktion. Konstateringen af, at

EGFR

mutationer er mere almindelige i ikke-KOL lungekræftpatienter kunne indikere, at lungekræft udvikling er afhængig af aktivering

EGFR

mutationer i ikke-KOL patients.Chronic lungesygdomme, såsom som svær astma og KOL, forårsage en øget aktivering af epitelial vækstfaktor receptor (EGFR) [12, 40]. Endvidere er KOL kendetegnet ved epiteliale inflammatoriske reaktioner og mange proinflammatoriske chemokiner og vækstfaktorer induceres af transkriptionsfaktor Nuclear Factor kB (NFkB). Denne transskription faktor kan aktiveres via fysisk og kemisk stress, såsom røg [41]. Desuden øgede aktivering af EGFR ved oxidativ stress, som er involveret i patogenesen af ​​COPD eller cigaretrøg kan forekomme i humane bronkiale epitelceller [14-15, 42]. Alt sammen tyder på, at EGFR aktivering i KOL induceres ved rygning, oxidativ stress derefter ved inflammation sandsynligvis via NFkB.

Som konklusion,

KRAS

mutationer var mere almindelig hos kvinder og rygere, men er ikke forbundet med KOL-status i NSCLC patienter.

EGFR

mutationer er mere almindelige hos kvinder og ikke-ryger NSCLC patienter.

Støtte Information

S1 Table. Patienter data, der anvendes til statistisk analyse

doi:. 10,1371 /journal.pone.0152317.s001

(XLSX)

Tak

Vi er taknemmelige for den molekylære diagnostik team for

EGFR

KRAS

mutation analyse og hjælpe med dataindsamling.