PLoS ONE: Polymorfier af MUC16 (CA125) og MUC1 (CA15.3) i relation til kræft i æggestokkene Risk og overlevelse

Abstrakt

Målsætning

For at undersøge enkelt nukleotid polymorfisme (SNPs) i

MUC16

(CA125) og

MUC1

(CA15.3) i relation til kræft i æggestokkene risiko og overlevelse.

Metoder

Vi genotype germlinie varianter af

MUC16

(rs2547065, rs1559168, rs12984471, rs2121133) og

MUC1

(rs2070803, rs4072037, rs1045253) ved hjælp af prøver fra 758 æggestokkene kræfttilfælde og 788 kontroller indskrevet i New England Case-Control Study mellem 2003 og 2008. Vi beregnede aldersbetingede justeret odds ratio (OR) og 95% konfidensintervaller (CIS) for sygdomsrisiko ved hjælp ubetingede og polytomous logistiske regression og hazard ratio (HR) for overlevelse ved hjælp af Cox proportional hazard ratio. I en undergruppe af sager, vi sammenlignet log-normaliserede CA125 værdier ved genotype hjælp generaliserede lineære modeller.

Resultater

Cases homozygote for variant allel af

MUC16

SNP, rs12984471 havde dårligere samlet overlevelse (log-rank p = 0,03) og højere CA125 niveauer, især sager over 65 år (p = 0,01). For

MUC1

SNP, rs4072037, kvinder homozygote for G variant havde et ikke-signifikant nedsat risiko for serøse invasive typer, men forhøjet risiko for serøse borderline tumorer, mucinøs grænsen og invasive tumorer og endometrioide tumorer. Kvinder med varianten allel af

MUC16

SNP, rs2547065, især dem, der var homozygot havde en forhøjet risiko for kræft i æggestokkene; men denne forening blev ikke bekræftet i en uafhængig datasæt.

Konklusion

Denne målrettede skærm på syv polymorfier af

MUC16

MUC1

gener undladt at identificere og bekræft virkninger på æggestokkene kræftrisiko samlet. Dog kan der være effekter af

MUC16

rs12984471 på overlevelse og

MUC1

rs4072037 om risiko for histologiske typer af kræft i æggestokkene end invasive serøs. Yderligere undersøgelse berettiget

Henvisning:. Williams KA, Terry KL, Tworoger SS, Vitonis AF, Titus LJ, Cramer DW (2014) Polymorphisms af

MUC16

(CA125) og

MUC1 Hotel (CA15.3) i relation til kræft i æggestokkene Risk og overlevelse. PLoS ONE 9 (2): e88334. doi: 10,1371 /journal.pone.0088334

Redaktør: Surinder K. Batra, University of Nebraska Medical Center, USA

Modtaget: September 18, 2013; Accepteret: 6 jan 2014; Publiceret: 13. februar 2014

Copyright: © 2014 Williams 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:. Arbejdet var støttet af NIH tilskud numre R01CA054419, P50CA105009, R01CA49449, R01CA67272, R01CA50383, UM1 CA176726, og P01CA87969; Department of Defense tilskud nummer W81XWH-10-1-0280 og de lærde i Medicine Office på Harvard Medical School og Institut for Obstetrik og Gynækologi på Brigham og kvinders Hospital. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre eller tilberedning af manuskriptet

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

Introduktion

De tøjrede menneskelige muciner (MUC) er en familie af store, stærkt glycosylerede transmembrane proteiner, der har en bred vifte af funktioner [1]. CA125, eller MUC16, er den største glycoprotein af mucin familien, og udtrykkes normalt i epitelforingen af ​​forskellige væv, specielt det kvindelige reproduktive [1] tarmkanalen. CA125 er forhøjet i serum fra ca. 82% af patienter med ovariecancer og anvendes til at forudsige gentagelse [2], [3]. CA15.3 eller MUC1, også kommer til udtryk i epitel foring af forskellige væv, der udviser stærkt udtryk i mælkekirtlen og den kvindelige reproduktive tarmkanalen under graviditet og amning. CA15.3 er over-udtrykt i en lang række af cancere, herunder bryst- og ovarie [1], [4]. Selv om disse to muciner er bedst kendt som tumormarkører, tyder på, at de kan spille en rolle i cancer metastase, tumor vækst og overlevelse, inhibering af immunresponset og prognose [1], [5], [6].

