PLoS ONE: En lav Selen niveau er forbundet med Lung og Laryngeal Cancers

Abstrakt

Formål

Det er blevet foreslået, at selenmangel er en risikofaktor for flere kræftformer. Vi gennemførte en case-kontrol undersøgelse i Szczecin, en region i det nordvestlige Polen, på 95 tilfælde af lungekræft, 113 tilfælde af larynx cancer og tilsvarende raske kontrolpersoner.

Metoder

Vi målte serum niveau af selen og etablerede genotyper for fire varianter i fire selenoprotein gener (

GPX1

,

GPX4

,

TXNRD2

og

SEP15

). Selen niveauer i sager blev målt efter diagnosen, men før behandling. Vi beregnede odds for at blive diagnosticeret med lungekræft eller larynx cancer, betinget af selen-niveau og genotype.

Resultater

Blandt lungekræft tilfælde betyde selen niveau var 63,2 mg /l, i forhold til en gennemsnitlig niveau på 74,6 mg /l for deres matchede kontroller (p 0,0001). Blandt larynx cancertilfælde, det betyder selen niveau var 64,8 ug /l, sammenlignet med en gennemsnitshøjden af ​​77,1 ug /l for deres matchede kontroller (p 0,0001). Sammenlignet med et serum selen værdi under 60 pg /l, blev et selen niveau over 80 ug /l forbundet med en odds-ratio på 0,10 (95% CI 0,03 til 0,34; p = 0,0002) for lungekræft og 0,23 (95% CI 0 . 09 til 0,56; p = 0,001) for laryngeal cancer. I analysen af ​​fire selenoprotein gener fandt vi en beskeden dokumentation for sammenslutning af genetisk variant

GPX1

med risiko for lunge- og larynx kræftformer.

Konklusion

En selen niveau under 60 pg /l er forbundet med en høj risiko for både lunge og larynxcancer

Henvisning:. Jaworska K, Gupta S, Durda K, Muszyńska M, Sukiennicki G, Jaworowska E, et al. (2013) En lav Selen niveau er forbundet med Lung og Larynx Kræft. PLoS ONE 8 (3): e59051. doi: 10,1371 /journal.pone.0059051

Redaktør: Olga Y. Gorlova, The University of Texas M. D. Anderson Cancer Center, USA

Modtaget: September 20, 2012; Accepteret: 11 Feb 2013; Udgivet: 13 marts, 2013 |

Copyright: © 2013 Jaworska 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 projekt blev realiseret inden for det internationale ph.d.-projekter Programme (MPD) af Foundation for polske Videnskab, medfinansieret fra EU, Fond for Regionaludvikling. Denne undersøgelse blev støttet af National Science Centre (NCN) tilskud UMO-2011/03 /N /NZ2 /01539. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet. Der er ingen økonomiske eller andre forhold, der kan føre til en interessekonflikt

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Selen er et sporstof, som er en væsentlig bestanddel af flere store metaboliske veje, herunder antioxidant forsvarssystem og immunsystemet [1], [2]. Selen indtag varierer, i vid udstrækning baseret på selen indholdet af fødevarer. Den gennemsnitlige selen niveau af befolkningen varierer betydeligt fra land til land, med de østeuropæiske lande generelt har niveauer, der er meget lavere end Canada og USA [1] Stater. Adskillige epidemiologiske undersøgelser har antydet inverse associationer mellem serum selen-niveau og en række forskellige kræftformer, men resultaterne har været inkonsekvent [3], [4]. Dataene for en beskyttende virkning mod lungekræft er blandt de mest overbevisende [3] – [10]. For mange undersøgelser, at risikoen for kræft falder med stigende serum selen niveau, men resultaterne af mange andre undersøgelser er negative, og det er ikke klart, om dosis-respons-kurven er lineær. I Nordamerika, hvor betyde selen niveauer er i størrelsesordenen 120 ug /l – der kan være mindre potentiale til gavn for selen tilskud end i lande, hvor det gennemsnitlige niveau er lavt. Den kemoforebyggende fordel af selen kan variere mellem individer og den samme dosis kan ikke være optimalt for alle. I kosttilskud forsøg kan forskelle i baseline niveau af selen af ​​patienter eller i den kemiske form, der anvendes som en selen supplement (f.eks organisk eller uorganisk) også være vigtigt.

