Abstrakt
Mål
Selvom type 2-diabetes mellitus er en kendt risikofaktor for kræft i bugspytkirtlen , eksistensen af fælles genetisk modtagelighed er stort set ukendt. Vi evaluerede, om der er rapporteret genetisk risiko varianter af enten sygdom fundet af genom-dækkende associationsstudier gensidigt tillægger modtagelighed.
Metoder
Data, der er genereret i tidligere genom-dækkende forening undersøgelser (GENEVE type 2 Diabetes, PanScan) blev opnået gennem National Institutes of Health database af genotyper og fænotyper (dbGaP). Brug af panscan datasæt, vi testet for association af 38 varianter inden 37 genomiske regioner, der vides at være modtagelighedsfaktorer for type 2-diabetes. Vi også undersøgt, om type 2-diabetes varianter prædisponere til kræft i bugspytkirtlen risiko stratificeret ved diabetes status. Tilsvarende undersøgte vi sammenslutning af fjorten bugspytkirtelkræft modtagelighed varianter inden for otte genomiske regioner i Genève Type 2 Diabetes datasæt.
Resultater
Fire plausible sammenslutninger af diabetes varianter og kræft i bugspytkirtlen risiko blev påvist ved en signifikans grænse på p = 0,05, og en bugspytkirtelkræft modtagelighed variant var forbundet med diabetes risiko på tærsklen til p = 0,05, men ingen forblev signifikant efter korrektion for multiple sammenligninger.
Konklusion
i øjeblikket identificerede GWAS modtagelighed varianter er usandsynligt, at forklare de potentielle delte genetiske ætiologi mellem type 2-diabetes og kræft i bugspytkirtlen
Henvisning:. Wu L, Rabe KG, Petersen GM (2015) har varianter associeret med modtagelighed for kræft i bugspytkirtlen og type 2 Diabetes I hinanden Affect Risk? PLoS ONE 10 (2): e0117230. doi: 10,1371 /journal.pone.0117230
Academic Redaktør: Xifeng Wu, MD Anderson Cancer Center, UNITED STATES
Modtaget: August 12, 2014 Accepteret: November 3, 2014; Publiceret: 6 feb 2015
Copyright: © 2015 Wu 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: Data er tilgængelige fra DbGaP portalen og kan tilgås med tiltrædelsen:. phs000091.v2.p1
Finansiering: Dette arbejde blev støttet af National Cancer Institute (P50CA102701) [www.cancer.gov/] til GMP, National Cancer Institute (R01CA97075) [www.cancer.gov/] til GMP, og National center for Fremme Translationelle Sciences (TL1TR000137) [www.ncats.nih.gov/] til LW. 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
Det har længe været anerkendt, at type 2-diabetes mellitus (T2DM) er en risikofaktor for udvikling af kræft i bugspytkirtlen (PAC). En meta-analyse af 17 case-kontrol og 19 kohorte eller indlejrede undersøgelser case-kontrol konstateret, at den kombinerede odds ratio (OR) var 1,82 for PaC risiko blandt diabetikere i forhold til ikke-diabetiske individer [1]. En anden meta-analyse støttede en konklusion, at langvarig diabetes på mindst 5 års varighed har en RR på 2,0 (95% CI, 1,2-3,2) for udvikling af AKP [2]. For nylig viste en undersøgelse analyserer 15 case-kontrol studier fra kræft i bugspytkirtlen Case-Control Consortium (PanC4) fandt, at OR for en diagnose af diabetes to eller flere år, før diagnosen PAC (mangeårig diabetes) er 1,90 (95% CI: 1,72-2,09), og en sådan sammenslutning selv fortsætter i 20 år eller mere efter diabetes blev diagnosticeret (OR = 1,30, 95% CI 1,17-2,03) [3]. Således kan mangeårige diabetes øger risikoen for at udvikle PaC. Interessant, en populationsbaseret case-kontrol undersøgelse viste, at første grads slægtning historie T2DM er forbundet med øget risiko af AKP (OR 1,95, 95% CI 1,23-3,09) [4]. Enhver underliggende link for at forklare disse observationer er ukendt. I betragtning af de bemærkninger vedrørende familiens historie, en potentiel forklaring er, at der er en fælles genetisk ætiologi for risiko for både T2DM og PaC. Med den betydelige forskningsinvesteringer i genetisk analyse af begge sygdomme, især i genom-dækkende forening undersøgelser (GWAS), er det nu muligt at teste, om de indberettede genetiske modtagelighed varianter kan være gensidigt forbundet med risiko for at udvikle enten tilstand.
