PLoS ONE: Samspillet mellem GSTP1 Val allel og H. pylori infektion, rygning og alkoholforbrug og risikoen for mavekræft blandt de kinesiske Population

Abstrakt

Glutathion S-transferase P1 (GSTP1) er en kritisk enzym i fase II afgiftning pathway. En af de fælles funktionelle polymorfismer af

GSTP1

er A → G ved nucleotid 313, hvilket resulterer i en aminosyresubstitution (Ile105Val) mod substratet bindingssted og reduceret katalytisk aktivitet. Vi evaluerede samspillet mellem

GSTP1

Val allel og

Helicobacter pylori

infektion, rygning og alkoholforbrug, hvilket øger risikoen for mavekræft blandt den kinesiske befolkning. Oplysninger om potentielle gastrisk kræft risikofaktorer og blodprøver blev indsamlet fra 618 hændelse gastrisk kræfttilfælde og 1.830 ikke-kræft kontroller mellem marts 2002, og december 2011 i Liaoning-provinsen, Kina.

GSTP1

Ile105Val blev genotypebestemt ved matrix-assisteret laser desorption /ionisering time-of-flight massespektrometri og polymerasekædereaktion-restriktionsfragmentlængde-polymorfisme. Serum niveauer af anti-

H. pylori

IgG blev målt ved ELISA. Odds ratio (OR) og 95% konfidensinterval (CI) blev beregnet ved hjælp af multivariat logistisk regression, justeret med køn og alder. Risikoen for mavekræft var signifikant forhøjet hos patienter med

GSTP1

Val /Val genotype (justeret OR = 3,324; 95% CI = 1,790-6,172). En forhøjet risiko for mavekræft blev observeret hos patienter med

H. pylori

infektion, rygning eller alkoholforbrug, og sammen med den

GSTP1

Ile /Val + Val /Val genotype (OR = 3,696; 95% CI = 2,475-5,521, OR = 1,638; 95% CI = 1,044-2,571, OR = 1,641; 95% CI = 0,983-2,739 henholdsvis) (

s

0,05).

GSTP1

Val allel viser en interaktion med rygning, alkoholforbrug, og især

H. pylori

infektion til forøgelse af risikoen for mavecancer. Disse resultater kunne påvise nye patofysiologiske veje for udvikling af mavekræft

Henvisning:. Zhang Y, Sun L-P, Xing C-Z, Xu Q, han C-Y, Li P, et al. (2012) Samspil mellem

GSTP1

Val-allel og

H. pylori

Infektion, rygning og alkoholforbrug og risikoen for mavekræft blandt den kinesiske befolkning. PLoS ONE 7 (10): e47178. doi: 10,1371 /journal.pone.0047178

Redaktør: Xin-Yuan Guan, The University of Hong Kong, Kina

Modtaget: 26 juli, 2012; Accepteret: 10. september 2012; Udgivet: 15 oktober, 2012 |

Copyright: © Zhang 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:. Denne undersøgelse blev støttet af tilskud fra National Basic Research Program Kina (973 Program) (nr. 2010CB529304), Stiftelsen for den Key Laboratory i Liaoning-provinsen (nr. LS2010167) og Institut for Videnskabelige Fund af Liaoning Provincial Education Department Research (nr. L2010641). De finansieringskilder havde ingen rolle i undersøgelsen 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

mavekræft er en af ​​de hyppigst forekommende kræftformer globalt. I alt 989,600 nye tilfælde og 738.000 dødsfald skønnes at have fundet sted i 2008, tegner sig for 8% af det samlede antal kræfttilfælde og 10% af kræftrelaterede dødsfald [1]. Den geografiske fordeling af mavekræft udviser bred international variation og 70% af nye tilfælde og dødsfald sker i udviklingslande. Undersøgelser af patogenesen af ​​mavekræft har medført stigende beviser på, at samspillet mellem forskellige nedarvede kræft modtagelighed gener kan påvirke en persons risiko for at udvikle mavekræft [2]. Disse gener er også kendt som risiko-modifier gener, især dem, hvis allel polymorfier er ansvarlige for nedsat stofskifte miljømæssige kræftfremkaldende stoffer og /eller reparation af oxidativ stress-induceret DNA-skader.

