PLoS ONE: Sammenslutningen af ​​GWAS-Identificerede lungekræft modtagelighed Loci med Survival Længde i patienter med småcellet lungekræft, som behandles med platinbaseret Chemotherapy

Abstrakt

Genetiske varianter har vist sig at påvirke længden af ​​overlevelsen i kræftpatienter. Denne undersøgelse udforskede sammenhængen mellem lungekræft modtagelighed loci tagget af enkelt-nukleotid-polymorfier (SNP), som identificeres i genom-dækkende forbindelsesundersøgelser og længden af ​​overlevelse i småcellet lungecancer (SCLC). Atten SNPs blev genotype blandt 874 SCLC-patienter og Cox proportionel risiko regressions blev brugt til at undersøge virkningerne af genotype på overlevelse længde under en additiv model med alder, køn, rygning status og klinisk udvikling som kovariater. Vi identificerede tre loci, 20q13.2 (rs4809957G A), 22q12.2 (rs36600C T) og 5p15.33 (rs401681C T), signifikant associeret med overlevelsestiden af ​​SCLC patienter. Den justerede hazard ratio (HR) for patienter med rs4809957 GA eller AA genotypen var 0,80 (95% CI, 0,66-0,96;

P

= 0,0187) og 0,73 (95% CI, 0,55-0,96;

P

= 0,0263) i forhold til GG genotype. Brug den dominerende model, den justerede HR for patienter med mindst én T allel på rs36600 eller rs401681 var 0,78 (95% CI, 0,63-0,96;

P

= 0,0199) og 1,29 (95% CI, 1.08- 1,55;

P

= 0,0047), sammenlignet med CC genotype. Stratifikations analyser viste, at de betydelige sammenslutninger af disse 3 loci kun blev set i rygere og mandlige patienter. Den rs4809957 SNP blev kun signifikant associeret med længden af ​​overlevelsen af ​​patienter med omfattende fase, men ikke begrænset-stadie tumor. Disse resultater antyder, at nogle af lungekræft modtagelighed loci også kunne påvirke prognosen for SCLC

Henvisning:. Li D, Wei L, Xu B, Yu D, Chang, J., Yuan P, et al. (2014) sammenslutning af GWAS-Identificerede lungekræft modtagelighed Loci med Survival Længde i patienter med småcellet lungekræft, som behandles med platinbaseret kemoterapi. PLoS ONE 9 (11): e113574. doi: 10,1371 /journal.pone.0113574

Redaktør: Qing-Yi Wei, Duke Cancer Institute, USA

Modtaget: Juli 20, 2014 Accepteret: 25 Okt 2014; Udgivet: November 21, 2014

Copyright: © 2014 Li 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:. Det forfattere bekræfter, at alle data, der ligger til grund resultaterne er fuldt tilgængelige uden restriktioner. Alle relevante data er inden papiret

Finansiering:. Dette arbejde er finansieret af National High-Tech Research and Development Program Kina (B02126-2). Den bidragyder 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 den hyppigste årsag til kræftdødsfald over hele verden, og kategoriseret i ikke-småcellet lungekræft og småcellet lungecancer (SCLC) [1]. SCLC, der tegner sig for 15% -20% af den samlede lungekræft, er en type af meget aggressive neuroendokrine maligniteter kendetegnet ved høj vækst, udbredte metastaser og dårlig prognose [2], [3]. Men længden af ​​overlevelse hos patienter med SCLC varierer meget, og dette har været kendt for at være påvirket af flere kliniske faktorer, såsom patientens alder, performance status og kliniske stadium. I de senere år er blevet akkumuleret beviser for, at genetiske varianter også kan spille en rolle i prognosen og længden af ​​overlevelse hos patienter [4], [5]. Identifikationen af ​​sådanne loci kan have værdifulde konsekvenser i præcision behandling af cancer.

Vi har tidligere gennemført et genom-dækkende sammenslutning undersøgelse (GWAS) på SCLC at identificere genetiske varianter påvirker længden af ​​overlevelse hos patienter og fandt, at rs1820453T G SNP, der ligger i promotorregionen af ​​

YAP1

gen, som skaber en transkriptionsfaktor bindingssted og resulterer i nedregulering af

YAP1

ekspression er signifikant associeret [4]. Men denne tidligere GWAS omfattede kun 245 prøver i opdagelsen fase og 305 prøver i replikation scenen og den begrænsede opdagelse magt kan hindre at finde de fleste loci med små eller moderat effekt. En anden GWAS om SNPs og overlevelse i NSCLC identificeret to SNP’er, rs7629386 og rs3850370, der er forbundet med overlevelse i NSCLC patienter stammer fra både kinesiske og den hvide befolkning [6]. Således er andre studieaktiviteter strategier berettiget til at afdække flere genetiske varianter, der er forbundet med længden af ​​overlevelse hos patienter kun med SCLC.

