PLoS ONE: Instrumental Variabel Estimering af den kausale Effekt af plasma 25 Hydroxy–vitamin D på kolorektal cancer Risiko: En Mendelsk Randomisering Analyse

Abstrakt

D-vitamin-mangel er blevet forbundet med flere almindelige sygdomme, herunder kræft og bliver undersøgt som en mulig risikofaktor for disse betingelser. Vi rapporterede det slående forekomst af D-vitaminmangel i Skotland. Tidligere epidemiologiske studier vist en sammenhæng mellem lav kosten D-vitamin og kolorektal cancer (CRC). Ved hjælp af en case-kontrol undersøgelse design, vi testede sammenhængen mellem plasma D25-hydroxy-vitamin (25-OHD) og CRC (2.001 sager, 2.237 kontroller). For at bestemme om plasma 25-OHD niveauer er kausalt forbundet med CRC risiko, vi anvendte kontrolfunktionen instrumental variabel (IV) fremgangsmåde af den Mendelsk randomisering (MR) tilgang med fire enkelt nukleotid polymorfier (rs2282679, rs12785878, rs10741657, rs6013897) tidligere vist at være forbundet med plasma 25-OHD. Lav plasma 25-OHD niveauer blev forbundet med CRC risiko i den rå model (odds ratio (OR): 0,76, 95% konfidensinterval (CI): 0,71, 0,81, p: 1,4 × 10

-14), og efter justering for alder, køn og andre forstyrrende faktorer. Ved hjælp af en allel score, der kombinerede alle fire SNPs som IV, den anslåede kausal effekt var OR 1,16 (95% CI 0,60, 2,23), mens det var 0,94 (95% CI 0,46, 1,91) og 0,93 (0,53, 1,63), når du bruger en opstrøms (rs12785878, rs10741657) og en nedstrøms allel score (rs2282679, rs6013897), hhv. 25-OHD niveauer blev omvendt forbundet med CRC risiko i forståelse med de seneste metaanalyser. Det faktum, at denne konklusion ikke blev gentaget, da MR fremgangsmåde blev anvendt kan skyldes svage instrumenter, der giver lav effekt til at demonstrere en effekt ( 0,35). Forekomsten og graden af ​​D-vitaminmangel blandt personer, der bor i nordligere breddegrader, er af stor betydning på grund af dens forhold til sygdom. For at belyse effekten af ​​D-vitamin på CRC kræftrisiko, er yderligere store undersøgelser af vitamin D og CRC risiko kræves og /eller anvendelsen af ​​alternative metoder, der er mindre følsomme over for svage instrument restriktioner

Henvisning:. Theodoratou E , Palmer T, Zgaga L, Farrington SM, McKeigue P, Din FVN, et al. (2012) Instrumental Variabel Vurdering af den kausale Effekt af plasma 25 Hydroxy–vitamin D på kolorektal cancer Risiko: En Mendelsk Randomisering Analysis. PLoS ONE 7 (6): e37662. doi: 10,1371 /journal.pone.0037662

Redaktør: Siu Tim Cheung, University of Hong Kong, Hongkong

Modtaget: November 29, 2011; Accepteret: April 23, 2012; Udgivet: 6 juni 2012

Copyright: © 2012 Theodoratou 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 arbejde blev støttet af følgende tilskud: Cancer Research UK tilskuddet (C348 /A12076), Medical Research Council (G0000657-53203) og Scottish Executive Chief Scientist kontor (CZH /4/529, CZB /4/449), og et center Grant fra CORE som en del af fordøjelsessystemet Cancer Campaign. Dr. Theodoratou er finansieret af Cancer Research UK Fellowship C31250 /A10107. Dr. Palmer er finansieret af MRC center tilskud G0600705. Dr. Zgaga er støttet af USA National Institute for Sundhed- National Cancer Institute U19 program tilskud (1U19CA148107-01) som en del af corect konsortium. De finansieringskilder 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

D-vitamin kan indtages eller syntetiseres i huden fra inaktive forstadier gennem virkningen af ​​UV sollys. Dens aktive form, 1,25 (OH)

