PLoS ONE: Glutathion S-transferase Gene polymorfier og behandling Outcome i livmoderhalskræft Patienter under Samtidig Chemoradiation

Abstrakt

Formål

Cisplatin baserede samtidig chemoradiation (CRT) er den standard behandling for lokalt fremskreden livmoderhalskræft (CC). Glutathion S-transferase (GST) er en fase II antioxidant enzym fremkaldt af oxidativt stress genereret af narkotika og reaktive oxidanter. Den foreliggende undersøgelse blev foretaget for at evaluere sammenslutning af

GSTM1

,

T1

P1

polymorfier med resultatet af CRT behandling i CC patienter.

Metoder

i alt 227 livmoderhalskræft kræftpatienter med trin IIB-IIIB behandlet med den samme kemostråleterapi regime blev inkluderet og genotype for

GSTM1

,

T1

P1 Salg gen polymorfier efter multiplex polymerasekædereaktion (mPCR) og PCR-restriktionsfragmentlængde-polymorfisme (PCR-RFLP). Samlet overlevelse blev vurderet ved hjælp af Kaplan-Meier overlevelse funktion og Cox proportional hazard model. Alle data blev analyseret ved hjælp af SPSS (version 21.0).

Resultater

Stratificeret analyse viste, at

GSTM1

null (M1-) genotype var forbundet med en signifikant bedre overlevelse blandt patienter med stadium IIB livmoderhalskræft (log-rank

P

= 0,004) end sager med stadie IIIA /IIIB. Død og gentagelse var signifikant højere hos patienter med

GSTM1

nuværende genotype (M1 +) (

P

= 0,037 og

P

= 0,003 henholdsvis) og dem med M1- viste reduceret fare for død med en justeret hazard ratio ‘HR’ på 0,47 (95% CI, 0,269-0,802,

P

= 0,006). Kvinder med M1- genotype samt i kombination med

GSTT1

null (T1),

GSTP1

(AG + GG) og

GSTT1

null /

GSTP1 Hotel (AG + GG) viste bedre overlevelse og også nedsat risiko for død (HR = 0,31,

P

= 0,016; HR = 0,45,

P

= 0,013; HR = 0,31,

P

= 0,02 henholdsvis).

konklusioner

Så vidt vi ved, er dette den første undersøgelse for at korrelere sammenslutning af

GSTM1

,

T1

og

P1

gen polymorfier med behandling resultatet af CRT behandlet CC patienter. Vores resultater antydede, at individer med

GSTM1

null genotype og i kombination med

GSTT1

null og

GSTP1

(AG + GG) havde en overlevelse fordel. Sådanne genetiske undersøgelser kan give prognostisk information i CRT behandlet CC patienter

Henvisning:. Abbas M, Kushwaha VS, Srivastava K, Banerjee M (2015) Glutathion S-transferase Gene polymorfier og behandling Outcome i livmoderhalskræft Patienter under Samtidig Chemoradiation. PLoS ONE 10 (11): e0142501. doi: 10,1371 /journal.pone.0142501

Redaktør: Ken Mills, Dronningens University Belfast, Storbritannien

Modtaget: April 24, 2015; Accepteret: 22 oktober 2015; Udgivet: November 16, 2015

Copyright: © 2015 Abbas 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: Alle relevante data er inden papiret

Finansiering:. Dette arbejde blev støttet af Rådet for Videnskab og Teknologi, Uttar Pradesh, Indien; Centre of Excellence (Higher Education) Uttar Pradesh, Lucknow, Indien; Indiske Råd for Medicinsk Forskning, New Delhi, Indien; og Institut for Videnskab og Teknologi, New Delhi, Indien

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

Introduktion

Cisplatin baserede samtidig chemoradiation (CRT. ) er den standard behandling anvendes til patienter med lokalt fremskreden livmoderhalskræft. Det er kendt at forbedre overlevelsen og reducere recidivraten [1-2]. Men primær eller erhvervet chemoradioresistance er alvorlige kliniske problemer, der bidrager til recidiv, progression og dødelighed [3-4]. Lokale og fjerne tilbagefald forekomme på grund af overlevelsen af ​​nogle kræftceller, der fører til behandlingssvigt. Derfor er nye og mere effektive metoder kræves for at løse dette problem. Mekanismerne bag de heterogene reaktioner på behandling blandt patienter er multifaktoriel og inddrage variabilitet i genetiske konstitution. Der er stigende tegn på, at gener involveret i stofskiftet, DNA-reparation og intracellulær signalvej kan påvirke individuel variation til behandling respons og toksicitet [5-6]. Der er en konstant søgen efter nye prognostiske og prædiktive faktorer for at individualisere behandlingsregimer.