Siden den første beskrivelse af Krontiris i 1985, at polymorfier i

RAS

gen kan anvendes til at vurdere risikoen for onkogenese [3], har flere undersøgelser er begyndt at vise associationer mellem polymorfier og mavekræft modtagelighed, herunder onkogener [4], antionkogener [ ,,,0],5], [6] og immunomodifier gener [7], [8]. Det er også blevet foreslået, at genetisk modtagelighed gener, især gener for metaboliske enzymer, kan give en risiko for udvikling af gastrisk cancer [9] – [11]. Glutathion S-transferaser (GST

S) består af en superfamilie af dimere fase II metaboliske enzymer [12]. Adskillige polymorfismer i GST-gener resulterer i reduceret eller ingen aktivitet af enzymerne. Konkret

GSTM1

GSTT1

gener polymorfisk slettet [13], [14]. Polymorfien

GSTP1

, c.313A G bestemmer aminosyresubstitutionen Ile (105) Val, hvilket resulterer i reduceret aktivitet af Val-holdige enzym [15], [16]. De polymorfier i

GSTM1

GSTT1

er blevet undersøgt i kræft i lang tid; dog først for nylig har nogle undersøgelser undersøgt sammenhængen mellem forskellige kræftformer med

GSTP1

varianter. Nogle undersøgelser har observeret en anden relation mellem

GSTP1

polymorfi og en øget risiko for oral [17], bryst [15], [18], kolorektal [19], prostata [20] og lunge [21] [22], cancere. Med hensyn til gastrisk kræft, kun få undersøgelser blev udført for at undersøge dens forening med

GSTP1

varianter [23].

Det er blevet mere og mere accepteret, at ætiologien af ​​mest almindelige tumorer involverer ikke kun genetiske og miljømæssige årsager, men også interaktioner mellem de to. Konstateringen af, at styrken af ​​sammenhængen mellem livsstil og kræft forekomst påvirkes af genotyper (gen-miljø interaktion) har åbnet døren for genotype ansøgninger om forebyggelse tumor.

I dette tilfælde-kontrol molekylære epidemiologisk undersøgelse i en kinesisk befolkning vi afgøres, om dette

GSTP1

polymorfi påvirket modtagelighed for mavekræft, samt samspillet mellem polymorfi og miljømæssige faktorer (

Helicobacter pylori

infektion, rygning og alkohol forbrug) er involveret i gastrisk carcinogenese.

Materialer og metoder

undersøgelse Befolkning

i alt 2.448 patienter med forskellige mavesygdomme blev indrulleret i denne undersøgelse, herunder gastrisk cancer (n = 618), atrofisk gastritis (n = 683), og overfladisk gastritis som en kontrol (n = 1.147). Alle patienter blev konsekutivt rekrutteret fra og med marts 2002 til december 2011 i Liaoning-provinsen, det nordøstlige Kina, og blev undersøgt om deres historie enhver sygdom. Før påbegyndelse af undersøgelsen blev godkendelse opnået fra Human Ethics Review Committee of China Medical University. Skriftligt informeret samtykke blev opnået fra deltagerne i overensstemmelse med Helsinki-deklarationen og dens senere revision.

Dataindsamling og Laboratory protokollen

Cases og kontroller blev interviewet ansigt til ansigt af uddannet interviewere hjælp det samme spørgeskema. Diagnosen af ​​gastrisk sygdom blev etableret af øvre gastrointestinale endoskopisk undersøgelse og bekræftet ved histopatologi. Histopatologiske fund blev vurderet i henhold til den visuelle analoge skala af den opdaterede Sydney System [24]. I mellemtiden blev 5 ml blod opsamlet fra hver patient til at isolere DNA og måle serum

H. pylori

IgG. Blodprøverne fik lov til at koagulere i 30-40 min ved stuetemperatur, og derefter centrifugeret ved 3000 rpm i 10 min. De blodpropper og sera blev opbevaret straks ved -20 ° C, og derefter flyttes ind i en fryser ved -70 ° C inden for 3 dage efter udtagning.