Flere undersøgelser har undersøgt genetisk variation i gener involveret i glycosyleringen af ​​CA125 og CA15.3 og æggestokkene kræftrisiko, observere samlet null foreninger [7], [8], [9], [10]; men der er få undersøgelser af genetisk variation specifikt i

MUC16

eller

MUC1

deres tilknytning til ovariecancer risiko eller overlevelse. Derfor undersøgte vi sammenhængen mellem et målrettet sæt af enkelt nukleotid polymorfier (SNPs) i

MUC16

(rs2547065, rs1559168, rs12914471, rs2121133) og

MUC1

(rs2070803, rs4072037, rs1045253) i relation til kræft i æggestokkene risiko og overlevelse.

Metoder

Etik Statement

Institutional Review Boards på Brigham and Women ‘s Hospital, Dana Farber cancer Institute og Dartmouth Medical School godkendte studierne og alle deltagere i studiet underskrevet informeret samtykke.

Undersøgelse Befolkning og design

data og prøver kommer fra den sidste fase indskrivning af New England Case Kontrol Undersøgelse af kræft i æggestokkene 2003-2008 (NECC) . Nærmere oplysninger om sagen og kontrol tilmelding til denne undersøgelse, er beskrevet andetsteds [11], [12]. Kort fortalt af 1610 indfaldende tilfælde af kræft i æggestokkene identificeret gennem hospital tumor bestyrelser og Statewide kræftregistre mellem 2003 og 2008, 897 af 1238 berettiget enige om at deltage. Kontroller blev identificeret gennem byen bøger i østlige lister Massachusetts og kørekort i New Hampshire. Eksklusionskriterier for kontrol inkluderet manglende evne til at blive kontaktet, historie bilateral ooforektomi, sprogbarrierer, eller flytning uden for undersøgelsesområdet. Af 2522 kontroller identificeret, 1673 var støtteberettigede, og 857 blev enige om at deltage.

Efter skriftligt informeret samtykke, demografiske informationer, reproduktive og sygehistorie, og livsstilsfaktorer blev vurderet ved in-person, interviews og hepariniserede blodprøver blev opsamlet.

genotypning

DNA blev ekstraheret og genotypebestemmelse blev udført på Dana-Farber /Harvard Cancer center (DF /HCC) High Throughput Polymorfi Core, et datterselskab af den Partners Healthcare center for Personlig Genetisk Medicin . DNA blev ekstraheret fra buffy coat prøver under anvendelse Qiamp (Qiagen, Chatworth, CA). Genotypebestemmelse af

MUC16

(rs2547065, rs1559168, rs12914471, rs2121133) og

MUC1

(rs2070803, rs4072037, rs1045253) blev udført ved hjælp af 5′-nuklease assays (TaqMan®) på Applied Biosystems Prism 7900HT Sequence Detection System (Applied Biosystems, Foster City, Californien). Primere, sonder, og betingelserne for genotypebestemmelse analyser er tilgængelige efter anmodning. Replikater af 10% af prøverne blev inkluderet til kvalitetskontrol. Laboratorie personale blev blindet til sag kontrol status og placeringen af ​​kvalitetskontrol.

Baseret på foreløbige data, vi søgte at validere en af ​​SNPs i en uafhængig datasæt. Vi brugte prøver fra 534 tilfælde og 1513 kontroller fra Nurses ‘Health Study kohorter (NHS /NHSII) [13]. NHS indeholder 121,700 deltagere, 32.826 af dem, der er fastsat blodprøver i 1990 og 33.040, der gav buccale celler enheder fra 2001-2004. Den NHSII omfatter 116,430 deltagere, hvoraf 29.611 forudsat blod fra 1996-1999 og 29.859 forudsat buccale celler fra 2004-2006. Sager blev identificeret efter prøvetagning og før 1 juni 2010 (NHS) eller juni 1 2009 (i NHSII). Demografiske oplysninger om NHS og NHSII deltagerne har tidligere [13] blevet beskrevet. Kort fortalt deltagerne i de to kohorter er overvejende hvid ( 96%), men NHS er en ældre kohorte end NHSII hvilket afspejles i deltagernes gennemsnitsalder (NHS: 65 år, NHSII: 49 år), nogensinde et barn fødsel (95% NHS , 76% NHSII), og lige oral prævention (45% NHS, 81% NHSII).