De cytotoksiske virkninger af både stråling og kemoterapi medieres primært gennem generering af reaktive ilt arter (ROS) og deres biprodukter forårsager celleskader . Tumoren celledød ved ROS er enten ved direkte cytotoksisk virkning eller intracellulære apoptotiske veje. Derfor forskellige enzymer, der påvirker ROS omfang sandsynligvis vil påvirke patientens prognose efter behandling [7-8]. Glutathion S-transferase (GST) er en fase II-metabolisk enzym, der spiller en vigtig rolle i cellulær forsvar mod mange skadelige kemikalier, der produceres både eksogent og endogent [9-10]. Den beskytter celler mod oxidativ skade ved at katalysere konjugering af ROS [11-12] og også detoxifies forskellige kemoterapeutiske midler, såsom alkyleringsmidler, platinforbindelser og adriamycin [3]. Glutathion (GSH) er en af ​​de vigtigste afgiftende midler, som kan påvirkes af metaboliske enzymer, der bruger tripeptider som substrater. På tidspunktet for kemoterapi, tilstrækkelig aktivitet af GST er afgørende, eftersom under enzymkatalyserede konjugering reaktion med GSH, vandopløseligheden af ​​lægemidler og andre toksiske materialer stiger, og kan fjernes fra kroppen [13-14]. Mange undersøgelser har vist, at genetisk variation i disse enzymer, herunder

GSTP1

A313G (rs1695, Ile105Val) og hele gen deletioner i

GSTM1

GSTT1

have indflydelse på overlevelse og toksiciteter i forskellige kræftformer behandlet med platin agenter og stråling [9, 15-17].

på grund af den frie radikaler aktivitet og afgiftning af platin agenter, rolle GST i behandlingsrespons og overlevelse i livmoderhalskræft kræftpatienter er plausibel. I den foreliggende undersøgelse har vi undersøgt patienternes overlevelse og tilbagefald i forhold til

GSTM1

,

T1

P1

gen polymorfier efter behandling med cisplatin baseret samtidig chemoradiation ( CRT).

Materialer og metoder

Etik Statement

livmoderhalskræft patienter, der var under cisplatin baseret samtidig chemoradiation (CRT) på Stråleterapien af ​​kong George Medical University (KGMU ), blev Lucknow, Indien (fra 2009 til 2011) er inkluderet i denne undersøgelse. Denne undersøgelse blev godkendt af Institutional etiske komité for KGMU og alle patienter forudsat skriftligt informeret samtykke for deres deltagelse i undersøgelsen.

Patienter Valg og Sample Collection

Fem milliliter venøse blodprøver blev opnået fra 244 forsøgspersoner i begyndelsen af ​​behandlingsplanen. Patienterne var af samme etnicitet, trin IIB-IIIB ifølge International Federation of Gynækologi og obstetrik (FIGO), uden tilhørende co-morbide tilstande og udsat for første kursus behandling af CRT. Demografiske og kliniske karakteristika for patienter blev opnået fra medicinske journaler, mens iscenesættelse og klinisk diagnose af patienter blev udført af ekspert klinikere som pr retningslinjer for FIGO.

Behandling og reaktion Evaluering

Kemoterapi og stråledosis var samme for alle patienter. De modtog bækken strålebehandling ved ekstern bestråling (for en total dosis på 50 Gy i 25 fraktioner) med ugentlig samtidig cisplatin (40 mg /m

2) efterfulgt af tre anvendelser af høj dosishastighed (HDR) intracavitory brachyterapi 7 Gy /fraktion på ene ugers interval. De patienter, der ikke gennemfører den planlagte chemoradiation dosis eller krænket behandling protokol blev udelukket fra undersøgelsen. Reaktionen på behandlingen blev målt ved RECIST kriterier version 1.0 efter en måneds behandling. Kvinderne blev fulgt op efter behandling og kontrolleret for overlevelse. Det primære endepunkt var samlet overlevelse (OS) fra tidspunktet for diagnosen til datoen for død uanset årsag. Kvinder, der var i live ved afslutningen af ​​undersøgelsen blev censureret.