I de senere år har flere GWAS gennemført i forskellige etniske befolkningsgrupper til at opdage følsomhed varianter for den samlede lungekræft der er rapporteret. Disse offentliggjorte studier har identificeret mindst 26 loci i 13 kromosomale regioner, som signifikant associeret med risiko for udvikling af lungecancer [7] – [15]. I disse GWAS, de fleste case fag var ikke-småcellet lungekræft patienter med en andel af dem er patienter med SCLC. Det er blevet foreslået i mange undersøgelser, at nogle kræft modtagelighed varianter også kan bidrage til sygdomsprogression og prognose [16], [17]. Baseret på disse observationer, vi søgte at undersøge den hypotese, at GWAS-identificerede lungekræft modtagelighed loci også kan være forbundet med udfaldet af SCLC.

Her rapporterer vi vores undersøgelse af sammenhængen mellem GWAS-identificerede lungekræft modtagelighed loci og længden af ​​overlevelsen af ​​SCLC, hvori 18 modtagelighed loci blev analyseret i alt 874 patienter. Vi fandt, at tre af disse modtagelighed loci, 20q13.2 (rs4809957), 22q12.2 (rs36600) og 5p15.33 (rs401681), er signifikant associeret med længden af ​​overlevelsen i SCLC-patienter.

Materialer og metoder

Etik erklæring

Alle deltagere forudsat skriftligt informeret samtykke og de etiske udvalg Cancer hospital af kinesiske Academy of Medical Science og Nanjing Medical University godkendt forskningsprojektet.

Patienter og kliniske karakteristika

i alt 874 patienter med SCLC blev inkluderet i denne undersøgelse. Blandt dem, 569 blev rekrutteret ved Cancer Hospital, blev Chinese Academy of Medical Science (Beijing) mellem juli 2000 og oktober 2011 og 305 rekrutteret ved Cancer Hospital i Jiangsu-provinsen, First Affiliated Hospital i Nanjing Medical University og Nanjing Thoracic Hospital (Nanjing) , og fire tertiære hospitaler på Wuhan city, Hubei-provinsen mellem marts 2002 og marts 2008. Alle af dem var selvrapporterede etniske han-kinesere. For at blive optaget i denne undersøgelse havde alle patienter have cytologisk bekræftet SCLC og modtog den første linje carboplatin (AUC 5-6, dag 1) eller cisplatin (60-80 mg /M

2, dag 1) plus etoposid (100 mg /M

2, dag 1-3) kemoterapi i mindst to cykler. Deltagerne modtog ikke andre lægemidler. Ifølge Veterans ‘Administration Lung Study Group, blev patienterne klassificeret som havende begrænset sygdom eller omfattende sygdom på grundlag af resultaterne af en fysisk undersøgelse; CT-scanning af brystet, leveren, og binyrerne; en magnetisk resonans-scanning eller CT-scanning af hovedet; og en knoglescanning. Karakteristika og kliniske oplysninger, herunder alder, køn, rygning status og kliniske fase, blev indhentet fra patienternes journaler og er vist i tabel 1. Længden af ​​overlevelse af patienter blev målt fra datoen for behandlingen til datoen for sidste opfølgning eller død. Om og hvornår en patient var død blev opnået fra stationær og ambulant optegnelser, patienternes familier eller lokal offentlig sikkerhed Census Register Office via opfølgende telefonopkald. Den sidste dato for opfølgning var December 20th, 2012. Patienter i live på den sidste opfølgning dato blev anset censureret. Skriftligt informeret samtykke var fra alle patienter, og denne undersøgelse blev godkendt af Institutional Review Board of Cancer Hospital, Kina Academy of Medical Science. De fleste patienter er blevet rapporteret i vores tidligere undersøgelse [4].