Præoperativ CA125 Niveauer

Vi gennemgået alle journaler og edb laboratorie rapporter for sager, der fik pleje på Brigham og kvinders Hospital eller Massachusetts General Hospital (n = 809) [14]. CA125 værdier blev indvindes til kvinder, hvis niveauer var blevet målt før kirurgi og /eller neoadjuverende kemoterapi. Vi var i stand til at hente CA125 værdier 353 af tilfældene genotypede i denne undersøgelse. Data om CA15.3 var ikke tilgængelig.

Statistisk analyse

Vi brugte chi-square test for at vurdere Hardy-Weinberg ligevægt (HWE) for hver SNP blandt kontroller. Ubetinget logistisk regression blev anvendt til at beregne de samlede odds ratio (OR) og 95% konfidensintervaller (95% CI) af æggestokkene kræftrisiko korrigeret for alder (kontinuerlig), studiecenter (Massachusetts eller New Hampshire), og race (hvid eller ikke- hvid). Den mere almindelige allel for hver SNP tjente som referencegruppe i regressionsmodeller. Co-dominant (heterozygot vs. vildtype eller homozygot variant vs. vildtype), recessiv (homozygot variant vs. heterozygote og vildtype), og pr allel (trend test) modeller blev beregnet. Multivariate regressionsmodeller blev yderligere justeret for familie historie æggestokkene eller tidlig debut af brystkræft og en personlig historie af brystkræft.

Polytomous logistisk regression blev anvendt til beregning OR (95% CI) for risiko for forskellige histologiske undertyper justeres for alder, studiecenter, og race. Likelihood ratio tests blev anvendt til at teste for heterogenitet tværs histologiske kategorier (serøs borderline, serøs invasive [omfatter højkvalitets overgangsperiode celle og blandet serøs], mucinøs [borderline og invasive], endometrioide eller blandet endometrioide /klar celle, klar celle, udifferentierede [omfatter uspecificerede og Brenner tumorer]) at sammenligne en model, der gør det muligt at estimatet af foreningen til at variere ved histologiske type til en model, der begrænser et skøn af foreningen for alle histologiske typer.

Cox proportional hazard modeller (HR) blev anvendt til at undersøge associationen mellem hver polymorfi og overlevelse, der justeres for studiecenter og race og i en sekundær model for trin (i-IV) og histologi (serøs, ikke-serøs). Co-dominant, recessiv, og pr allel-modeller blev anvendt som beskrevet i supplerende metoder (Methods S1). Kaplan-Meier-metoden blev anvendt til at estimere overlevelseskurver og beregne log-rank statistik.

Geometriske middelværdier CA125 værdier ved genotype blev beregnet for hver

MUC16

polymorfi. Statistiske analyser anvendte generelle lineære regression, justeret for alder, race, og tiden mellem CA125 måling og diagnose (≤30 dage, 30 dage, mangler), ved hjælp af kontinuerlige log transformeret CA125 niveauer og en variabel, der repræsenterer stigende variant alleler for hver polymorfi ( 0, 1, 2). CA125 niveauer kan variere i løbet af menstruationscyklus, og varierer mellem pre og postmenopausale kvinder [15], [16], så vi stratificeret disse analyser i tre aldersgrupper /overgangsalderen kategorier (præmenopausale, “midtvejskrise” postmenopausal (alder 65), og “ældre” postmenopausal (alder = 65)). Alle analyser blev udført ved hjælp af SAS mod 9,1 (SAS, Cary, North Carolina) og intercooler Stata 9 (StataCorp LP, College Station, Texas).