Genotypning

Genomisk DNA blev ekstraheret fra perifere blodprøver ved standard saltning ud metode med små modifikationer [18-19], kontrolleres på 1% agarose gel og kvantificeret i en biophotometer (Eppendorf, Tyskland).

GSTM1

T1

null genotyper (M1- og T1-) blev påvist ved hjælp af multiplex polymerasekædereaktion (mPCR) under anvendelse af specifikke primere.

GSTP1

313A . G polymorfi blev genotype ved PCR-Begrænsning polymorfisme (PCR-RFLP) ved hjælp af specifikke primere og

Alw26

I restriktionsenzym [20]

Statistisk analyse

demografiske og kliniske oplysninger blev sammenlignet på tværs genotyper hjælp χ

2 analyse og Fishers eksakte test. Genotype effekt på den samlede overlevelse (OS) blev evalueret ved Kaplan-Meier-funktion og Cox proportional hazard model. Forskellene i OS på tværs af forskellige genotyper blev sammenlignet ved hjælp af log-rank test. Hazard ratio (timer) og 95% konfidensintervaller (CIS) blev anslået ved hjælp af multivariat Cox proportional hazard model /Cox regressionsanalyse med justering for alder, patologisk stadie og histopatologi. Alle

P

værdier var tosidede og forskelle blev betragtet som statistisk signifikant for

P

0,05. De statistiske analyser blev udført af SPSS (version 21.0).

Resultater

Blandt 244 livmoderhalskræft inkluderede patienter, 227 blev inkluderet i undersøgelsen. Sytten patienter havde protokol overtrædelser, hvoraf tre ikke påbegynde behandling, fik to ikke samtidig modtage kemoterapi, en modtaget yderligere kemoterapi og elleve gjorde ikke komplet behandling.

Kliniske Karakteristik af patienter

gennemsnitsalder af patienterne var 49,0 ± 8,68 år. Histopatologisk analyse viste 216 patienter (95,2%) med pladecellecarcinom og resterende 11 (4,8%) med adenocarcinom. Fordelingen af ​​pladecellekræft i tre kategorier var 96 godt (44,4%), 79 moderat (36,6%) og 21 fattige (9,7%), mens nogen differentiering blev rapporteret i histopatologisk rapport af 20 tilfælde (9,3%). Iscenesættelsen af ​​tumor i henhold til FIGO var 117 tilfælde (51,5%) med fase IIB og 110 (48,5%) med stadie IIIA + IIIB (tabel 1).

Genotypning

distribution af

GSTM1

genotyper viste 64,8% tilfælde med

GSTM1

stede (M1 +) og 35,2% med

GSTM1

null (M1-), mens fordelingen af ​​

GSTT1

viste 77,5% tilfælde med

GSTT1

stede (T1 +) og 22,5% med

GSTT1

null (T1). Fordelingen af ​​

GSTP1

genotyper viste 56,4% tilfælde med AA, 43,6% med AG + GG. Adenocarcinom af livmoderhalsen var signifikant højere i de patienter, der har AG + GG genotype

GSTP1

(

P

= 0,02). Men fordelingen af ​​

GSTM1

,

T1

P1

ikke (

P

0,05) viser signifikant sammenhæng med alder og klinisk fase ( tabel 1).

Overlevelse af patienter

Den mediane follow-up periode for alle patienter var 34 måneder (interval, 4.2-63.0 måneder). I løbet af undersøgelsen periode (2009-2011) 31,3% af patienterne bukkede under for døden. Den mediane overlevelse var ikke nået, og samlet betyder overlevelse var 49,4 måneder (95% CI = 46,78-52,01). Det blev observeret af fase-stratificeret analyse, at den samlede overlevelse blandt patienter med stadie IIB var signifikant bedre end hos dem med stadie IIIA /IIIB i tilfælde af

GSTM1

null (M1-) individer (log-rank

P

= 0,004). Sygdom gentagelser blev indspillet i 42 kvinder (18,5%). De fleste af de patienter med

GSTM1

null genotype (M1-) var i live og sygdomsfri ved afslutningen af ​​undersøgelsesperioden (

P

= 0,037 og

P

= 0,003, henholdsvis), mens ingen med

GSTT1

P1

genotyper udstillet lignende respons (tabel 1). Den multiple test for alle tre undersøgte gener med klinisk-patologiske karakteristika viste, at risikoen for recidiv blev signifikant reduceret i

GSTM1

null /

GSTT1

null og

GSTM1

null /

GSTP1

AG + GG (

P

= 0,004 og

P

= 0,021 henholdsvis). Ingen af ​​de andre kombinationer viste nogen signifikant association.