All genomisk DNA blev ekstraheret under anvendelse af standard phenol-chloroform ekstraktion procedure. I 915 tilfælde,

GSTP1

Ile105Val enkelt-nukleotid polymorfisme blev genotypebestemt ved polymerasekædereaktion-restriktionsfragmentlængde-polymorfisme ifølge Watson et al [25], med en mindre ændring. I 1.595 tilfælde,

GSTP1

blev genotypebestemt ved anvendelse af en matrix-assisteret laser desorption /ionisering time-of-flight (MALDI-TOF) massespektrometri platform (Sequenom, San Diego, CA, USA), ifølge producentens instruktioner. Dobbelte prøver (62 tilfælde, 2,5% af det samlede beløb) blev inkluderet for evalueringen af ​​genotypebestemmelse kvalitet og konkordansen sats var 100%. Genotypebestemmelse blev positivt resultat blandt 2.448 sager. Ingen afvigelse fra Hardy-Weinbery ligevægt blev observeret (

s

= 0,946, χ

2 = 0,005 i kontrolgruppen). Endelig var der 550 gastric kræfttilfælde og 550 overfladiske gastritis kontroller og 683 atrofisk gastritis tilfælde og 683 overfladiske gastritis kontroller inkluderet til analyse kontroller blev frekvens-matchet med sager efter køn og alder ± 5 år.

Serum

H. pylori

IgG antistof koncentrationer blev hver målt med ELISA (

Helicobacter pylori

IgG Kit, Biohit, Helsinki, Finland). En person blev betragtet positiv, hvis IgG titer var over 34 EIU.

Statistisk analyse

Alle statistiske analyser blev udført ved hjælp af SPSS 17.0 statistisk software (Chicago, IL, USA). Studerendes

t

-test og Pearsons χ

2 test blev brugt til at teste for forskelle mellem grupperne. Associationen mellem

GSTP1

polymorfi og risikoen for mavekræft og atrofisk gastritis blev estimeret ved odds ratio (OR) og 95% konfidensintervaller (CIS) korrigeret efter køn og alder, sammen med testen for et samspil mellem

GSTP1

polymorfi og

H. pylori

infektion.

P

≤0.05 blev betragtet som statistisk signifikant.

Resultater

Karakteristik af den undersøgte population

De hyppighedsfordeling af demografiske og andre udvalgte karakteristika for deltagerne er vist i tabel 1. Der var ingen signifikant forskel i fordelingen af ​​alder, køn, rygning status, og alkoholforbrug mellem de overfladiske gastritis kontroller og atrofisk gastritis tilfælde.

H. pylori

-positive satser for den overfladiske gastritis kontrol og atrofisk gastritis grupper, den overfladiske gastritis kontrol og mavekræft grupper var 25,8% (176 af 683)

vs

60,8% (415 af 683), og 24,4 % (134 af 550)

vs

49,3% (271 af 550), henholdsvis og en signifikant forskel blev observeret i atrofisk gastritis gruppen sammenlignet med de overfladiske gastritis kontroller samt gastrisk cancer gruppen sammenlignet med den overfladiske gastritis kontroller. Satserne rygning og alkohol forbrug var af signifikant forskellig mellem de overfladiske gastritis kontrol og gastrisk kræfttilfælde.

associering mellem

GSTP1

Genotype og risikoen for mavekræft

for at undersøge, om risikoen for mavekræft og dets forstadier betingelser var relateret til

GSTP1

genotype, vi analyserede sammenhængen mellem

GSTP1

genotype og risikoen for atrofisk gastritis og mavekræft. Sammenlignet med patienter med Ile /Ile genotype, dem med Ile /Val eller Val /Val genotype ikke huser en betydeligt højere risiko for atrofisk gastritis. Men i gastrisk cancer gruppe, ved hjælp af Ile /Ile genotype som reference (OR = 1,00), OR for Val /Val genotypen var 3,324 (95% CI = 1,790-6,172), som viste en statistisk signifikant stigning i gastrisk kræft risiko forbundet med Val /Val genotypen (tabel 2).