Resultater

I alt 758 kvinder med ovarie cancer og 788 kontroller blev indbefattet i den endelige analytiske prøve (tabel 1). For begge tilfælde og kontroller, gennemsnitsalder var 54. Vores undersøgelse bestod primært af kaukasiske kvinder ( 95%) og hvid etnicitet var mere udbredt blandt kontroller. I gennemsnit kontroller havde højere paritet, længere varighed af oral prævention, og en højere frekvens af aflukning af æggelederne, endometriose eller smertefulde perioder, og en personlig historie af brystkræft. Familie historie æggestokkene eller tidlig debut af brystkræft, rygning status, og overgangsalderen status ikke signifikant forskellig mellem cases og kontroller. Serøs invasive (49,7%) var den hyppigste histologiske undertype blandt sager efterfulgt af endometrioide (17,8%).

Alle syv polymorfier var i Hardy-Weinberg ligevægt og havde genotype succes mere end 95%, bortset fra rs2547065 (93%). Generelt de mindre allelfrekvenserne (MAF) fandt vi til vores kontroller var sammenlignelig med den for den kaukasiske europæiske (CEU) HapMap populationer (data ikke vist). I NECC undersøgelse blev en af ​​de fire

MUC16

polymorfier associeret med kræft i æggestokkene risiko (tabel 2). For polymorfi rs2547065, observerede vi en stigning i æggestokkene kræftrisiko (per allel OR = 1,26, 95% CI: 1,09-1,47). Risikoen var tydeligst for den homozygote variant genotype sammenlignet med vildtype genotypen (OR = 1,68, 95% CI: 1,23-2,29). Imidlertid blev polymorfi rs2547065 ikke forbundet med æggestokkene kræftrisiko (pr allel: OR = 1,05, 95% CI: 0,91-1,21) i en uafhængig datasæt, herunder 534 tilfælde og 1513 kontroller fra Nurses ‘Health Study kohorter (NHS /NHSII). Der var ingen signifikant heterogenitet af histologiske type til nogen af ​​de

MUC16

polymorfier.

For

MUC1

, ingen af ​​de polymorfier vi testede var signifikant associeret med overordnede ovariecancer risiko i pr allel model. Kvinder bærer to kopier af

MUC1

polymorfi rs2070803 variant havde en øget risiko for serøs invasiv kræft i grænsetilfælde statistisk signifikans (OR = 1,35, 95% CI 0,99-1,86) i recessive model. Selvom vi observeret nogen væsentlig risiko forbundet med

MUC1

polymorfi rs4072037 samlet, betydelig heterogenitet ved histologi blev observeret ved vurderingen af ​​recessive model for denne polymorfi (p-heterogenitet = 0,02). Kvinder er homozygote for G variant af rs4072023 havde et ikke-signifikant nedsat risiko for invasive serøse cancere, men forhøjede risici for serøse borderline tumorer (OR = 1,91, 95% CI 1,08-3,36), mucinøs borderline og invasive (OR = 1,68, 95% CI 1,00-2,83), og endometrioide tumorer (OR = 1,54, 95% CI 1,01-2,33). Justeret for familie historie æggestokkene eller tidlig debut brystkræft og personlige historie af brystkræft ikke ændre estimater for nogen af ​​de

MUC1

eller

MUC16

polymorfier.

Ved undersøgelsen effekten af ​​mucin polymorfier og overlevelse, vi observerede fattigere samlet overlevelse blandt kvinder bærer variant allel af

MUC16

polymorfi rs12984471 (log-rank p = 0,03, figur 1A) samt en øget dødelighed (alder justeret HR = 1,23 95% CI: 1,02-1,48, tabel 3). Disse foreninger var stærkest hos kvinder 65 år og ældre (log-rank p = 0,02; alder-justeret HR = 1,53 95% CI: 1,07-2,19) (figur 1B). Dødeligheden var 57% større for kvinder, der var homozygote for variant allel af rs12984471 (alder justeret HR = 1,57 95% CI: 1,09-2,28). Regulering for scenen og histologi svækkede foreningen (multivariate HR = 1,32 95% CI: 0,91-1,92); stadium var den stærkeste prædiktor for overlevelse. Ingen andre associationer mellem de tilbageværende mucin polymorfier og overlevelse blev observeret.