Effekt af GST genotyper på Survival

Kaplain-Meier funktion og Log rank test for overlevelse i tilfælde med

GSTM1

,

T1

P1

genotyper er vist i figurerne 1 og 2. i Kaplain-Meier-kurve,

GSTM1

null genotype (M1-) var associeret med bedre samlet overlevelse (log-rank,

P

= 0,004). Den samlede overlevelse hos kvinder med

GSTM1

null (M1-) genotype og

GSTT1

null (M1- /T1) og

GSTP1

(M1- /AG + GG ) var signifikant bedre (log-rank,

P

= 0,021 og

P

= 0,032 henholdsvis).

Survival forskel ved log-rank test.

Survival forskel ved log-rank test.

Foreningen af ​​

GSTM1

,

T1

og

P1

genotyper med samlet overlevelse som analyseret ved Cox proportional hazard model, justeret for alder, stadium og histopatologi er vist i tabel 2. Der var signifikant reduktion i risiko for død til 0,47 blandt kvinder med

GSTM1

null genotype (M1-) sammenlignet med kvinder, der har

GSTM1

stede (M1 +) genotype (95% CI, 0,269-0,803,

P

= 0,006). Der var ingen signifikant sammenhæng med

GSTT1

null og

GSTP1

AG + GG genotyper. Desuden viste den kombinerede effekt, at alle tre gener har indflydelse på overlevelse. Kvinder med

GSTM1

null genotype i kombination med

GSTT1

null (M1- /T1) og

GSTP1

(M1- /AG + GG) viste yderligere reduceret risiko for død [hazard ratio justeres (HR) = 0,31, 95% CI, 0,121-0,805,

P

= 0,016; 0,45, 95% CI, 0,243-0,846,

P

= 0,013 henholdsvis]. Den justerede HR forbundet med tredobbelt GST genotype kombinationer er vist i tabel 2. Analysen viste bedre overlevelse hos patienter med

GSTM1

null /

GSTT1

null /

GSTP1

AG + GG genotype kombination (HR = 0,31, 95% CI, 0,120-0,836,

P

= 0,02).

diskussion

De vigtigste prognostiske faktorer i livmoderhalskræft patienter primært behandlet med kemo-stråleterapi er scenen og tumor histologi [21]. Men den prognostiske oplysninger fra tumor scenen og histologi er ikke i et omfang, at de kan bruges til at opfylde de nuværende krav til optimal terapi. Toksiciteten og omkostningerne ved yderligere behandling kan kun begrundes i undergruppen af ​​patienter med høj risiko for lokale såvel som fjernt tilbagefald. Selvom chemoradiation forbedrer overlevelsen og locoregional kontrol, 5 år samlede overlevelsesraten væsen ~ 60% [22].

Virkningerne af kemoterapi og strålebehandling er potentielt ændret af GST-enzymer [23-24]. Der blev gjort forsøg på at identificere genetiske polymorfier i

GST

gen, som kan være en prædiktiv markør for respons og overlevelse til cisplatin baseret samtidig chemoradiation (CRT) i patienter med fremskreden livmoderhalskræft. Cisplatin (CDDP), der almindeligvis anvendes til behandling af livmoderhalskræft er afgiftet dels ved

GST

enzyme.It blev bekræftet, at øget GST udtryk i tumorceller bestemmer resistens over for cisplatin og andre platin-forbindelser [25-27] . Den direkte involvering af

GSTP1

i afgiftning af CDDP er ved at danne CDDP-GSH addukter [28-29].

Mange undersøgelser antydet, at GST spiller en vigtig rolle i udviklingen af ​​tumorceller modstand til behandling. Reaktive ilt arter (ROS) genereres under behandlingen fra begge regimer

dvs.