Stratificeret Analyse

Vi yderligere vurderet associering mellem de genotyper af

GSTP1

og risikoen for mavekræft og dets forstadier betingelser ved undergrupper af alder, køn,

H. pylori

infektion, rygning status, og alkoholforbrug. Ingen signifikante forskelle blev fundet i atrofisk gastritis gruppen, undtagen i undergruppen alderen 60 år (tabel 3). Generelt en øget atrofisk gastritis risiko forbundet med Ile /Val genotyper var mere tydelig i undergrupper alderen 60 år (korrigeret OR = 1,824, 95% CI = 1.185-2.809). Desuden patienter med

GSTP1

Val /Val genotyper var forbundet med risiko for mavekræft i næsten alle undergrupper undtagen ikke-ryger eller ikke-alkohol forbrug undergrupper (justeret OR og 95% CI, se tabel 3).

Karakteristik af patienter med /uden

H. pylori

Infektion, rygning og alkohol forbrug i forhold til

GSTP1

Polymorphisms

En variant af

GSTP1

har en lavere effektivitet for de fleste af de miljømæssige kræftfremkaldende stoffer (f.eks

H pylori

infektion, rygning og alkohol forbrug), der kan forårsage nogle enkeltes modtagelighed for mavekræft og dens forstadier betingelser [26] -. [28]. Derfor vi kiggede for samspil mellem

GSTP1

genotype og

H. pylori

IgG, rygning eller alkoholindtagelse i gastrisk kræft og dens forstadier betingelser. Brug Ile /Ile genotype og

H. pylori

IgG (-) som reference, OR for (Ile /Val + Val /Val) genotype og

H. pylori

IgG (+) var 4,308 (95% CI = 3,062-6,061) i atrofisk gastritis undergrupper, og OR for (Ile /Val + Val /Val) genotype og

H. pylori

IgG (+) var 3,696 (95% CI = 2,475-5,521) i mavekræft undergrupper. Brug Ile /Ile genotype og ikke-ryger som en reference, OR for (Ile /Val + Val /Val) genotype og rygning var 0,782 (95% CI = 0,538-1,136) i atrofisk gastritis undergrupper, og OR for (Ile /Val + Val /Val) genotype og rygning var 1,638 (95% CI = 1,044-2,571) i mavekræft undergrupper. Brug Ile /Ile genotype og forbrug ikke-alkohol som en reference, OR for (Ile /Val + Val /Val) genotype og alkoholforbrug var 0,862 (95% CI = 0,565-1,313) i atrofisk gastritis undergrupper, og OR for (Ile /Val + Val /Val) genotype og alkoholforbrug var 1,641 (95% CI = 0,983-2,739) i mavekræft undergrupper. Sammenslutningen af ​​

GSTP1

Val /Val genotype med

H. pylori

IgG (+), rygning, eller indtagelse af alkohol i væsentlig grad kan øge atrofisk gastritis og gastrisk kræft risiko (tabel 4 og 5).