Nogle af uoverensstemmelsen i associationsstudier måske forklares delvist af indflydelse af genetiske faktorer. Rayman tyder på, at genetiske varianter i selenoproteiner kan være relevante [1]. Selen er indarbejdet som selenocystein ved det aktive sted af en række proteiner (selenoproteiner) [11], [12]. Hos mennesker er der 25 kendte selenoproteiner, herunder fire forskellige glutathionperoxidaser (

GPX1

,

GPX2

,

GPX3

,

GPX4

) og to thioredoxin reduktaser (

TXNRD1

,

TXNRD2

), men funktionen af ​​mange andre er ukendt [11], [12]. Selenoproteiner er involveret i forskellige biologiske processer, der spænder fra DNA-syntese til beskyttelse mod oxidativt stress. Sidstnævnte antages at være den sandsynlige sammenhæng med kræftrisiko; dvs. kræft forbundet med selenmangel kan tilskrives øget oxidativt stress og ændringer i redox signalering grund selenoprotein værdiforringelse. Til dato, få oplysninger om omfanget af den genetiske variation i selenoproteiner i populationer og den mulige virkning af bestemte genetiske varianter af selenoproteiner på kræftrisiko. I den foreliggende undersøgelse, søgte vi at identificere fælles genetiske varianter blandt seks selenoproteiner i den polske befolkning og vurdere, hvorvidt disse varianter var forbundet med risiko for lungekræft og larynx cancer. Vi spurgte også, i hvilket omfang variation i serum niveau af selen bidraget til risikoen for lunge- og larynxcancer i Polen.

Materialer og metoder

Undersøgelse Deltagerne

Lungekræft tilfælde bestod af 95 på hinanden følgende patienter med lunge tumorer resekteres på vores center mellem august 2009 og januar 2011. laryngeal kræftpatienter bestod af 113 konsekutive patienter behandlet for larynx cancer diagnosticeret på vores center mellem juli 2009 og januar 2011. patienterne ikke var berettiget til at være tilfælde hvis de blev diagnosticeret med enhver malignitet i fortiden. Patienter, der blev behandlet for kræft før blodprøvetagning var også støtteberettigede.

Controls var en del af en population-baserede undersøgelse af de 1,3 millioner indbyggere i Vorpommern designet til at identificere familiær aggregeringer af kræft udført af vores center. For selen niveau skøn for hvert enkelt tilfælde blev en kontrol valgt. Kontroller blev matchet til tilfælde med hensyn til fødselsår (+/- 3 år), køn, det samlede antal lunge eller larynx kræft blandt første slægtninge, det samlede antal kræfttilfælde blandt førstegradsslægtninge, og rygning (pakke-år) . Det var muligt at finde en egnet kontrol for 86 af tilfældene de 95 lungekræft og for 87 af de larynx kræfttilfælde 113. Til estimering af genetiske polymorfier i selenoprotein gener hver af de 95 lungekræft og 113 larynxcancer sag blev matchet til 2 raske kontrolpersoner. Matchende inkluderet fødselsår (+/- 3 år), køn og rygning (pakke-år). Kræft-fri kontrolpersoner opfylder matchende kriterier blev identificeret ved en gennemgang af protokollerne for befolkningen baseret undersøgelse og opfordrede til en samtale og bloddonation.

Undersøgelsen blev godkendt af den etiske komité for Pomeranian Medical University i Szczecin, Polen og alle deltagere gav informeret skriftligt samtykke.

Måling af Selen Level

koncentration Selen i blodplasma blev bestemt i 86 lungekræft og 87 larynx cancer par med grafitovns atomabsorptionsspektrometri ( GFAAS). Foranstaltninger valideret ved anvendelse referencemateriale (frysetørret human henvisning serumprøver af Serenoform ™ fra Nycomed Pharma AS, Oslo, Norge). For hver fire prøver blev en referenceprøve målt til at holde en konstant kontrol af kvaliteten af ​​målingerne. Cases og kontroller blev testet skiftevis. Den gennemsnitlige drift blev brugt som en korrektion værdi for prøverne, hvorimod en målt afdrift større end 5% fra referencematerialet forårsagede enhed, der skal re-kalibreret og de tidligere prøver, der skal måles igen. I 30 tilfældigt udvalgte personer blev selen måling udført i både plasma og serum. Ingen forskelle i selen niveau blev observeret afhængig af typen af ​​biologisk materiale studeret

Sekventering af selenoprotein Gener

Som det første skridt, vi søgte at identificere fælles genetiske varianter i seks selenoprotein gener:.