2D (1,25 (OH)

2D

2 og /eller 1,25 (OH)

2D

3) er fremstillet efter to hydroxylering trin i leveren og nyrerne (figur 1) [1]. Forekomsten af ​​D-vitaminmangel i Skotland er høj på grund af høj nordlig bredde, ofte overskyet vejr (manglende sollys forringer D-vitamin syntese i vintermånederne), indendørs orienteret livsstil og dårlig kost, og så rutine D-vitamin og calcium tilskud for bundet til hjemmet ( 65 år) anbefales [2]. I en nylig undersøgelse af over 2000 raske individer, der bor i Skotland, fandt vi, at 77,5% af de personer, var D-vitamin mangel [3]. Selv Reference Nutrient indtagelse (RNI) af D-vitamin fra Den Rådgivende Videnskabelige Komité om ernæring i Skotland for folk over 65 år er 10 ug pr dag [4], er der en stor variation af de anbefalede daglige tilførsel (ADT) ved forskellige forskergrupper og institutioner [5] – [8]

D-vitamin er blevet anset for relevante for skelet sygdomme og calcium stofskiftet, men der er voksende beviser for, at D-vitaminmangel kan være en risikofaktor for kræft. , kardiovaskulære, metaboliske, infektiøse og autoimmune sygdomme [3]. Især kan D-vitamin påvirke kolorektal cancer (CRC) risiko via dets binding til vitamin D-receptoren (VDR) [9] påvirke celleproliferation, differentiering, apoptose og angiogenese [10], [11] eller påvirke insulinresistens [12] . Resultater fra case-kontrol og kohorteundersøgelser er ikke entydige, men skyldes kohortestudier måler 25-hydroxy-vitamin D (25-OHD) i blodet eller serummet er mere konsekvent indikerer en omvendt sammenhæng med CRC [13] – [15] .

Etablering årsagssammenhænge mellem miljømæssige eksponeringer og almindelige sygdomme ved hjælp af konventionelle metoder til observationsstudier er problematisk på grund af uløste confounding, omvendt årsagssammenhæng og selektionsbias [16]. Teorien understøtte Mendelsk randomisering (MR) tilgang er baseret på den tilfældige sortiment af alleler på tidspunktet for dannelse gamet, hvilket svarer til et randomiseret kontrolleret forsøg, hvor mennesker er tilfældigt allokeret til terapeutiske indgreb. Det vigtigste begreb en MR undersøgelse er baseret på tre relationer: genotype-mellemliggende fænotype; mellemliggende fænotype-sygdom; genotype-sygdom [17], [18] og det kan bruges til at identificere kausale miljørisikofaktorer uden de adskillige potentielle problemer med observationel epidemiologi [19]. MR tilgang kan også styrke kausale konklusioner ved at begrænse reverse årsagsfaktorer problemer (biologiske, gennem eksponering opgave, på grund af rapportering skævhed), selektionsbias og regression fortynding skævhed [19]. Figur 2 illustrerer, hvordan dette begreb anvendes til at informere kausal inferens.

Instrumental variable modeller bruger foreninger C og A til at estimere den kausale effekt af en risikofaktor på et resultat (B).

det analytiske fremgangsmåde anvendes her for MR er den instrumentale variabel (IV) model, hvori det genetiske variant behandles som et instrument, der antages at være forbundet med sygdommen kun gennem dens forbindelse med det mellemliggende fænotype [18]. Dette kræver for det første identifikation af en eller flere genetiske varianter (typisk en enkelt-nukleotid polymorfisme eller SNP) som IV, der er kendt fra offentliggjorte data at være forbundet med fænotypen [18]. De tre centrale forudsætninger MR tilgang er: a) genotypen er forbundet med fænotype; b) genotypen er uafhængig af målte og ikke målte konfoundere; og c), at effekten af ​​genotypen på resultatet formidles kun gennem den mellemliggende fænotype (ingen pleiotropi) [17], [18].