SNP udvælgelse, genotypning og kvalitetskontrol

Genomisk DNA fra hver patient blev ekstraheret fra blodprøver ved hjælp kommercielt Flexi Gene DNA ekstraktion kit (Qiagen, Hilden, Tyskland). Tyve-seks SNPs på 13 kromosomale regioner blev rapporteret at være forbundet med risiko for lungekræft i forrige GWAS [7] – [15]. Vi gjorde kvalitetskontrol af disse SNPs hjælp af genotypning oplysninger fra version 3 af 1000 genomer Projektdata. Blandt disse SNP’er, seks SNP’er med mindre allel frekvens (MAF) blev 0,05 udelukket. Vi beregnede derefter korrelationskoefficienten (r), i hvert par af hosliggende SNP’er på samme kromosom at vurdere LD status. SNPs med r

2 0,8 blev anset for at være i en LD blok, og vi valgte derfor en SNP i blokken for yderligere analyser. Med disse kriterier endelig valgte vi 18 tagSNPs for genotype i denne undersøgelse. Informationen af ​​disse loci blev vist i tabel 2. Blandt disse loci, kan kun 15 let genotypebestemt ved anvendelse af MassARRAY systemet (Sequenom, San Diego, CA). To loci, rs17728461 og rs2736100 blev genotypet ved TaqMan assays under anvendelse ABI 7900HT systemet (Applied Biosystems, Foster City, CA). På grund af svigt af genotypebestemmelse ved hjælp af både Sequenom eller TaqMan assay blev den resterende rs2395185 SNP erstattet med rs28366298 SNP som et surrogat, et locus i perfekt bindingsuligevægt (LD) med rs2395185 (r

2 = 1,00) i den samme LD blok ved 6p21.32 og denne SNP blev også genotypebestemt ved TaqMan assay. De primere og prober til genotypning, som kommercielt blev designet af ABI Company (Applied Biosystems), er tilgængelige efter anmodning. Adskillige kvalitetskontrol foranstaltninger blev gennemført i genotypning analyse, herunder (i) duplikerede prøver blev blandet i pladerne; (Ii) personer, der udfører de genotype analyser var ikke klar over status for de duplikerede prøver; (Iii) både positive og negative (ingen DNA) kontrolprøver blev inkluderet på hver 384well assay plade og (iv) 20% maskerede tilfældige prøver blev genotype to gange af forskellige efterforskere og alle resultaterne var helt overensstemmende med konkordans er 100% .

Statistisk analyse

for sammenhængen mellem hver SNP og længden af ​​overlevelsen af ​​SCLC patienter, gennemførte vi en Cox proportionel risiko regressions under en log-additiv genetisk model og hazard ratio ( HR) og deres 95% konfidensinterval (CI) blev justeret for alder (≤50, 51-60 eller 60 år), køn (mand eller kvinde), rygning status (nonsmoker eller ryger) og klinisk fase (begrænset stadie eller omfattende trin). Kaplan-Meier-overlevelse estimater blev vurderet ved hjælp af log-rank test. Alle statistiske tests blev udført i en tosidet måde ved hjælp af ‘overlevelse pakke “i R.

Resultater

Patient karakteristika

De kliniske karakteristika for 874 SCLC patienter er vist i tabel 1. indtil den sidste opfølgning dato havde 521 (59,6%) patienter døde af SCLC, med en median overlevelsestid (MST) på 25 måneder; 353 (40,4%) patienter stadig er i live. Den mediane follow-up tid var 40 måneder. Blandt disse patienter, 479 (54,8%) havde begrænset sygdom og 395 (45,2%) havde omfattende sygdom. MST for begrænset sygdom var 32 måneder, og for omfattende sygdom var 18 måneder, hvilket indikerer, at den kliniske fase er en parameter stærkt forbundet med længden af ​​overlevelsen i SCLC patienter (

P

0,0001). Desuden blev patientens alder også stærkt forbundet med længden af ​​overlevelse, med ældre patienter ( 60 år). At have kortere overlevelsestid end yngre patienter (≤60 år) (

P

= 0,0018)

Foreningen af ​​genetisk modtagelighed loci med længden af ​​patienternes overlevelse

Vi fandt, at blandt de 18 loci analyseret, tre SNP’er, dvs rs4809957 i

CYP24A1 dele på 20q13.2, rs36600 i

MTMR3 dele på 22q12.2 og rs401681 i

CLPTM1L dele på 5p15.33, var signifikant (alle

P

0,05) forbundet med længden af ​​overlevelsen i SCLC patienter (tabel 2)

rs4809957G . en locus var den mest betydningsfulde en, med den justerede HR for død af patienter bliver 0,84 (95% CI, 0,74-0,96;

P

= 0,0098) under den additive model (tabel 2). MST for rs4809957 GG, GA eller AA-genotyper var 22, 27 eller 28 måneder. Den justerede HR for død af patienter med rs4809957 GA eller AA genotypen var 0,80 (95% CI, 0,66-0,96;