GPX1

,

GXP2

,

GXP3

,

GPX4

,

TXNRD1

og

TXNRD2

. Alle exons og de flankerende regioner blev sekventeret i 50 ubeslægtede polske individer. Vi identificerede 35 distinkt sekvens varianter i de seks gener. Tre af disse havde en mindre allel frekvens på over 20% og blev udvalgt til yderligere undersøgelse (rs1050450 i

GPX1

, rs713041 i

GPX4

rs1139793 i

TXNRD2

) . En anden variant (rs5845 i

SEP15

) er tidligere blevet rapporteret i forbindelse med kræft [13], [14] og blev også valgt til yderligere undersøgelse. Vi derefter designet Realtime-PCR-assays for hver af de fire kandidat-varianter. Den Realtime-PCR-reaktionen blev udført med et LightCycler® 480 (Real-Time PCR System Roche Diagnostics). Hver variant defineret en heterozygot og to homozygote genotyper. Vi bestemmes derefter genotyperne for alle 208 tilfælde og 416 matchede kontroller ved hjælp af disse analyser.

Statistik

De gennemsnitlige niveauer af selen blev sammenlignet for sager og kontroller ved hjælp af Student t-test. De associationer mellem forskellige kategoriske niveauer af selen og sygdomsstatus blev vurderet ved at estimere odds ratio (OR) med 95% konfidensintervaller (CI) ved hjælp af betinget logistisk regression for matchede par. For disse skøn, blev individer til en af ​​fire kategorier, baseret på fordelingen af ​​selen niveauer i testede grupper, groft svarer til kvartiler. Den odds-ratio blev konstrueret med hensyn til referencen kategori, hvilket var det laveste niveau. Hver af de fire testede varianter var forbundet med tre genotyper. Odds ratio for de to mindre hyppige genotyper blev dannet ved anvendelse den mest almindelige genotype som referencegruppe. Prøver med manglende genotype i nogen af ​​de fire testede varianter blev udelukket fra analysen.

Resultater

For de emner i både lungekræft og larynx cancer delstudier, de tilfælde og kontrol var godt -matched for alder, køn og rygning historier (tabel 1 og 2). Blandt kontroller (begge undergrupper tilsammen) var den gennemsnitlige serum selen niveau var 75,2 mg /l for mænd og var 76,8 mg /l for kvinder. Det gennemsnitlige serum selen niveau var 73,3 mg /l blandt nuværende rygere, blev 75,4 mg /l blandt tidligere rygere og var 81,4 mg /l blandt aldrig rygere. Blandt tilfælde den gennemsnitlige serum selen niveau var 61,7 mg /l blandt nuværende rygere, var 64,1 mg /l blandt tidligere rygere og var 62,9 mg /l blandt aldrig rygere.

Blandt lungekræft tilfælde betyde selen niveau var 63,2 ug /l sammenlignet med en gennemsnitshøjden af ​​74,6 ug /l for deres matchede kontroller (p 0,0001). Sammenlignet med en serum selen værdi i den laveste kategori (≤60 mg /l) et selen-niveau i den højeste kategori ( 80 mg /l) var forbundet med en reduktion på 90% (OR 0,10 risiko 95% CI 0,03 til 0,34; p = 0,0002) for lungekræft (tabel 3)

Blandt larynx kræfttilfælde, det betyder selen niveau var 64,8 mg /l, i forhold til en gennemsnitlig niveau på 77,1 mg /l for deres. matchede kontroller (p 0,0001). Sammenlignet med en serum selen værdi i den laveste kategori (≤60 mg /l) et selen-niveau i den højeste kategori ( 80 mg /l) var forbundet med en reduktion på 77% (OR 0,23 risiko 95% CI 0,09 til 0,56; p = 0,001) for larynx cancer (tabel 4)

i fire selenoproteiner studeret her vi fandt en beskeden sammenslutninger af rs1050450 i

GPX1

med risiko lunge- og larynx cancer.. (tabel 5 og 6).

Diskussion

I vores undersøgelse, vi søgte at se, om der opstår systemiske forskelle i selen niveauer hos personer med lunge- og larynx cancer og sund kontrol i det nordvestlige Polen. For begge cancer sites, kræftrisikoen faldt med stigende niveauer af cirkulerende selen og dosis-respons-kurven optrådte lineær. Der var ingen tegn på, at der var en tærskel, over hvilken foreningen med serum selen blev afbrudt eller omvendt. Det gennemsnitlige selen niveau i den polske kontrol populationen var 75,8 mg /l. Kun 21% (18/86) af tilfældene lungekræft og 28% (24/87) af de larynx kræfttilfælde udstillet et niveau på eller over denne kontrol betyder. I forhold til personer i den kategori fra 70 mg /l til 80 mg /l, dem med et niveau under 60 mg /l var på nogenlunde ti gange øget risiko for lungekræft og en tre gange øget risiko for larynx cancer.

det gennemsnitlige niveau af selen i kontrollerne var mindre end optimale ifølge det foreslåede niveau på 120 mg /l at være optimal for korrekt selenoprotein ekspression og aktivitet [1]. I vores undersøgelse, kun én kontrol (og ingen af ​​tilfældene) havde et niveau, der oversteg 120 mg /l.