I denne undersøgelse vi satte sig for at vurdere forholdet mellem CRC, plasma 25-OHD niveauer og genotype ved 4 genetiske loci tagging gener involveret i vitamin D-metabolisme (tabel S1), og som tidligere er blevet vist at være associeret med D plasma-vitamin-niveauer i en poolet meta-analyse af genom Association Studies [20]. For at vurdere, om der er en årsagssammenhæng mellem plasma 25-OHD og CRC risiko anvendte vi kontrolfunktionen IV estimatoren.

Metoder

Etik Statement

Etisk godkendelse til den SOCCS studiet blev opnået fra multicenter Research Ethics udvalg for Skotland (referencenummer 01/0/05) og fra forskning og udvikling Office of NHS Lothian (referencenummer 2003 /W /GEN /05).

undersøgelse Befolkning

Vi studerede en delmængde af 2.001 sager og 2.237 kontroller fra en case-kontrol undersøgelse af CRC (undersøgelse af tyk- og endetarmskræft i Skotland, SOCCS). Vi havde til formål at rekruttere alle hændelse tilfælde (1999-2006) af adenocarcinom i colorectum præsentere kirurgiske enheder i Skotland (18-79 år). Undtagelser var patient død før konstatering, patient for syg til at deltage, tilbagevendende tilfælde, eller patienten ude af stand til at give informeret samtykke på grund af indlæringsvanskeligheder eller andre medicinske tilstande. Vi rekrutterede omkring 40% af alle hændelse sager i Skotland i løbet af forsøgsperioden. I samme periode kontroller blev trukket tilfældigt fra en population-baserede register (samfund sundhed indeks) og inviteret til at deltage. Erhvervsfrekvensen blandt dem nærmede var ca. 58% for sager og en anslået 57% for kontrol. Mere end 99% af undersøgelsens deltagere var hvide kaukasisk (se [21] for yderligere rekruttering detaljer).

De emner afsluttet et spørgeskema med livsstil og kræft information og de blev bedt om at rapportere deres status et år før diagnose eller rekruttering, herunder oplysninger om deres generelle sygehistorie, fysisk aktivitet, rygning status, indtagelse af enhver regelmæssig indtagelse af aspirin og NSAID, højde, vægt og taljemål blev registreret. Derudover en semi-kvantitativ mad frekvens spørgeskema (Scottish Collaborative Group FFQ, Version 6.41) blev afsluttet af deltagerne (https://www.foodfrequency.org), som bestod af 150 fødevarer og de personer, blev bedt om at beskrive mængden og hyppigheden af enkelte fødevarer på listen, de har spist et år forud for diagnosen eller rekruttering. Yderligere information om spørgeskemaerne blev fremlagt i detaljer tidligere [21]. Desuden blev hver rekrutteret kræft emne tildelt en amerikanske Blandede Cancer (AJCC) fase stammer fra en syntese af kliniske, patologiske og billedbehandling oplysninger [22]. Endelig for en delmængde af kræfttilfælde (1423, af disse 1376 med 25-OHD målt) var der oplysninger om de symptomer, de havde udviklet før ansættelsen. Vi grupperet sagerne i fire kategorier: (1) ingen symptomer (190 tilfælde), (2) milde symptomer (290; herunder: ændring i afføringsvaner, forstoppelse, intermitterende diarré og forstoppelse, hyppigere afføring, diarré, løs afføring, overskydende vind, slim i afføring og abdominal ubehag) og (3) alvorlige symptomer (220; herunder rektal blødning, opkastning, vægttab, tab af energi, tab af appetit og kvalme) og (4) både, milde og alvorlige symptomer (676) .