P

= 0,0187) og 0,73 (95% CI, 0,55-0,96;

P

= 0,0263) sammenlignet med GG-genotypen (tabel 3). I en dominerende model, patienter med rs4809957 GA eller AA-genotype havde betydeligt længere MST (27 måneder) end dem med GG-genotypen, med den justerede HR er 0,78 (95% CI, 0,65-0,93;

P

= 0,0067) (tabel 3 og figur 1)

rs36600C .. T SNP blev også signifikant associeret med længden af ​​overlevelsen i SCLC patienter, med den justerede HR er 0,82 (95 % CI, 0,68-0,98;

P

= 0,0261; tabel 2). Sammenlignet med patienter med CC-genotypen (MST, 24 måneder), patienter med mindst én T-allel havde længere længde af overlevelse (MST, 29 måneder), med den justerede HR er 0,78 (95% CI, 0,63 til 0,96;

P

= 0,0199) (tabel 3 og figur 1)

i modsætning til de to ovenstående loci viser gunstige virkninger af mindre alleler på patientens overlevelse, rs401681C .. T forandring viste en dårlig effekt af længden af ​​overlevelsen, med den justerede HR for død af patienter bliver 1,14 (95% CI, 1,01-1,28;

P

= 0,0356) under den additive model (tabel 2). Sammenlignet med patienter bærer rs401681 CC genotype (MST, 28 måneder), patienter, der bærer CT eller TT genotypen havde signifikant kortere overlevelsestid (MST, 23 eller 24 måneder) med den justerede HR er 1,35 (95% CI, 1,11-1,63;

P

= 0,0022) eller 1,20 (95% CI, 0,92-1,57;

P

= 0,1819), henholdsvis (tabel 3) .I henhold dominerende model, patienter med mindst én T allel havde signifikant kortere overlevelsestid (MST, 23 måneder justeret HR, 1,29, 95% CI, 1,08-1,55;

P

= 0,0047) sammenlignet med dem med CC-genotypen (tabel 3 og figur 1.).

Analyser stratificeret af patienternes alder, køn, rygning status og kliniske fase blev yderligere udført, og resultaterne er vist i tabel 4. foreningen med længden af ​​overlevelsen af ​​patienter til rs4809957, rs36600 og rs401681 SNPs var kun set i rygere og hanner. Efter stratificeret efter klinisk fase af sygdommen, fandt vi, at rs4809957 men ikke rs36600 og rs401681 specifikt var signifikant associeret med længden af ​​overlevelsen hos patienter med udbredt sygdom (justeret HR, 0,80, 95% CI, 0,67-0,96;

P

= 0,0181). De 3 SNPs ikke vise signifikant forskellig tilknytning til længden af ​​patientens overlevelse i form af patienternes alder.

Diskussion

Baseret på GWAS-identificerede lungekræft modtagelighed loci, denne undersøgelse udforskes om de også er forbundet med længden af ​​overlevelsen hos SCLC patienter. Vi fandt, at af de 18 undersøgte lungekræft modtagelighed SNP’er, er 3 også forbundet med overlevelse af kinesiske SCLC patienter. Så vidt vi ved, er dette den første rapport forbinder lungekræft modtagelighed loci til prognosen for SCLC. Vores resultater er i overensstemmelse med resultaterne, at nogle kræft modtagelighed varianter også kan bidrage til sygdomsprogression og prognose [16], [17]. Vores resultater betegnet at mandlige patienter var mere følsomhed over for kræft aggression i forhold til kvindelige patienter, fremgår af mindre overlevelsesrate. Denne observation er kongruent med de seneste publikationer, støtte, at der er et misforhold mellem kønnene, hvor mandens oprindelse celler også udstillet flere modtagelighed [18], [19].

rs4809957 SNP er placeret i 3′ utranslaterede region (3′-UTR) af

CYP24A1 dele på 20q13.2. Det har været velkendt, at SNP’er placeret ved 3′-UTR af gener kan modulere genekspression ved at påvirke visse microRNA s binding til deres transkript. Som et resultat, sådan SNP i 3′-UTR af

CYP24A1

kan virke gennem påvirker genekspression niveau følgelig påvirke patienternes overlevelse.

