PLoS ONE: Rygning kræftformer og Loci på Kromosomer 15q25, 5p15, 6p22.1 og 6p21.33 i den polske Befolkning

Abstrakte

Genetiske faktorer i forbindelse med risikoen for rygerelaterede kræftformer har indtil for nylig været undvigende. Siden offentliggørelsen af ​​en genom-dækkende forening undersøgelse (GWAS) om lungekræft nye genetiske loci er blevet identificeret, der synes at være forbundet med risiko for sygdom. I denne replikering studie genotype vi 14 single nukleotid polymorfier (SNP) placeret på 5p12.3-p15.33, 6p21.3-p22.1, 6q23-q27 og 15q25.1 loci 874 lunge, 450 blære, 418 larynxcancer sager og kræft-fri kontrol, modsvares af fødselsår og køn på de tilfælde. Vores resultater viste, at loci i kromosomet region 15q25.1 (rs16969968 [A], rs8034191 [G]) og 5p15 (rs402710 [T]) er forbundet med risiko lungekræft i den polske befolkning (rygning status justeret OR = 1,45, 1,35 , 0,77; p ≤ 0,0001, 0,0005, 0,002, 95% CI 1,23-1,72, 1,14-1,59, 0,66-0,91 henholdsvis). Ingen af ​​de andre regioner analyserede heri var impliceret i risikoen for lunge, blære eller larynx cancer. Denne undersøgelse understøtter tidligere resultater om lungekræft men formår ikke at vise sammenslutning af SNPs placeret i 15q25.1 og 5p15 region med andre rygning relaterede kræftformer som blære og larynxcancer

Henvisning:. Jaworowska E, Trubicka J, Lener MR , Masojć B, Złowocka-Perłowska E, McKay JD, et al. (2011) gebyr kræftformer og Loci på Kromosomer 15q25, 5p15, 6p22.1 og 6p21.33 i den polske Befolkning. PLoS ONE 6 (9): e25057. doi: 10,1371 /journal.pone.0025057

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

Modtaget: Juni 20, 2011; Accepteret: August 23, 2011; Udgivet: 22 September, 2011

Copyright: © 2011 Jaworowska 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 støttet af EU-programmet “Marie Curie-stipendier til videnoverførsel”, nr MTKD-CT-2004 til 510.114. B.M. modtager en “Scholarship for Unge Forskere” fra polsk Ministeriet for Videnskab og Videregående Uddannelse. 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

Lungekræft er stadig den hyppigste årsag til kræft død. Hvert år mere end 1 million nye tilfælde diagnosticeres og en betydelig del dø inden for to år efter diagnosen [1]. Tobaksrygning er den største risikofaktor for lungekræft, men der er en særlig gruppe af patienter, der udvikler sygdommen uden en historie af tobaksrygning. Desuden er der forlydender om, at en positiv familie historie lungekræft er en vigtig risikofaktor for denne sygdom [2].

På trods af et stort antal undersøgelser med henblik på at identificere genetiske faktorer, der modificerer lungekræft risiko, ingen klart billede er opstået. I 2008 genom brede associationsstudier (GWAS) afslørede en række enkelt-nukleotid polymorfier (SNPs) forekommer ved tydelig loci, stærkt forbundet med forskellige aspekter af risiko for sygdom. En locus på kromosom 15q25.1 var forbundet med risiko lungecancer [3] – [9], nikotin og alkoholafhængighed [10] – [14]. Polymorfe markører for netop denne region var placeret i området af nikotinacetylcholinreceptoren gen

CHRNA5

,

CHRNA3

og aminoglycosidphosphotransferase domæne, der indeholder 1-gen

AGPHD1

. Der er også tegn på, at andre loci er forbundet med risiko lungekræft: 5p15, som indeholder TERT genet og CLPTM1L genet [15] – [19]; 6p22.1, der omfatter MHC-regionen [3], [15]; 6p21.33 som omfatter en region, hvor MSH5 genet (rs3131379) bor [3], [15], [19]; og 6q23-25 ​​locus huser RGS17 genet [20] – [22]

For at replikere og udvide foreningen identificeret af GWASs i lungekræft, valgte vi en række markører fra loci 5p12.3-. 15.33, 6p21.33-22.1, 6q23-27 og 15q25.1, og undersøgte deres tilknytning til andre rygerelaterede neoplasmer. I alt 874 lunge, 418 larynx, 450 blærekræft patienter blev køn og alder matchet med kontroller og analyseret for 14 SNPs, der er placeret i de fire regioner af interesse (tabel 1).