familie historie risiko blev bestemt i henhold til skotske regering retningslinjerne for kræft (https://www.sehd.scot.nhs.uk/), kriterierne for høj familiehistorie risiko for kolorektal cancer er: 1) mindst tre familiemedlemmer ramt af colorektal cancer eller mindst to med kolorektal cancer og en med endometriecancer i mindst to generationer; én påvirkede slægtning skal være 50 år på diagnose og en af ​​de pårørende skal være en første grads slægtning af de to andre; eller 2) tilstedeværelsen af ​​HNPCC-syndrom; eller 3) uprøvede første slægtninge af kendte genbærere. Kriterierne for moderat risiko er: 1) en første grads slægtning ramt af kolorektal cancer, når alderen 45 år; eller 2) to berørte første slægtninge med en alderen 55 år,; eller 3) tre berørte slægtninge med kolorektal eller endometriecancer, som er første slægtninge fra hinanden og én en første grads slægtning af konsulenten. Personer, der ikke opfylder alle ovennævnte kriterier er klassificeret som lav familiehistorie risiko (den skotske regering kræft retningslinjer). Til denne analyse slægtshistorie blev kodet som lav vs. medium /høj familie historie CRC.

Måling af plasma 25-OHD

væskekromatografi-tandem massespektrometri (LC-MS /MS ) metode blev anvendt til måling 25-hydroxyvitamin D3 og D2. Denne artikel præsenterer den 25-OHD (de i alt 25 OHD2 og 25-OHD3); De fleste af vores prøver indeholdt ingen D2 ( 3 ng /ml). Den nedre grænse for detektion med LC-MS /MS-metoden var 4 ng /ml for D3 [23]. LC MS /MS-metoden blev udført efter standard protokoller og passende kvalitetskontrolprocedurer (herunder flere målinger på samme prøve fra vores kohorte og standardisering mod standard referencemateriale, SRM 972), og det er blevet vurderet som den foretrukne 25-OHD målemetoden til befolkningspolitik undersøgelser af et internationalt panel af eksperter [23]. Flere detaljer om denne metode kan findes andre steder [23], [24]. Til analysen 25-OHD målinger blev standardiseret til at fjerne den fremtrædende effekt af den måned, hvor blodet blev taget på 25-OHD-koncentration, som beskrevet i detaljer i Zgaga et al [3].

Genotypning data

DNA-prøver blev nøjagtigt kvantificeret ved Pico-GreenTM og kvalitet kontrolleres inden afsendelsen. Genotypebestemmelse blev foretaget ved hjælp af TaqMan i Wellcome Trust Clinical Research Facility (WTCRF) i Edinburgh. 2.000 emner for de rs2282679 blev genotype som en del af et array-baseret kandidat gen tilgang, ved hjælp af Illumina Infinium I Brugerdefineret vifte platform og udført af Illumina (San Diego). Case og kontrol DNA-prøver blev opbevaret med genotype og analyseret på samme måde. Ud over at undgå potentiel systematisk batch-til-batch variation eller partiskhed blev prøver anonymiseret med hensyn til hengivenhed status og blev tilfældigt fordelt inden plader. Data, var genstand for Illumina eller WTCRF kvalitetskontrol. Forudsætninger af Hardy-Weinberg ligevægt (HWE) blev testet ved hjælp af en chi-squared test.

Statistisk analyse

Den statistiske pakke, der bruges var Stata-version 11.0 (Stata Corp, College Station, Texas). Deltagerne blev inddelt i kvintiler baseret på de kombinerede fordelinger af sager og kontroller. Logistik regressionsmodeller blev brugt til at estimere styrken af ​​sammenhængen mellem CRC risiko og D-vitamin plasmaniveauer. Foreningerne blev testet i tre logistiske regressionsmodeller (rå model, model I og model II). Model I blev korrigeret for alder og køn og model II blev korrigeret for alder, køn, Carstairs Afsavn Index, energi (MJoules /dag), rygning (ikke-ryger, tidligere ryger og nuværende ryger), body mass index (BMI, kg /m

2, kontinuerlig), regelmæssig NSAID indtag (ja vs. nej), familie historie (lav vs medium /høj) for kræft og fysisk aktivitet (timers cykling og andre sportsaktiviteter, 4 grupper). Vi testede også foreningen efter sex, stadium af kræft på diagnosetidspunktet (AJCC), tilstedeværelse af symptomer og tid mellem diagnose og rekruttering lagdeling. Desuden sammenhængen mellem CRC og rs2282679, rs12785878, rs10741657 og rs6013897 blev testet. Datasæt for denne analyse var større, og det omfattede alle SOCCS undersøgelsens deltagere, for hvem genotypebestemmelse af udvalgte SNPs var en succes (op til 5449). Vi testede også interaktionen mellem genotypen og vitamin D plasmaniveauer på CRC ved at sammenligne en model med og uden et interaktionen mellem de to variabler, ved anvendelse af et likelihood ratio test. Forudsætninger af Hardy-Weinberg ligevægt blev testet ved hjælp af en chi-squared test.