Diskussion

Over de sidste 20 år, der er blevet mærket fremskridt i vores forståelse af den rolle, genetiske og miljømæssige faktorer i ætiologien af ​​gastrisk cancer. GST’er er multifunktionelle og multigenfamilier produkter. De er alsidige enzymer og deltage i nukleofilt angreb af svovlatomet af glutathion på elektrofile centre af forskellige endogene og miljøfremmede stoffer. Af de store klasser af GST’er, GSTP1 har betydning i diagnosticering af cancer, fordi det udtrykkes rigeligt i tumorceller [29] – [31]. Det er et enkelt genprodukt, der kodes af syv exoner. Nogle undersøgelser har observeret, at en relation mellem

GSTP1

polymorfi og GSTP1 er involveret i nogle cellulære funktioner. Den bedst karakteriserede af disse er dens rolle som et fase II-enzym, hvori den katalyserer S-konjugering af glutathion (GSH) med en lang række elektrofile forbindelser, herunder mange mutagener, carcinogener, anticancermidler, og deres metabolitter. Polymorfier af

GSTP1

er blevet rapporteret, isoleucin (Ile) 105 valin (Val) i exon 5 og alanin (Ala) 114 valin (Val) i exon 6 [32]. Aktiviteten af ​​dette enzym påvirkes af substitution i position 105, som er beliggende i den hydrofobe substrat bindingssted, og dette har betydelig påvirker afhængigt af typen af ​​kemisk reaktion. Det er blevet foreslået, at sammenlignet med

GSTP1

Ile 105,

GSTP1

Val 105 har en højere katalytisk effektivitet med hensyn til metabolismen af ​​kræftfremkaldende aromatiske epoxider [33], [34].

i den foreliggende case-kontrol undersøgelse, vi rapporterede, at polymorfi af

GSTP1

var signifikant associeret med en øget risiko for mavekræft i den kinesiske befolkning. På nuværende tidspunkt er der kun få rapporter om sammenhængen mellem polymorfier af

GSTP1

og risikoen for mavekræft. Forskere i USA [35] har rapporteret, at

GSTP1

genotype syntes ikke at være forbundet med risiko for mavekræft og kronisk gastritis i en høj-risiko kinesiske befolkning. De påviste af Katoh et al [36] resultater tyder frekvensen af ​​

GSTP1

allel Val er stigende i mavekræft i den japanske befolkning, men dette er endnu ikke opnået statistisk signifikans. Vi fandt, at der var en signifikant forskel i

GSTP1

polymorfe typer mellem mavens kræfttilfælde og overfladiske gastritis kontrol. Hyppigheden af ​​

GSTP1

Val /Val genotyper var signifikant højere i gastrisk cancer gruppen sammenlignet med Ile /Ile eller Ile /Val genotyper. Analysen viste en statistisk signifikant 3,324 gange stigning i gastrisk cancer risiko forbundet med

GSTP1

allel Val. Dette tyder på, at enkeltpersoner fra Northern Kina med

GSTP1

allel Val har en øget risiko for mavecancer, men ikke atrofisk gastritis (en af ​​de præcancertilstande). Men det er værd at nævne, at i undergrupper alderen 60 år, en øget atrofisk gastritis risiko forbundet med Ile /Val genotyper var mere tydelig. Disse resultater viste, at

GSTP1

Ile /Val polymorfi kan påvirke den fase af gastrisk carcinogenese, omfanget af atrofisk gastritis som en præcancer læsion.

Sammenlignet med andre undersøgelser, fandt vi, at allelen val frekvenser af

GSTP1

(21,1%) var signifikant forskellige fra dem i de vestlige mennesker, såsom de europæiske amerikanere (33%) og afrikansk-amerikanere (42%) [25], [37]. Dette antyder muligheden for

GSTP1

-genotype-associeret etniske forskelle. Det faktum, at der i vores undersøgelse, genotypefrekvenser i befolkningen monteret Hardy-Weinberg loven støtter yderligere dette synspunkt. Mekanismen af ​​sammenhængen mellem

GSTP1

genpolymorfisme og mavekræft var ikke klart i vores undersøgelse. Det kan dog formodes, at GSTP1 er en stor GST-isoform udtrykt i human gastrointestinal epitel, som kan eliminere DNA oxidative produkter af thymidin eller uracil propenal. Efter induktion af cytokrom P450, kan nogle tumor-relaterede kræftfremkaldende stoffer, såsom benzo [a] pyren diol epoxid og acrolein, også elimineres ved

GSTP1

. Den Ile → Val substitution kan være forbundet med en højere grad af DNA-addukter, hvilket øger modtageligheden for mavekræft induktion.