Flere case-kontrol- og kohortestudier har været gennemført ajour for at vurdere indflydelsen af ​​selen på lunge kræftrisiko. Nogle af disse undersøgelser tydede på, at selen kan have en beskyttende effekt mod lungekræft [15] – [18]. Imidlertid har andre undersøgelser ikke kunnet bekræfte denne observation, enten viser ingen sammenhæng [19] – [23], eller en negativ virkning [24], [25] i højere selen-niveau på forekomsten af ​​lungekræft. Disse undersøgelser afveg i studiedesign (befolkning eller nested case-kontrol, med eller uden selen tilskud), lav eller høj baseline befolkning selen niveau, metoder til selen målinger (kostindtag, toenail eller serum niveau) og længden af ​​føl- up periode. En meta-analyse af 16 undersøgelser af selen og lungekræft viste poolede RR 0,74 (95% CI 0,57-0,97) for personer med højere selen engagementer. Den beskyttende virkning var større for studier fra områder med lavere gennemsnitlig baseline selen niveau (RR 0,72) end fra områder med højere gennemsnitlig selen niveau (RR 0,86) [26]. Den mulighed, at den beskyttende virkning af selen kan begrænses til personer med en lav udgangsværdi niveau er støttet af NPC forsøget [8], [9]. I NPC undersøgelse blev amerikanske emner randomiseret til enten selen 200 pg /dag versus placebo [8]. Efter 7,9 års opfølgning, odds ratio for hændelse lungekræft var 0,70 (95% 0,40-1,21; p = 0,18). Især blev fordelen begrænset til personer med lav baseline plasma selen ( 106 mg /l). I denne undergruppe foreningen med selen tilskud var 0,42 (95% CI 0,18-0,96). Af interesse, på dette cutoff punkt, ville 96% (166/173) af polske kontrol falder i denne kategori. I den nyligt offentliggjorte SELECT forsøg [27], var der ingen fordel for mænd randomiseret til selen 200 pg /l versus placebo i form af hændelse lungekræft (HR 1,12; 95% CI 0,73-1,72). Men i denne undersøgelse, var den gennemsnitlige baseline selen niveau var 137 mg /l, og data blev ikke opdelt efter serum selen.

Der er flere begrænsninger for vores undersøgelse. Måske er den vigtigste begrænsning af vores case-kontrol undersøgelse er, at selen målinger for sager blev foretaget efter diagnosen lunge eller larynx cancer, men før terapi. Det er blevet rapporteret, at akut og kronisk skade og infektioner ændrer koncentrationen af ​​forskellige mikronæringsstoffer [28], [29]. Som i denne undersøgelse koncentration selen hos cancerpatienter blev målt efter de blev diagnosticeret, er det muligt, at det detekterede lavt selen niveau kunne være en konsekvens af deres sygdom. Hvis dette var de tilfælde, så et lavt selen niveau ville være en markør for risiko snarere end en risikofaktor.

Prøven størrelse i vores undersøgelse er relativt lille, men foreningerne var stærke og meget signifikant. De sager og kontroller blev matchet på rygning status, og det er derfor ikke sandsynligt, at foreningen kunne forveksles med rygning, men det er muligt, at en anden confounding variable kunne introducere bias.

I fire selenoproteiner studerede her fandt vi nogle dokumentation for beskeden sammenslutning af genetisk variant i

GPX1

med risiko lunge- og larynx cancer. Indflydelsen af ​​rs1050450 i

GPX1

på risiko lungekræft er allerede analyseret i flere undersøgelser, men resultaterne var inkonsekvent [30] – [34]. I den aktuelle undersøgelse fandt vi en indikation af sammenslutning af T-allelen med reduktion af lunge- og larynx kræftrisiko, men disse resultater var af borderline signifikans.

Vores undersøgelse viser, at et lavt selen niveau signifikant associeret med op til en tidobbelt højere risiko for lunge- og larynxcancer til personer i den laveste kategori af selen. Ideelt denne forening ville blive bekræftet i et stort prospektivt studie. Hvis bekræftet, er det muligt at lave serum selen niveau vil synes at være en stærk indikator for risikoen for lunge- og larynxcancer, så vil dette være et vigtigt potentielt mål for terapeutisk intervention.

Tak

Vi vil gerne takke professor Margaret Rayman fra Institut for Ernæring og Metabolisme, det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, University of Surrey, Guildford, UK, for nyttige forslag og kommentarer til dette manuskript.