CYP24A1

spiller en vigtig rolle i vitamin D homeostase i væv ved catabolizing den aktive form af vitamin D (1,25-D3), der har antiproliferativ virkning i cancer, til inaktive calcitroic syre. Tidligere undersøgelser har vist, at CYP24A1 overudtrykkes i mange typer af human cancer, herunder lungecancer [20], [21] og overekspression af dette enzym er en uafhængig prognostisk producent af overlevelse hos patienter med lunge-adenocarcinom [22]. I vores tidligere lungekræft GWAS, forekommer det, at rs4809957A allelen var de risikofaktorer allel sammenlignet med G-allelen [9]. Men i den nuværende undersøgelse blev A-allelen viser sig at være den gunstige allel for overlevelse af SCLC patienter. Denne forskel effekt af

CYP24A1

variant i lungekræft modtagelighed og SCLC overlevelse er i øjeblikket ukendt. For at løse dette, ville det være interessant at analysere allel-specifikke udtryk for

CYP24A1

i normale lungevæv og lungekræft væv.

rs36600 SNP er placeret i den introniske region af

MTMR3

gen på 22q12.2 og T-allelen var forbundet med bedre overlevelse i SCLC patienter. Denne forening retning er forskellig fra den for lungekræft modtagelighed, som den tidligere GWAS rapporteret, at rs36600T allelen var forbundet med øget risiko for lungekræft [9].

MTMR3

koder myotubularin-relateret protein-3, som hører til myotubularin fosfatase genfamilien [23]. Det er blevet påvist, at

MTMR3

er involveret i kræft celleproliferation, migration og invasion [24].

MTMR3

er også involveret i autophagic aktivitet [25], en vigtig mekanisme i hæmning af tumorvækst. Den rs36600 SNP er placeret i intron af

MTMR3

, som vil kunne påvirke gensplejsning eller udtryk [26]. Derfor er det sandsynligt, at den genetiske variation i

MTMR3

er forbundet med SCLC overlevelse, selv om funktionen af ​​rs36600 SNP stadig undvigende.

Beliggende i

TERT-CLPTM1L

region ved 5p15.33 huser multiple varianter der er forbundet med modtagelighed for mange typer af human cancer, er varianten rs401681T allel forbundet med øget risiko for død af SCLC i denne undersøgelse. Forrige GWAS viste, at thers401681T allelen er forbundet med nedsat risiko for lungekræft, prostata, blære, cervix og basalcellcancerformer, men øget risiko for kræft i bugspytkirtlen, melanom og kronisk lymfatisk leukæmi [27] – [30].

CLPTM1L

, også kendt som cisplatin resistens i forbindelse gen 9 (

CRR9

), har vist sig at være overudtrykt i humane ovariecancerceller, der er resistente over for cisplatin-induceret apoptose [31]. Nylig undersøgelse viste også, at

CLPTM1L

er overudtrykt i lungekræft væv sammenlignet med matchede normale lungevæv og dets overekspression synes at beskytte mod apoptose induceret af cisplatin [32], [33]. Tilsammen disse resultater tyder på, at rs401681 SNP kan påvirke effekten af ​​platinbaseret kemoterapi, den første linje ordning for SCLC, som derfor forbundet med dårlig overlevelse hos patienter.

Den foreliggende undersøgelse har flere styrker . Først prøvens størrelse var relativt større. Vi rekrutterede 874 patienter med SCLC til analyse, som havde egnet statistisk styrke til at identificere den sande sammenhæng med længden af ​​overlevelse. For det andet, kan hoved- og enkel behandling med platinbaseret kemoterapi og relativt kortere overlevelsestid af SCLC minimere bias af vores resultater af ukendte forstyrrende faktorer og forbedret vores evne til at finde genetiske faktorer i forbindelse med overlevelse. Derfor er vores resultater er overbevisende. Men denne undersøgelse har også nogle begrænsninger. Selv patienter med SCLC blev rekrutteret fra flere forskellige hospitaler, bør denne undersøgelse betragtes som en enkelt-center studie. Således er der behov for bekræftelse studier med større stikprøve fra forskellige etniske befolkningsgrupper. Desuden ville det være interessant at belyse den funktionelle relevans af varianterne at få indsigt i mekanismen bag foreningen.

Sammenfattende vores undersøgelser vist, at tre GWAS identificeret lungekræft modtagelighed loci er også forbundet med en længde for overlevelse i SCLC patienter behandlet med platinbaseret kemoterapi. Det lader til, men disse lungekræft modtagelighed loci vise anden retning i forbindelse med overlevelse af patienter, hvilket antyder, at den fungerende mekanisme af disse variant-loci kan være forskellige mellem lungekræft modtagelighed og prognose. Vores resultater kan være værdifulde i præcision behandling af patienter med SCLC.

Tak

Forfatterne er taknemmelige for alle andele i denne undersøgelse, samt alle de personer, der hjalp os fuldføre forskning.