GWAS er et design, der har til formål at agnostically identificere genetisk modtagelighed for komplekse sygdomme [5]. Denne undersøgelse design er blevet grundigt ansat i T2DM og PAC og mange genetiske modtagelighed varianter er blevet identificeret [6,7]. For eksempel, Genève gener og miljø Initiativer i type 2 diabetes undersøgelse, som omfatter Nurses ‘Health Study (NHS) og Health Professionals Follow-up Study (HPFS) delmængder, bidrog til at forstå genetiske disposition til T2DM [8]. Panscan undersøgelser, bestående af PanScan 1, PanScan 2, og PanScan 3, har rapporteret otte modtagelighed loci for PaC [9,10,11].
Vi hypotese, at modtagelighed varianter identificeret selvom disse offentliggjorte GWAS bidrage til en delt ætiologi. En undersøgelse undersøger sammenhængen mellem T2DM modtagelighed varianter og PaC risiko ved brug af PanScan 1 datasæt rapporterede tre varianter, der var forbundet med PaC risiko [12]. Men denne undersøgelse ikke validere deres resultater ved hjælp af en uafhængig datasæt. Foreninger mellem pac modtagelighed varianter og T2DM risiko blev ikke skønnet, hvilket begrænser den viden om den potentielle rolle for disse GWAS-afledte varianter i enhver delt ætiologi. Med systematisk at evaluere dette spørgsmål, vi analyserede den kombinerede PanScan 1 og 2 data til at vurdere, om T2DM modtagelighed varianter kan disponere for PaC risiko. Derudover, da omkring 15% af bugspytkirtlen kræftpatienter har en diagnose af diabetes to eller flere år, før kræften diagnose [3], var det af interesse at vurdere, om sammenhængen mellem T2DM modtagelighed varianter og PaC risiko kan differentieres ved diabetes status de undersøgte individer. Vi derfor foretaget en stratificeret analyse baseret på diabetes status (kontrasterende mangeårige diabetes og ingen historie diabetes). Vi derefter brugt Genève Type 2 Diabetes datasæt at vurdere, om de indberettede PaC modtagelighed varianter er forbundet med risiko for T2DM. Det overordnede forsøgsdesign er illustreret i fig. 1.
Tydelige sammenligninger undersøgte T2DM SNPs i panscan datasæt og undersøgt PaC SNPs i Genève T2DM datasættet.
Materialer og Metoder
Genotypedata
to offentligt tilgængelige GWAS datasæt i Genève type 2 diabetes og PanScan blev opnået gennem dbGaP [13] for at undersøge vores hypotese
panscan inkluderet genotyper genereret i to faser:. PanScan 1 og PanScan 2 (http: //www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/gap/cgi-bin/study.cgi?study_id=phs000206.v3.p2). Kort fortalt PanScan 1 bestod af 12 prospektive kohortestudier og en Mayo Clinic case-kontrol undersøgelse. Den Illumina HumanHap550v3.0 genotype platform genotype 558,542 SNPs. Genotypning i PanScan 2 augmented PanScan 1 med 8 case-kontrol undersøgelser fra PanC4. Den Illumina Human610_Quadv1_B genotype platform genotype 581,188 SNPs. Alder, køn, undersøgelse site, og race omfattede tilgængelige kovarianteffekter data. Mayo Clinic delmængde trukket fra PanScan 1 og 2 omfattede 654 tilfælde og 618 kontroller, med ekstra kovariant oplysninger:. Ryge status, første grad familiens historie af kræft, body mass index (BMI), og diabetes status [14]
Genève gener og miljø initiativer i type 2-diabetes studiet bestod af GWAS data genereret ved hjælp af NHS og HPFS kohorter. Dette datasæt (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/gap/cgi-bin/study.cgi?study_id=phs000091.v2.p1) omfattede to undergrupper: NHS (1581 tilfælde og 1810 kontroller), og HPFS (1164 T2DM tilfælde og 1338 kontroller og 68 tilfælde af usikker diabetes type). Begge studier brugte Affymetrix Affy_6.0 genotypning platform og 934,940 SNP’er blev genotype. Ledige kovariater inkluderet arvelig diabetes, højt blodtryk, højt kolesteroltal, rygning status, fysisk aktivitet, alder, BMI, alkoholindtagelse, fedtindtag foranstaltninger, magnesium indtag, korn fiber indtagelse, hæm jern indtag, glykæmisk load, og køn.