For at estimere kausale odds ratio vi anvendt kontrolfunktionen IV estimatoren for en 3-niveau kategorisk instrument Z kodet 0, 1, 2 (SNP ) en kontinuerlig mellemprodukt fænotype X (plasma 25-OHD

3) og en binær udfald Y (CRC). Den første etape af kontrolfunktionen er en lineær regression af den mellemliggende fænotype (X) på instrumentet (s) (Z), som genererer forudsagte værdier for det mellemliggende fænotype. Det andet trin er en logistisk regression af resultatet (Y) på de forudsagte værdier af det mellemliggende fænotype, herunder de anslåede restprodukter fra første fase lineær regression i anden fase logistisk regression [25]. Rationalet er, at første fase residualer de kan være korreleret med ikke-målte forstyrrende faktorer. Foruden en rå model, vi også justeret for alder og køn. Styrken af ​​de anvendte instrumenter blev evalueret ved hjælp af F-statistik fra det første trin lineære regression, med værdier under 10 benyttes som bevis for et svagt instrument [26]. Endelig har vi anvendt fire yderligere IV estimatorer, som præsenteres og beskrives i det supplerende materiale (Metoder S1).

Resultater

Niveauer af plasma 25-OHD og CRC

Kolorektal kræftrisiko var forbundet med lavere niveauer af plasma 25-OHD i den rå model (Odds ratio (OR): 0,76, 95% konfidensinterval (CI): 0,71, 0,81, p: 1,4 × 10

-14), efter justering for alder og køn (OR: 0,75, 95% CI: 0,70, 0,81, p: 9,1 × 10

-15), og efter justering for alder, køn, Carstairs Afsavn Index, energi, rygning, BMI, regelmæssig NSAID indtagelse , familie historie af kræft og fysisk aktivitet (OR: 0,75, 95% CI: 0,69, 0,81, p: 4,6 × 10

-12) (tabel 1). Den 25-OHD CRC forening var stærkere for mænd (rå model: OR: 0,68, 95% CI: 0,62, 0,75, p: 1,1 × 10

-13) end kvinder (rå model: OR: 0,84, 95% CI : 0,76, 0,93, p: 0,0009) (tabel S2). Den 25-OHD CRC forening var ens for tidligt (rå model: OR: 0,79, 95% CI: 0,72, 0,86, p: 2,0 × 10

-8) versus sent AJCC etape (rå model: OR: 0,74, 95 % CI: 0,68, 0,80, p: 5,8 × 10

-12; tabel S3). Endvidere 25-OHD CRC forening var svagere for de CRC patienter, der ikke havde nogen symptomer på tidspunktet for diagnosen (rå model: OR: 0,87, 95% CI: 0,73, 1,02, p: 0,09), sammenlignet med dem med mild (rå model: OR: 0,80, 95% CI: 0,70, 0,91, p: 0,001) eller svære symptomer (rå model: OR: 0,78, 95% CI: 0,67, 0,90, p: 0,001; tabel S4). Endelig 25-OHD CRC forening var ens for de CRC patienter, der blev rekrutteret hurtigt efter diagnosen (rå model: OR: 0,77, 95% CI: 0,71, 0,83, p: 7,8 × 10

-5), når der sammenlignes til dem, der blev rekrutteret senere (rå model: OR: 0,76, 95% CI: 0,70, 0,83, p: 1,3 × 10

-10, tabel S5).