Resultater

Ud af 14 SNPs genotypede, en (rs17374971) blev udelukket fra yderligere analyse i alle grupper på grund af en statistisk signifikant afvigelse fra Hardy-Weinberg ligevægt.

To SNPs på kromosom 15q25 (rs16969968 og rs8034191 ) blev stærkt forbundet med lungekræft (p 0,0001, p = 0,0002, henholdsvis tabel 2) og var i stærk koblingsuligevægt (D ‘= 0,958, r

2 = 0,91). På grund af den høje LD mellem rs16969968 og rs8034191, vil kun rs16969968 blive diskuteret yderligere. Den odds ratio (OR) og 95% konfidensinterval (95% CI) for at være heterozygot for rs16969968 når der korrigeres for rygning status var 1,68 (95% CI: 1,31-2,14), og når homozygot var 1,89 (95% CI: 1,32-2,70 ); når de indgår i loggen ved additive genetiske virkninger model OR var 1,45 (95% CI: 1,23-1,72). Selvom vi observerede den stærkeste sammenslutning af rs16969968 og rs8034191 med planocellulært karcinom undertype af lungekræft (justeret OR = 1,4 og 1,3; p = 0,002 og 0,017 henholdsvis), en statistisk signifikant sammenhæng med småcellet karcinom undertype (justeret OR = 1,5 , 1,4; p = 0,017, 0,025) og en tendens til en forening med adenocarcinom undertype blev observeret (tabel S1). Ingen sammenhæng mellem rs16969968 og rs8034191 med en alder af lungekræft diagnose, kunne køn eller rygning status kan identificeres (data ikke vist). Ingen af ​​disse SNPs var forbundet med blæren eller larynxcancer risiko (tabel S2 og S3). I en kombineret analyse af alle kontrolgrupper, hyppigheden af ​​rs16969968 og rs8034191 var ens i de nogensinde rygere sammenlignet med den aldrig rygere gruppen (korrigeret for alder og køn OR = 0,96, 0,97; p = 0,74, p = 0,8, henholdsvis).

foreningen med lungekræft blev også observeret for rs402710 SNP placeret på kromosom 5p15.33. Dette SNP, var i bindingsuligevægt med rs2736098 (D ‘= 0,89; r

2 = 0,129), men ikke med rs2736100 (D’ = 0,181; r

2 = 0,014). Den justerede OR for udførelsen sjælden allel (T) af rs402710 var 0,77 (95% CI 0,66-0,91; p = 0,002). Begge heterozygoter (CT) og sjældne homozygoter (TT) var mindre hyppige i lungekræft sammenlignet med matchede kontroller (justeret OR = 0,75, 0,61; p = 0,021, 0,007, henholdsvis) (Tabel 2). Endvidere blev en sammenslutning af rs402710 med lunge pladecellekræft og adenocarcioma undertyper observeret (justeret OR = 0,69, 0,75; p = 0,001, 0,033, henholdsvis) (tabel S1). Svarende til de bemærkninger vedrørende de SNPs på kromosom 15q25.1 blev der ingen statistisk signifikant forskel detekteres, når lungekræft tilfælde blev stratificeret efter køn, alder ved diagnose og rygning status (data ikke vist). I en kombineret analyse af alle kontrolgrupper blev rs402710 ikke forbundet med rygning status (OR justeret for køn og alder for diagnosen = 1,03; p = 0,66).

I første omgang en anden sammenslutning af lungekræft og rs3131379 (ukorrigerede OR = 1,47, p = 0,003) blev observeret, men efter justering for rygning status blev det statistisk insignifikant (tabel S2 og S3). Ingen sammenslutninger af lungekræft med de resterende 10 SNPs genotypede blev observeret i denne undersøgelse (tabel S2 og S3).