Kvalitetskontrol filtre
panscan genotypedata var tidligere blevet filtreret for opkald sats, slægtskab, kontroller, der blev sager, og sex kromosomfejl. Hvis dubletter blev genotype, er det individuelle med den højere takst anvendes. Den endelige analyse omfattede 3360 tilfælde og 3468 kontroller i de kombinerede PANSCAN data. Mayo Clinic delmængde analyse bestod af 63 tilfælde og 23 kontroller i den langvarige diabetes gruppe (en diabetes diagnose af 2 eller flere år tidligere end diagnosen kræft i bugspytkirtlen for sager, eller 2 eller flere år tidligere end datoen for tilmelding til kontroller) og 448 tilfælde og 557 kontroller uden diabetes.
Genève datasæt var blevet pre-filtreret for sex kromosomfejl, prøve identitet, og kalder sats. Vi yderligere filtreret for slægtskab af prøven og Hardy-Weinberg ligevægt (HWE) for varianter studeret i både NHS og HPFS sæt. For HPFS, vi desuden filtreret individer med usikker diabetes status. Den endelige prøve for vores analyse bestod af 1579 tilfælde og 1801 kontroller fra NHS sæt (alle kvinder), 1162 tilfælde og 1336 kontroller fra HPFS sæt (alle hanner), for i alt 2741 tilfælde og 3137 kontroller.
Genetisk Variant Selection
Otteogtredive T2DM modtagelighed SNPs [8,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25] og 14 pac modtagelighed SNPs [9, 10,11] fra offentliggjorte GWAS blev inkluderet i vores analyser. Tredive-syv af de 38 T2DM disposition varianter og fem af de 14 pac disposition varianter var blevet genotypebestemmes og var tilgængelige i panscan datasæt og GENEVA T2DM datasæt, hhv. At repræsentere varianter, der ikke blev fanget i GWAS data, vi erobrede genotypen ved at identificere SNPs i høj LD (r
2 0,5), som bestemt ved Haploview [26]. Hvis flere varianter blev identificeret for en variant af interesse ikke i GWAS blev SNP med den mindste p-værdi valgt som repræsentant for foreningen.
Statistisk analyse
Ubetinget multivariable logistisk regression antager en additiv model blev ansat i foreningen analyser. Ledige kovariater blev justeret i analyserne. For foreninger nå p = 0,05 tærskel blev en Bonferroni korrektion udført for at justere for flere sammenligninger. Specifikt for PAC datasættet analyse, en tærskel på 0,05 /37 = 0,0014 blev brugt, da alle 38 varianter fra 37 genomiske regioner blev testet; for T2DM datasættet analyse blev en tærskel på 0,05 /6 = 0,008 brugt siden 11 varianter fra 6 genomiske loci blev testet. Desuden blev en korrektion af falsk opdagelse sats (FDR) udført for at vurdere betydningen [27].
For panscan data, kovariater i modellen inkluderet alder, køn, undersøgelse site, genotypisk løb (Eigenstrat hovedkomponenter 1 og 2) og andre væsentlige hovedkomponenter. Vi yderligere foretaget en stratificeret analyse på Mayo Clinic delmængde ifølge diabetes status at undersøge, om T2DM modtagelighed varianter har en specifik virkning på enten (1) lang stående diabetiske PAC-patienter (sager, der havde langvarige diabetes 2 eller flere år før diagnosticering af kræft i bugspytkirtlen) versus mangeårige diabetiske PAC kontroller, eller (2) PAC sager og kontroller uden diabetes.