Genotype og Plasma 25 -OHD Niveauer

Der var ingen tegn til afgang fra HWE for alle fire SNP’er: rs2282679 p-værdi = 0,25, rs12785878 p-værdi = 0,78, rs10741657 p-værdi = 0,07 og rs6013897 p-værdi = 0,52. A allel af rs2282679 og T allel af rs12785878 var forbundet med højere niveauer af plasma 25-OHD (tabel 2). I særdeleshed fandt vi, at rs2282679 og rs12785878 genotyper var forbundet med en nedsat risiko for 25-OHD-mangel defineret som 10 ng /ml (rs2282679: for hver En allel OR = 0,88, 95% CI 0,80, 0,98, p = 0,02 ; rs12785878: for hver T-allelen OR = 0,89, 95% CI 0,79, 1,00, p = 0,05; rs10741657, tabel 2). Disse foreninger var ikke anderledes, når vi begrænset analysen kun i kontrollerne (data ikke vist).

Genotype og CRC

Generelt var der ingen tegn på en sammenhæng mellem nogen af fire SNP’er og CRC risiko (tabel 3). Når vi stratificeret efter plasma 25-OHD-niveauer blev rs10741657 SNP forbundet med en reduceret CRC risiko for dem med lav plasma 25-OHD niveauer (pr En allel eller = 0,88, 95% CI 0,75, 1,02, p = 0,09) og med en øget CRC risiko for dem af høj plasma 25-OHD niveauer (OR = 1,12, 95% CI 0,98, 1,27, p = 0,09), med en p-værdi på interaktion (p = 0,05).

Før påføring af MR tilgang, vi vurderet IV antagelser. Den første (som genotype er associeret med fænotypen) blev opfyldt, da vi valgte fire SNPs, der blev anset for at være knyttet til plasma 25-OHD-niveauer i en pooled metaanalyse af Genome Wide Association Studies [20]. Den anden (genotype er uafhængig af målte og ikke målte konfoundere) blev testet ved at undersøge, om instrumenterne var forbundet med nogen af ​​de målte forstyrrende faktorer, der kan påvirke forholdet mellem plasma 25-OHD niveauer og CRC (Tabel S6) og, som forventet [ ,,,0],27], var der ingen evidens for en sammenhæng mellem disse forstyrrende faktorer og genotyper. Endelig er den tredje antagelse (er effekt af genotype på resultatet medieret kun gennem den mellemliggende fænotype) blev testet ved afhøre af pleiotrope links af gener og SNPs, som vi for nylig oprettede [28]. For alle SNPs var der ingen tegn på pleiotropi og de blev kun fundet at være knyttet til D-plasma-vitamin-niveauer.

Brug af rs2282679 som IV, den anslåede kausal effekt af plasma 25-0HD på CRC risiko var 0,94 (95% CI 0,49, 1,83), og F-statistik for rs2282679 fra den første fase af IV analysen var 15,80 i alder og køn justeret analyse (tabel 4). Brug af rs12785878 som IV den kausale effekt var 1,23 (95% CI 0,60, 2,53), og F-statistik for rs12785878 fra den første fase af IV analysen var 13.50 (tabel 4). Brug af rs10741657 som IV den kausale effekt var 0,89 (95% CI 0,40, 1,98), og F-statistik for rs10741657 fra den første fase af IV analysen var 10,89 (tabel 4). Endelig giver de rs6013897 som IV den kausale virkning var 0,99 (95% CI 0,40, 2,45), og F-statistik for rs6013897 fra den første fase af IV analyse var 0,98 (tabel 4). Resultaterne af de øvrige IV estimatorer er præsenteret i tabel S7, S8, S9, og S10