. kemoterapi og strålebehandling. ROS genereres også som en del af den cytotoksiske aktivitet af kemoterapeutiske midler [30-31]. Strålebehandling kan dræbe kræftceller, enten direkte gennem effekt på target molekyler eller indirekte gennem ROS. Disse ROS kan beskadige celler, proteiner og DNA eller andre cellulære molekyler.

To mulige mekanismer er blevet foreslået til en associering mellem GST genotyper og behandlingsresultat, en involverer forskelle i kræftfremkaldende skader på DNA, og den anden, forskelle i afgiftning ved behandling agenter eller GST-medieret beskyttelse mod oxidative skader under behandlingen [23]. Foruden GST, er genetiske polymorfier i DNA-reparation gener også kendt for at være forbundet med livmoderhalskræft og behandlingsresultater af CRT [32-33]. Et af de vigtige DNA reparation gener påvirker respons livmoderhalskræft til neoadjuverende kemoterapi var

XRCC1

gen variant i codon 399 [34]. En anden gen variant

RAD51

G172T viste også association i samlet overlevelse af cervikale kræftpatienter behandlet med CRT [2].

Mange undersøgelser viste en sammenhæng mellem polymorfier af

GSTM1

og

T1

med behandling udfald hos patienter med brystkræft eller børneleukæmi [7,35], men ingen sammenhæng blev fundet i kolorektal cancer [11]. Ingen individuelle effekt af

GSTM1

eller

T1

genotyper blev fundet, men i kombination, blev null genotyper af begge forbundet med dårlig overlevelse i ovariecancer [36-37]. I nærværende undersøgelse blev en reduceret risiko for død og bedre samlet overlevelse observeret blandt CRT behandlede kvinder med null genotype af

GSTM1 Hotel (M1-

)

, især i kombination med

GSTT1

null (M1- /T1) og

GSTP1

(M1- /AG + GG) (tabel 2). Disse resultater stemmer overens med den hypotese, at behandlingen ville være mere succesfuld blandt patienter med mindre eller ingen GST aktivitet.

Ifølge Stanulla et al., Risikoen for recidiv blev reduceret blandt børn med

GSTM1

null,

GSTT1

null og

GSTP1

GG genotyper i akut lymfoblastær leukæmi [38]. Dette sandsynligvis resulteret i nedsat eller ingen enzymatisk aktivitet. Den foreliggende undersøgelse viste også et lignende resultat

jeg

.

e

. en betydelig reduktion i tilbagefald blandt kvinder kun med

GSTM1

null genotype (M1-).

En sammenslutning af

GSTP1

med både erhvervet og iboende modstand mod cisplatin blev observeret i humane coloncancer-celler [39]. Kræft i spiserøret patienter med nedsat intratumoral

GSTP1

niveauer, og der blev behandlet med FU /cisplatin baseret kemostråleterapi viste bedre overlevelse [40]. Men McLeod et al., Ikke finde en sammenhæng mellem

GSTP1

-A313G polymorfi og reaktion på oxaliplatin kemoterapi i kolorektal cancer [41]. Den foreliggende undersøgelse viste, at

GSTP1

AG + GG polymorfi individuelt viste ikke nogen sammenhæng med overlevelse, men i kombination med

GSTM1

null genotype (M1- /AG + GG) og begge

GSTM1

GSTT1

null genotype (M1- /T1 /AG + GG) viste reduceret hazard ratio, hvilket betyder en bedre samlet overlevelse.

Konklusion

Vores resultaterne viste, at

GST

genotyper korrelerer med det kliniske resultat af CRT behandlede livmoderhalskræft patienter. De interindividuelle forskel medfører differentieret aktivitet af GST enzymer således have indflydelse på udfaldet behandling. Men for at den genetiske variation i

GST

polymorfier mellem individer kan studeres i større patientgrupper med henblik udvikle nyttige terapeutiske regimer.

Tak

Vi takker Rådet for Science og teknologi-Uttar Pradesh (CST-UP) og Centre of Excellence (Higher Education) UP Govt, Lucknow, Indien.; Indiske Råd for Medicinsk Forskning (ICMR) og Institut for Videnskab og Teknologi (DST), New Delhi, Indien for deres økonomiske støtte. M. A. er taknemmelige til ICMR til forskning fællesskab.