i Genève Type 2 diabetes datasæt, vi gennemførte tilsvarende justerede analyse. Kovariater i modellen inkluderet alder, hovedkomponenter (de to første komponenter blev anvendt til NHS og 20 komponenter blev anvendt til HPFS), arvelig diabetes, højt blodtryk, højt kolesteroltal, rygning status, fysisk aktivitet, BMI, alkoholindtagelse , fedtindtag foranstaltninger, magnesium indtagelse, korn fiber indtagelse, hæm jern indtag, og glykæmisk belastning. Som NHS og HPFS sæt hver indeholdt en enkelt køn, vi ikke inkluderer køn som en kovariat i analyser af separate sæt, men omfattede køn i kombineret sæt.
I alle analyser, odds ratio (OR) og 95% konfidensintervaller (CI) blev beregnet ved hjælp Plink (https://pngu.mgh.harvard.edu/purcell/plink/) [28].
Resultater
T2DM SNPs og bugspytkirtel kræftrisiko i panscan datasæt
Alle 38 T2DM modtagelighed varianter, der var blevet rapporteret i litteraturen indgik i analyserne som enten observeret i de GWAS data (n = 37) eller repræsenteret ved SNP’er i høj LD (n = 1). Resultaterne fra de kombinerede panscan datasæt er vist i tabel 1.
I de kombinerede data, fire SNPs var forbundet med PaC risiko. Disse omfattede to varianter,
FTO
rs8050136 (OR = 1,08, 95% CI 1,01-1,16, p = 0,03) og
BCL11A
rs243021 (OR = 0,90, 95% CI 0,84-0,97, p = 0,005), som bekræftede de rapporterede resultater af data PanScan 1 (samme retning og lignende virkning størrelse) [12]. De to andre varianter var nyligt identificeret som
JAZF1
rs1635852 (OR = 0,9, 95% CI 0,84-0,96, p = 0,003) og
GCK
rs4607517 (OR = 1,11, 95% CI 1,01 -1,21, p = 0,03). I PanScan 2 datasæt (data ikke vist), de tre SNP’er (rs1387153, rs243021, og rs8050136) tidligere identificeret i PanScan 1 [12] ikke kopiere.
Efter stratificering ved diabetes status i Mayo Clinic delmængde vi har registreret fem signifikante foreninger på p = 0,05 niveau. Fokus på langvarige diabetiske PAC sager og kontroller, vi identificeret
SLC30A8
rs13266634 (OR = 4,92, 95% CI 1,71 til 14,2, p = 0,003). Fokus på PAC cases og kontroller uden diabetes, identificerede vi
DGKB-TMEM195
rs2191348 (OR = 1,23, 95% CI 1,03-1,47, p = 0,02),
KCNQ1
rs231362 (OR = 1,24 , 95% CI 1,00-1,53, p = 0,046),
ADCY5
rs2877716 (OR = 1,28, 95% CI 1,05-1,58, p = 0,02) og
BCL11A
rs243021 (OR = 0,83 , 95% CI 0,69-0,99, p = 0,04) (tabel 2).
Samlet set fire foreninger i panscan sæt nåede statistisk signifikans ved en tærskel på p = 0,05. Men ingen af dem var signifikant efter korrektion for multiple sammenligninger ved hjælp af Bonferroni korrektion og FDR korrektion.
Association med type 2-diabetes
Blandt de 14 rapporterede pac modtagelighed varianter, 11 blev genotype i GENEVA diabetes GWAS (n = 5) eller var repræsenteret ved SNPs i høj LD (n = 6). Varianter
ABO
rs505922,
Pdx1
rs9581943 og
TERT
rs2736098 blev ikke fanget i disse datasæt. Kun sammenhængen mellem
LINC-Pint
rs6971499 og T2DM risiko optrådte signifikant ved p = 0,05 niveau i den kombinerede datasæt af NHS og HPFS, men det var ikke længere signifikant efter korrektion for multiple sammenligninger (tabel 3).
diskussion
Baseret på tidligere resultater, som viste en sammenhæng mellem T2DM og PAC vi hypotese en delt genetisk ætiologi. Brug offentliggjorte GWAS data, vi testede sammenhængen mellem de indberettede T2DM modtagelighed varianter og PaC risiko, samt sammenhængen mellem de indberettede pac modtagelighed varianter og T2DM risiko. Analyserne viste, at kun én PaC modtagelighed variant var forbundet med T2DM risiko på et svagt signifikansniveau; på samme måde, var der kun svage sammenhænge mellem T2DM modtagelighed varianter og PaC risiko. Disse foreninger, fundet ved et signifikansniveau tærskelværdi på p = 0,05 blev ikke signifikant efter justering for multiple sammenligninger. Vi også ikke kopiere nogen af de tre T2DM SNPs fra PanScan 1 datasæt analyse i PanScan to datasæt.