Desuden har vi kombineret disse fire SNPs at danne tre allel scoringer:. 1) en allel score, der tilsammen alle fire SNP’er, 2) en opstrøms allel score, der kombineret SNP’er rs12785878 og rs10741657 og 3) en downstream allel score, der samlede de SNPs rs2282679 og rs6013897. Vi derefter bruges denne allel scores som IV. Den kausale effekt for den samlede allel score var 1,16 (95% CI 0,60, 2,23; F-statistik 16,52), for det opstrøms allel score var 0,94 (95% CI 0,46, 1,91; F-statistik 7.87) og for den nedstrøms allel score var 0,93 (95% CI 0,53, 1,63; F-statistik 12,67). (tabel 4)

diskussion

Niveauer af plasma 25-OHD og CRC

i denne undersøgelse , lave niveauer af plasma 25-OHD var forbundet med en højere risiko for CRC i hele prøven og efter lagdeling for sex, tumor scenen og sværhedsgraden af ​​symptomer ved præsentationen. Disse resultater er i overensstemmelse med to nylige metaanalyser af serum eller plasma prospektive undersøgelser [14], [29]. Desuden en systematisk gennemgang og meta-analyse af kolorektal adenom (CRA) viste en nedsat risiko med både forekomsten og gentagelse af kreditvurderingsbureauer for en stigning på 25-OHD med 20 ng /ml [30]. Men en randomiseret klinisk forsøg (RCT) (2686 gennemsnitlig risiko fag) fandt ingen effekt af D-vitamin og forekomsten af ​​CRC [31]. Ligeledes en anden RCT (Kvinders Health Initiative -WHI) undersøger effekten af ​​daglig calcium og D-vitamin tilskud i syv år viste ingen effekt på CRC forekomsten blandt postmenopausale kvinder [32]. Det skal dog bemærkes, at ingen af ​​disse RCT blev udformet og drevet for kræft som det primære resultat. Desuden re-analyse af WHI RCT fandt, at samtidig østrogenbehandling var en effekt modifikator af calcium og D-vitamin og for kvinder, der ikke blev tildelt østrogenbehandling calcium og D-vitamin tilskud faldt CRC risiko [33]. Data fra case-kontrol- og kohortestudier undersøge sammenhængen mellem kosten D-vitamin og CRC er ikke fyldestgørende [13].

genotype Plasma 25-OHD Niveauer og CRC

En allel af rs2282679 og T allel af rs12785878 var forbundet med højere niveauer af plasma 25-OHD. Disse resultater er i overensstemmelse med en GWAS undersøge genetiske determinanter for D-vitaminmangel [20]. Den rs2282679 SNP er placeret i

GC

gen, der koder for et vitamin D bindende protein, der binder og transporterer vitamin D (figur 1) [20]. Den rs12785878 SNP er placeret i

DHCR7

gen, som koder for enzymet 7-dehydrocholesterol (7-DHC) reduktase, der omdanner 7-DHC til cholesterol. 7-DHC er en forløber for vitamin D

3. Mutationer i

DHCR7

kan føre til en nedsat aktivitet af 7-DHC reduktase og derfor høje niveauer af 7-DHC og vitamin D

3 (figur 1) [20]. Men de to andre SNPs (rs10741657, rs6013897), der blev også fundet at være stærkt forbundet med D-vitamin-niveauer i vitamin D-genomet forening bred undersøgelse ikke var forbundet med D-vitamin status i vores kohorte. rs10741657 ligger i

CYP2R1

gen, der koder for et enzym menes at være involveret i 25-hydroxylering af vitamin D

3 til 25 (OHD) [20]. rs6013897 ligger i

CYP24A1

gen, der koder for et enzym, der initierer nedbrydningen af ​​1,25 (OH)

2D [20]. Beviset for den rolle, de enzymer, kodet af

CYP2R1

CYP24A1

er begrænset og ikke kopieret i andre kandidatlande undersøgelser [20].