A. Alle kvinder B. postmenopausale kvinder 65 år og ældre.

Endelig har vi vurderet sammenhængen mellem

MUC16

polymorfier og serumniveauer af CA125 målt præoperativt (tabel 4). Blandt alle tilfælde, observerede vi ingen lineære sammenhænge mellem

MUC16

polymorfier og CA125 niveauer; dog rs2121133 havde de højeste CA125 niveauer for heterozygoter (319,9) og lavest for homozygote varianter (110,0) (p = 0,03). Blandt ældre postmenopausale kvinder, var stigende variant alleler af polymorfi rs12984471 signifikant associeret med stigende niveauer af CA125 (p = 0,02).

Diskussion

MUC1

gen er placeret på 1q21-22, som er en region hyppigt ændringer i både neoplastiske og ikke neoplastiske lidelser.

MUC1

genamplifikation grund af øget genkopital er blevet observeret i æggestokkene, brystet, papillær skjoldbruskkirtlen, og gastriske cancere [17], [18], [19], [20]. Neoplastiske mammae celler er blevet vist at have en høj frekvens af ændret DNA inden det variable nucleotid repeat region (VNTR) af MUC1- den største region af dette protein og stedet for O-glycosylering [1], [21], [22 ]. MUC1 har vist sig at være afgørende for ovariecancer tumorigenese i musemodeller og er overudtrykt i ca. 90-100% af serøse carcinomer [23], [24], [25]. De tre

MUC1

SNPs vi studerede blev udvalgt baseret på tidligere publikationer, der studerede associationer mellem

MUC1

polymorfier og gastrointestinale kræftformer [26], [27]. Polymorfi rs4072037 er blevet korreleret med serum MUC1 niveauer og er kendt for at spille en rolle i alternativ splejsning [28], [29]. Polymorfi rs2070803 er placeret opstrøms for

MUC1

gen i en stor LD blok, og polymorfi rs1045253 er tidligere identificeret som en tagSNP repræsentant for

MUC1

region [30], [31], [ ,,,0],32]. Ingen af ​​disse tre polymorfier påvirket risiko eller overlevelse for kræft i æggestokkene samlet. Kvinder, der var homozygote for variant G allelen af ​​rs2070803 havde en 35% forhøjelse i risiko for invasiv serøs ovariecancer. Selv om vores fund var af borderline statistisk signifikans, en japansk undersøgelse fundet risiko for “diffuse” type mavekræft skal øges med besiddelse af G-allelen [31]. I forsøg gjorde vi for heterogenitet ved histologisk type kræft i æggestokkene, kun rs4072037 varieret med øget risiko for andre end invasiv serøs herunder især serøs borderline, mucinous, og endometrioide typer. Generelt alle histologiske typer af epiteliale tumorer i æggestokkene, både benigne og maligne, udtrykker MUC1 på celleoverfladen ved immunhistokemi [33]. Men en nylig undersøgelse under anvendelse af genekspression foreslået, at MUC1 ekspression er lavt i en undertype af invasive serøse tumorer [34].

MUC16

genet er lokaliseret på 19p13, som er ændret i en række af cancere, især i æggestokkene. I ovariecancer er 19p13 blevet identificeret som kromosomet bandet oftest involveret i strukturel omordning [35], [36]. Denne region har også vist sig at være stærkt amplificeret højkvalitets serøs carcinom [37]. Polymorfier rs12984471, rs1559168, rs2121133 er tagSNPs og blev udvalgt til vores undersøgelse, fordi de er repræsentative for forskellige regioner i

MUC16

gen. De mindre alleler af rs12984471 og rs1559168 indføre missense mutationer mens rs2121133 er inden for en intron [38]. Polymorfi rs2547065 blev valgt, fordi det tidligere blev undersøgt i forbindelse med epitel ovariecancer [39], og der indføres en missense-mutation, der potentielt kan bidrage til en funktionel modifikation af genproduktet. Blandt de

MUC16

polymorfier studeret, vi observerede sammenhænge mellem rs2547065 og kræft i æggestokkene risiko og mellem rs12984471 og overlevelse.