Et design styrken i vores undersøgelse er, at vi kunne udføre indledende stratificerede analyser af diabetes status PAC tilfælde og kontrol for at vurdere, om sammenhænge mellem T2DM modtagelighed varianter og PaC risiko afvige diabetes historie. Vi fandt ingen foreninger betydelig trods en potentiel forening viser en relativt stor effekt størrelse (rs13266634, OR = 4,92). Vi tilbagediskonteres den store effekt størrelse for rs13266634 fordi det var sandsynligvis på grund af de undergruppe stikprøvestørrelser af 63 tilfælde og 23 kontroller, og hyppigheden af den mindre allel (T) i kontrolgruppen var ikke kongruent med rapporter i den almindelige befolkning (0,46 vs 0,29). Prøven størrelse PAC sager og kontroller uden diabetes (448 tilfælde og 557 kontroller), var sandsynligvis underdimensioneret så godt, men vores resultater om
DGKB-TMEM195
rs2191348,
KCNQ1
rs231362,
ADCY5
rs2877716 og
BCL11A
rs243021 kan berettige yderligere vurdering fra større studier.
Vores undersøgelse har andre begrænsninger. Vi har ikke vurdere modtagelighed varianter fra kandidat gen associationsstudier. Mange biologisk plausible kandidatgener er blevet rapporteret at være associeret med T2DM og AKP i forskellige undersøgelser [29,30]. Det er imidlertid velkendt, at replikation sats for SNP’er udledt under anvendelse af kandidat-gen forening design er relativt lav [6]. Således snarere end test varianter, der ikke altid var påvist at være forbundet med risiko for sygdom, vi fokuseret på GWAS afledt modtagelighed SNPs, som konsekvent er blevet replikeret.
En mulig forklaring på disse resultater er, at varianterne vi analyserede fra GWAS undersøgelser udgør kun en beskeden genetisk modtagelighed for risiko for sygdom. Der kan stadig være genetisk loci ud over disse GWAS-afledte SNPs, som kunne spille en rolle, der linker de to sygdomme. Det er også sandsynligt, at størstedelen af den fælles ætiologi af AKP og T2DM inddrage andre faktorer uden genetisk niveau, såsom fedme, epigenetisk eller miljømæssige faktorer. Delt familie miljø potentielt kunne forklare den observerede sammenhæng mellem arvelig diabetes og kræft i bugspytkirtlen risiko. Supplerende genetiske metoder, såsom familie-baserede linkage studier eller høje throughput sekventering studier, kan tilbyde alternativer til at karakterisere de potentielle delte genetiske ætiologi af de to betingelser, og kan afsløre nye foreninger eller interaktioner.
Som konklusion, vi fundet, at GWAS-afledte modtagelighed varianter ikke forklare det potentiale delte genetiske ætiologi af AKP og T2DM. Vi rapporterer interessante foreninger, der kan berettige yderligere undersøgelse ved hjælp af uafhængige datasæt med større stikprøvestørrelser.
Tak
Vi takker Martha Matsumoto og Sarah Perkins for hjælp til PanScan forberedelse data. Forfatterne takker også investigatorer og deltagere i kræft i bugspytkirtlen Kohorte Consortium (PanScan), den kræft i bugspytkirtlen Case-Control Consortium (PanC4) undersøgelser, og Genève gener og miljø initiativer i type 2 diabetes studiet. DbGaP forudsat adgang til datasæt (dbGaP Study tiltrædelsespartnerskaber: phs000091.v2.p1).
Leave a Reply
Du skal være logget ind for at skrive en kommentar.