Analyse af 13 polymorfe markører blandt larynx og blære sager viste, at ingen af ​​dem var forbundet med disse kræftformer (tabel S2 og S3).

Retrospektive power beregninger blev udført med Minor allelfrekvenserne (MAF) spænder fra 0,06 til 0,48 for at sikre, at de undersøgte var tilstrækkeligt drevet for at identificere eventuelle foreninger. Denne undersøgelse havde 80% strøm på en alfa-niveau = 0.05 at detektere minimum odds ratio i intervallet 1,3-1,5 for lungekræft, 1,5-1,8 for blærecancer og larynx cancer. Detektionsgrænsen steg til 1,4-1,7 (lungekræft) og 1,7-2,1 (blære og larynx cancer) med Bonferroni korrektion (alfa-niveau = 0,0038).

Diskussion

Denne replikering undersøgelse viste, at SNP’er i kromosomet 15q25.1 (rs16969968 og rs8034191) og 5p15 (rs402710) er forbundet med lungekræft i den polske befolkning og dermed replikere tidligere resultater [3] – [9], [15] – [19]. Det gjorde dog ikke bekræfte enhver association mellem SNPs placeret i 15q25.1 og 5p15 region med blære og larynx cancer.

locus på kromosom 15q25.1 indeholder tre gener, der koder nicotinacetylcholinreceptor (nAChR) underenheder (CHRNA3, CHRNA5, CHRNB4) hvis deltagelse i tobaksafhængighed blev foreslået fra undersøgelser på større lungekræft populationer [5], [10] – [12]. Regionen association indeholder den ikke-synonyme CHRNA5 SNP, rs16969968, som indfører en substitution af asparaginsyre (D) for asparagin (N) ved aminosyreposition 398 (D398N) af CHRNA5 protein (α5 nAChR underenhed). Den α5 nAChR underenheden er beliggende i det cytoplasmatiske loop mellem de transmembrane domæner og ikke er involveret i receptorbinding. Området af CHRNA5 proteinet hvor asparaginsyren substitution i position 398 forekommer er stærkt konserveret på tværs hvirveldyrarter, hvilket antyder, at ændringer i denne position er meget sandsynligt at være af funktionel betydning.

In vitro

undersøgelser viser, at asparagin på patronhåndtag 398 af α5 nAChR underenheden nedsætter cholinerge receptor funktion [13]. Nicotinreceptorerne indeholdende α5 findes i dopaminerge og GABAerge neuroner i striatum og ventrale tegmentalområde, en region af hjernen impliceret i belønning pathway [13], [23]. Personer, der huser den variant af CHRNA5 (hvilket nedsætter cholinerg receptoraktivitet) kan have en øget risiko for nikotinafhængighed som højere niveauer af nikotin er nødvendige for at opnå en lignende aktivering af den dopaminerge vej [13]. Når udsat for rygning, heterozygote og sjældne homozygoter af rs16969968 har henholdsvis en 1,3 gange og næsten 2 gange øget risiko for at udvikle nikotinafhængighed [24]. Uafhængige observationer bekræftede associeringen af ​​SNP’er i denne region med risiko for tobak relaterede neoplasmer såsom lunge, blære og øvre aeordigestive tract cancere (UADT) [3] – [9], [25] – [27]. Til støtte for disse fund andre undersøgelser har vist, at denne locus er impliceret i risikoen for kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL) og perifer arteriel sygdom, som begge er blevet forbundet med rygning [5], [28]. Tilsammen disse observationer rejser spørgsmålet om, hvorvidt 15q25.1 regionen er forbundet med en direkte effekt på rygning relaterede sygdomme eller kan de udelukkende forklares ved en genetisk indflydelse på rygning afhængighed. Yderligere undersøgelser på forskellige populationer støttet foreningen af ​​15q25.1 locus med lungekræft hos ikke rygere, der godtgør en direkte rolle i denne locus i sygdom udvikling [3], [6]. Til støtte for dette, er det blevet påvist, at pulmonale neuroendokrine celler, alveolære epitelceller, pulmonale neuroendokrine celler og lungekræft-cellelinjer, udtrykker nikotin receptorer, der binder stoffer af karcinogenicitet, der omfatter