Desuden stratificerede analyser viste, at undergrupper af rygning eller alkoholforbrug var mere tilbøjelige til at have været diagnosticeret med gastrisk cancer. Vores analyse understøtter at der er en forhøjet risiko for mavekræft blandt personer med

H. pylori

infektion, rygning eller alkoholforbrug, og

GSTP1

Val /Val genotype.

H. pylori

er blevet tildelt som en classs jeg kræftfremkaldende stof af WHO, og fungerer som indledende agent [38]. Serologisk

H. pylori

IgG test var en nyttig noninvasiv strategi til undersøgelse for

H. pylori

. Det var særligt nyttige i områder, hvor forekomsten af ​​

H. pylori

var høj. Vi undersøgte samspillet mellem

GSTP1

genotype og

H. pylori

infektion i gastrisk cancer og dens præcancertilstande. Sammenslutningen af ​​

GSTP1

Val /Val genotype med

H. pylori

infektion signifikant øget gastrisk cancer og atrofisk gastritis risiko. Denne vigtige fund tyder på, at

GSTP1

gentype- og

H. pylori

IgG seropositivitet kan anvendes til at identificere individer med høj risiko for mavekræft og dens præcancertilstande. Virkningsmekanismen kan være, at

H. pylori

infektion resulterer i gastrisk kræft og dens forstadier betingelser afhænger af genetiske polymorfier påvirker virulens af organismen.

GSTP1

Ile /Ile har en højere katalytisk effektivitet end

GSTP1

Ile /Val eller Val /Val for de fleste miljømæssige kræftfremkaldende stoffer, herunder cytokiner produceret af

H. pylori

infektion. Disse cytokiner, der ikke kunne afgiftet ved GSTP1 kunne direkte inducere gastrisk mucosal beskadigelse og i sidste ende føre til udvikling af atrofisk gastritis og endog mavekræft. De nøjagtige molekylærbiologiske mekanismer brug for yderligere udforskning.

Tobaksrygning og alkoholforbrug er de vigtigste kendte ætiologiske faktorer for nogle kræftformer. I denne undersøgelse observerede vi, at højere forhold mellem mennesker i mavekræft gruppen havde indtaget tobak og alkohol (57,1% og 42,2%, henholdsvis), sammenlignet med kontrollerne (44,5% og 29,6%, henholdsvis) (tabel 1). Dette fund viste, at alkohol og tobaksforbrug er stærkt forbundet med øget risiko for mavekræft. Langsigtet tobaksrygning og alkoholforbrug har vist sig at bidrage til carcinogenese [39]. tobaksforbrug kan øge nukleare hypoxi-inducerbare faktor (HIF) -1a udtryk, og alkohol kan øge protein niveauer af c-fos og c-jun proto-onkogener [40], [41]. Sammenslutningen af ​​

GSTP1

Val /Val genotype med rygning eller indtagelse af alkohol kan øge atrofisk gastritis og gastrisk kræft risiko. Dette fænomen kan skyldes ændringer i katalytisk effektivitet mellem tobak og alkohol bestanddele og det polymorfe

GSTP1

gen. Disse resultater giver en mulig molekylær forklaring på den synergiske virkninger af rygning og alkoholforbrug på gastrisk udvikling af kræft. Dog skal oplysninger om den mekanisme, verificeres af andre veldesignede eksperimenter.

Som konklusion, vores resultater tyder på, at polymorfi af

GSTP1

kan bidrage til mavekræft modtagelighed i den kinesiske befolkning. Desuden den kombinerede effekt af

GSTP1

Val allel med miljømæssige kræftfremkaldende stoffer (

H. Pylori

infektion, rygning, og alkoholforbrug) øger risikoen for gastrisk udvikling kræft.