I en lille undersøgelse, der undersøgte to

MUC16

varianter herunder rs2547065 , Bouanene et al. observeret, at CC-genotypen var hyppigere i tilfælde (49%) end i kontrollerne (34%), ligner i retning til det, vi observerede, men ikke signifikant i deres undersøgelse, som omfattede kun 41 tilfælde og 76 kontroller [39]. På trods af at homozygote variant genotype (CC) af polymorfi rs2547065 var forbundet med kræft i æggestokkene risiko samlet og invasiv serøs kræft i æggestokkene i NECC data, vi var ude af stand til at validere dette fund i uafhængige data fra Nurses ‘Health Study. Med positive resultater fra vores undersøgelse, støttende resultater fra den eneste offentliggjorte undersøgelse relateret til denne SNP, men null resultater fra NHS, vil validering være nødvendig og er planlagt inden for kræft i æggestokkene Association Consortium.

MUC16

polymorfisme rs12984471 var den eneste SNP forbundet med overlevelse. Varianten allel, som tillægges dårligere overlevelse blandt alle tilfælde, også var korreleret med høj CA125 serumniveauer hos postmenopausale kvinder, især dem over 65 år Muligheden for, at sammenhængen mellem rs12984471 og overlevelse kan have en biologisk basis antydes af mulig funktionelle konsekvenser for MUC16 protein. Polymorfi rs12984471 ligger i den stort set karakteriseret ekstracellulære underenhed, hvor den C-varianten er ansvarlig for en konservativ missense mutation ændrer en glutamat til en aspartat [38], [40]. Konservative aminosyreændringer er teoretiseret til at give 40% sandsynlighed for genfunktion modifikation sammenlignet med en tavs mutation [41]. Således er det sandsynligt, at de missense mutationer forårsaget af denne polymorfi kan påvirke funktionen af ​​

MUC16

gen-produkt som foreslået af dens virkninger på CA125 niveauer i tilfælde.

Som konklusion, vores undersøgelse undersøgt fire SNP’er i

MUC16

(CA125) og tre SNPs i

MUC1

(CA15.3) i relation til kræft i æggestokkene risiko og overlevelse i New England case-kontrol undersøgelse. En af fire

MUC16

SNPs, rs2547065, var forbundet med øget risiko for kræft i æggestokkene. En anderledes

MUC16

SNP, rs12984471, var forbundet med overlevelse og også korreleret med serumniveauer af CA125. Af de tre

MUC1

SNPs studerede, vi fandt en, rs4072037, som viste betydelig heterogenitet ved histologiske type. Vi havde mulighed for at undersøge en af ​​disse resultater, rs2547065 med øget risiko, i data fra Nurse Health Study. Konstateringen blev ikke valideret rejse spørgsmålet om chancen til at forklare vores fund. Men sammenslutningen af ​​rs12984471 i

MUC16

med overlevelse har nogle biologisk støtte, at det også er korreleret med CA125 niveauer. Da vores undersøgelse befolkning er sammensat af primært kaukasiske kvinder, var vi ikke i stand til at generalisere vores resultater til andre etniske grupper. Vores undersøgelse bør ikke betragtes endelig fordi vi målrettet SNPs i modsætning til at gennemføre en omfattende gen eller genom bred undersøgelse. Evaluering af et bredere sæt tagging SNP’er er planlagt i kræft i æggestokkene Association Consortium.

Støtte oplysninger

Metoder S1.

Supplerende metoder på alder og klassifikation histologiske type, statistiske modeller, og SNP udvælgelse og genotyping

Doi:. 10.1371 /journal.pone.0088334.s001

(DOCX)

Tak

Vi vil gerne takke deltagerne og ansatte i NHS og NHSII kohorter for deres værdifulde bidrag samt de følgende statslige kræftregistre for deres hjælp: AL, AZ, AR, CA, CO, CT, dE, FL , GA, ID, IL, IN, IA, KY, LA, ME, MD, MA, MI, NE, NH, NJ, NY, NC, ND, OH, OK, OR, PA, RI, SC, TN, TX , VA, WA, WY. Desuden blev denne undersøgelse godkendt af Connecticut Department of Public Health (DPH) Menneskelige Undersøgelser udvalg. Visse data, der anvendes i denne publikation blev opnået fra DPH. Forfatterne påtage sig det fulde ansvar for analyser og fortolkning af disse data.