N

‘-nitrosonornicotine og nitrosaminer. kræftfremkaldende stoffer kan således fremme neoplastisk transformation ved at stimulere tumorvækst og angiogenese [29], [30]. Desuden er resultaterne af en nyligt gennemført undersøgelse af CHRNA5 aktivitet graduering i bronkierne celler og i lungekræft-cellelinjer foreslog en potentiel påvirkning af CHRNA5 på celleadhæsion samt celle motilitet og regulering af P63, et homologt protein til tumorsuppressor p53 [31]. Studier i store bestande af blandet etnicitet viste, at dette locus er impliceret i alle histopatologiske undertyper af lungekræft, i den aktuelle undersøgelse, vi gentaget også denne forening i den polske befolkning, selv om vores analyse af risikofaktorer alleler blandt adenocarcinom subtype sager viste kun en svag tendens til en forening (tabel S1) [3] – [9]. Vi var i stand til at vise nogen sammenhæng mellem SNPs i 15q25 regionen og rygning status blandt kontroller, mens andre større undersøgelser analyserer kun nikotinafhængighed og vedrørende forskellige foranstaltninger af rygning eksponering, klart bevist denne forening [10] – [13]. Vores resultater var baseret på et mindre antal aldrig ryge lungekræftpatienter og vi manglede derfor nogen magt til at opdage denne forening. Vores resultater var ikke desto mindre efter aftale med en stor replikering undersøgelse foretaget i Den Internationale lungekræft Consortium hjælp 11 645 lungekræft case patienter og 14 954 kontrolpersoner, hvor ingen sammenslutning af rs16969968, rs8034191 med lungekræft blandt aldrig rygere blev observeret [9 ]. Tilføjelse til dette, en nyligt offentliggjort metaanalyse af 5 tidligere studier på aldrig at ryge lungekræftpatienter fundet nogen sammenhæng mellem 15q25 og lungekræft risiko [32]. Dette sætter spørgsmålstegn ved pleiotropiske begrebet 15q25 regionen og foreslår en mere indirekte effekt på risiko lungekræft.

Foreningen for blærekræft med 15q25 locus blev demonstreret i en case-kontrol undersøgelse af patienter fra Los Angeles County, USA og Shanghai, Kina. I denne undersøgelse rs8034191 var forbundet med 1,26 gange øget risiko for blærekræft blandt ikke-spansktalende hvide, selvom forfatterne ikke kunne replikere forening i den kinesiske befolkning, fordi den sjældne allel frekvens var for lavt [25]. I modsætning hertil vores data og at der fra en undersøgelse af 790 stadigt ryge blære og nyre kræfttilfælde af kaukasisk oprindelse angives ingen sammenhæng mellem blærekræft og 15q25 regionen [33].

region på kromosom 5p15.33 indeholder to gener,

CLPTM1L

– læbe-ganespalte transmembrane en lignende gen og

TERT

– menneskelig telomerase revers transkriptase-gen. TERT enzym er en proteinkomponent i telomerase, et ribonucleoprotein-polymerase, som regenererer telomer slutter ved tilsætning af nukleotid gentagelsessekvenser. RNA-komponenten af ​​telomerase tjener som en template for telomer repeat. Telomerase spiller en afgørende rolle i at sikre kromosom stabilitet og forhindre normale celler bliver ondartede. Den kodende region af TERT er stærkt konserveret mellem arter [34]. Mutationer i den kodende sekvens for dette gen er sjældne og er blevet forbundet med dyskeratosis congenita, idiopatisk lungefibrose og en øget risiko for visse kræftformer [35], [36].

andet gen i 5p15.33 er

CLPTM1L

, der er impliceret i modtageligheden for ganespalte. Dette gen udtrykkes i forskellige væv, herunder lungevæv og overudtrykt i cisplatin-resistente æggestokkene cancercellelinjer, hvor dens rolle i induktionen af ​​apoptose i cisplatin-sensitive celler er blevet påvist [37]. Nogle forfattere foreslår, at på grundlag af disse observationer

CLPTM1L

kunne være forbundet med apoptose induktion i lungeceller efter udsættelse for genotoksiske stoffer såsom tobak kræftfremkaldende [16].

I denne undersøgelse har vi undersøgte to SNP’er (rs2736100, rs2736098), som er beliggende i regionen tERT og i regionen CLPTM1L (rs402710). I øjeblikket er der ingen tegn på, at nogen af ​​disse SNPs har en funktionel rolle eller er en sygdom forårsagende allel. Regionen 5p15.33 klart er blevet associeret med lungecancer [15] – [19]. I denne undersøgelse gentages vi sammenslutningen af ​​rs402710 med risiko for lungekræft i den polske befolkning, men var ude af stand til at vise en sammenslutning af to andre SNPs, hvoraf den ene (rs2736100) blev foreslået at være en uafhængig risikofaktor for lungekræft [16] . Lagdeling af vores data efter histopatologisk subtype afslørede, at den stærkeste association blev observeret blandt pladecellecarcinom patienter og en svagere association for adenocarcinom subtype, som er i modsætning til resultater opnået fra en GWAS, hvor der blev observeret den omvendte forhold [17], [ ,,,0],18]. Den 5p15.33 region var forbundet med blærekræft i en undersøgelse foretaget af deCODE Genetics om en europæisk befolkning, der består af 4.147 kræfttilfælde fra 10 lande eller regioner [38]. I dette store studie rs401681 og rs2736098 blev forbundet med en øget risiko for blærekræft (OR = 1,12, 1,16, p = 5,7 × 10

-5, 1,3 × 10

-4, 5,7 × 10

– 5, henholdsvis). En undersøgelse foretaget på ikke-spansktalende hvide fra Los Angeles amt, USA og en kinesisk befolkning viste en statistisk signifikant sammenhæng for blærekræft med rs2736100 i begge etniske grupper [25]. I vores datasæt kunne vi ikke vise sammenslutning af de tre SNPs i 5p15.33 region, sandsynligvis på grund af befolkningens forskelle, som også blev set i den undersøgelse, som deCODE Genetics, hvor rs2736098 forening når stratificeret efter land eller region, nåede ap value≤0.05 i kun fire af de medvirkende lande og regioner [38].

en retrospektiv magt analyse udført i vores undersøgelse foreslået, at en af ​​de mulige årsager kunne vi ikke replikeres resultaterne tidligere er rapporteret for blære og larynxcancer grupper kan skyldes den lille stikprøve af disse grupper i vores undersøgelse. Dette problem kunne løses ved at øge sagen til at styre forholdet 1:01 til 01:03. I denne undersøgelse var vi ude af stand til at matche sager og kontroller med højere nøgletal grundet ikke at kunne rekruttere flere kontroller, der klæber til vores matchende kriterier.

Sammenfattende denne undersøgelse har yderligere bekræftet den GWAS finde, at regionerne 15q25 0,1 og 5p15.33 bidrager til risikoen lungekræft, men undlod at vise en sammenslutning af disse loci med blære og larynxcancer i den polske befolkning.

Materialer og metoder

Mellem årene 2000 og 2007 i alt 1742 konsekutivt indsamlede kræftpatienter fra kliniske hospitaler i Szczecin, blev Polen indgår i denne undersøgelse. Undersøgelsen omfattede 874 tilfælde af lungekræft, 450 patienter diagnosticeret med blærekræft og 418 larynx kræftpatienter. Alle sager blev histologisk eller cytologisk bekræftet. Patienterne blev inviteret til at deltage i denne undersøgelse, da de deltog i en ambulant onkologi klinik i deres respektive regionale hospitaler eller Den Internationale Arvelig Cancer Center (IHCC) i Szczecin. Patientens deltagelse oversteg 80%. Data om rygning status var tilgængelig fra 91% af alle kræftpatienter, indsamlet i forbindelse med registreringen. For de patienter, hvor rygning status ikke blev indsamlet på tidspunktet for registrering det blev erhvervet enten ved opfølgende besøg eller ved personlig kommunikation (telefon, brev). Rygning status blev kategoriseret i to kategorier:. Aldrig og nogensinde rygere

kontrol befolkning bestod af 1061 raske voksne patienter, som havde besøgt deres praktiserende læger placeret i byen Szczecin eller omkringliggende amter. Satserne deltagelse for kontrol befolkning oversteg 71%. Cases og kontroller blev derefter tilfældigt modsvares af fødselsår (+/- 3 år) og køn, hvilket resulterer i 874, 450, 418 par med lunge-, blære- og larynx kræfttilfælde hhv. Data om rygning status var tilgængelig fra 83% af alle kontroller. Kendetegnene for sager og kontrolgrupper er vist i tabel 3.

Undersøgelsen blev godkendt af Etisk Komité pommerske Medical University of Szczecin. Alle personer, der indgår i denne undersøgelse kun blev indskrevet, efter at give skriftligt informeret samtykke til at deltage.

DNA til analyse blev ekstraheret fra perifere blod-lymfocytter af personer, der bruger den ikke-enzymatisk, hurtig saltning-out metode uden modifikation som beskrevet tidligere [39]. Den genotype-analyse af 14 SNP blev udført ved hjælp af 5’exonuclease assay (TaqMan, Applied Biosystems, Foster City, CA, U.S.A) ved Det Internationale Agentur for Kræftforskning. DNA-prøver fra kræft og kontrollere situationer blev tilfældigt tildelt assay numre under genotype processen for at undgå enhver genotype skævhed; laboratoriepersonale blev blindet for case /kontrol status. 7% af det samlede antal patienter i denne undersøgelse (afledt af begge tilfælde og kontroller) blev udvalgt tilfældigt til at være re-genotype for hver SNP at kontrollere for reproducerbarheden af ​​genotype analyser. Intern to eksemplarer konkordans var 99,9% og genotype succesrate var 91%. Ud af 14 analyserede SNPs, de genotype fordelinger af 13 SNPs ikke afvige fra Hardy-Weinberg ligevægt (HWE) i en hvilken som helst gruppe af matchede kontroller. En SNP (rs17374971), der havde væsentlig afvigelse fra HWE blev udelukket fra yderligere analyse i alle grupper. Hver af SNPs blev analyseret enkeltvis pr allel (under log-additive model) og pr genotype ved at beregne odds ratio (OR), 95% konfidensinterval (95% CI), p-værdier ved hjælp af en logistisk regressionsmodel. ELLER justering blev udført ved at indarbejde rygning status som en ekstra parameter i logistisk regressionsmodel. Patienter med manglende data om rygning status blev udelukket fra beregningen af ​​en justeret OR. Alleler for alle SNPs blev tildelt i henhold til enkelt-nukleotid polymorfisme database (dbSNP, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP) [40]. Alle beregninger blev udført ved anvendelse af større allel af hver SNP som reference (tabel 1). Bonferroni korrektion blev brugt til at justere for flere test, således at alle resultater, der er opnået en p value≤0,0038 blev betragtet som signifikante. LD (D ‘og r

2) blev beregnet ved anvendelse haploview [41]. En retrospektiv magt analyse blev udført ved hjælp af Strøm af Genetic Association Version 2.0 software med alfa niveau sat til 0,05 og 0,0038 under co-dominerende model med to frihedsgrader [42].

Støtte oplysninger

tabel S1 . Salg Risk skøn pr allel ved histopatologi for rs16969968, rs803419 og rs402710 i lungekræft gruppe

doi:. 10,1371 /journal.pone.0025057.s001

(XLS)

tabel S2. Salg Risk skøn pr allel for 13 SNPs i lunge, blære og larynxcancer gruppe

Doi:. 10,1371 /journal.pone.0025057.s002

(XLS)

tabel S3. Salg Risk skøn pr genotype for 13 SNPs i lunge, blære og larynxcancer gruppe

doi:. 10,1371 /journal.pone.0025057.s003

(XLS)