Ingen af ​​de fire SNPs var forbundet med CRC risiko, selv om vi fandt en vekselvirkning mellem 25-OHD niveauer og rs10741657. Resultaterne af MR-analyse støttede ikke en kausal sammenhæng mellem plasma 25-OHD og CRC risiko. Selvom det ikke er signifikant, blev det omvendte forhold bemærket når rs2282679 eller rs10741657 blev brugt som instrument, men ikke når rs12785878 eller rs6013897. Resultaterne forblev uoverensstemmende, når de tre allele scoringer af de fire SNP’er blev anvendt. Den omstændighed, at omvendt sammenhæng, der blev observeret, når vi anvendt de konventionelle epidemiologiske metoder blev ikke replikeret når MD fremgangsmåde blev anvendt kan skyldes flere årsager. Det er muligt, at ikke-målte eller latente variable forvirrede foreningerne, og der er ingen sand effekt af D-vitamin på CRC. En alternativ forklaring er, at der kan være omvendt kausalitet mellem D-vitamin og CRC, eftersom plasmaet af tilfældene blev opsamlet efter diagnose: det kan ikke udelukkes, at lav plasma 25-OHD er konsekvensen af ​​sygdom eller et resultat af patienterne var bundet til sengen og mangler den eksponering for solen. Men når vi så på sager med meget milde eller ingen symptomer eller sager på de meget tidlige stadier af sygdommen vi stadig observeret en omvendt sammenhæng mellem 25-OHD niveauer og CRC. I betragtning af den biologiske potentiale af D-vitamin har en årsagssammenhæng med kræft, faktorer, der påvirker udførelsen af ​​IV estimatorer måske også forklare disse resultater.

Større begrænsninger af konventionelle instrumentelle variable tilgange skyldes de strenge antagelser at behovet for at være opfyldt for metode til at være pålidelige. Det er rigtigt, at genotype er associeret med fænotypen imidlertid SNPs der er blevet anvendt som instrumenter kun svagt forbundet til fænotype og forklare kun en lille del af træk varians. Mens vi testet for fælles confoundere, er det muligt, at skjulte confounding fra umaalte variabler påvirker analysen. Mens vi ser ingen sammenhæng mellem genotype og resultatet, svagere pleiotrope links kan ikke udelukkes med sikkerhed.

Vi arbejder i øjeblikket på nye instrumentelle variable metoder til vurdering af kausalitet mellem 25-OHD koncentrationer og CRC, baseret på platformen for Bayesian analyse af komplekse statistiske modeller ved hjælp Markov kæde Monte Carlo metoder. Denne metode forbedrer den klassiske Mendelske Randomisering tilgang, da det giver mulighed for pleiotropiske forbindelser mellem komponenterne i modellen, gør det let at inddragelse af andre kovariater og afhænger ikke så meget af styrken af ​​instrumenterne.

Den brede anvendelse af genomet brede associationsstudier (GWAS), har gjort det muligt for MR undersøgelser for at blive mere realistisk nu, som fælles SNPs tilknytning til forskellige mellem- fænotyper er blevet identificeret [34]. Til dato i 2011 blev flere anvendte MR undersøgelser offentliggjort undersøge årsagssammenhænge i en lang række sygdomme, herunder kræft [35], koronar hjertesygdom [36], [37], diabetes [38], [39], psykiske lidelser [40 ] – [42], lungefunktion [43] og andre sygdomme [44], [45]. Nogle af disse undersøgelser replikeret resultaterne af de konventionelle epidemiologiske metoder og bekræftet kausalitet (eller ingen årsagssammenhæng) af mellemproduktet fænotype på resultatet [40], [44], [45]. En af de væsentligste årsager bag denne mangel på replikation er, at de genetiske instrumenter, der anvendes, er generelt svage, og derfor magt MR studier vil være utilstrækkelige [34].

Ifølge en nylig undersøgelse om magt og prøve størrelse krav i MR undersøgelser baseret på styrken af ​​de instrumenter, fandt, at MR undersøgelser vil kræve store (n 1000) og ofte meget store (n 10000) stikprøvestørrelser at drage kausale konklusioner, der er statistisk signifikant [34 ]. Baseret på deres resultater fra simuleret analyser fleste af de offentliggjorte MR undersøgelser er under-drevne (se tabel S11 for en gennemgang af de 11 MR undersøgelser offentliggjort i 2011). Brug simuleringer præsenteret i avisen af ​​Pierce et al [34], og der tegner sig for stikprøvestørrelsen, styrken af ​​de anvendte instrumenter og observeret effekt størrelse, vurderer vi, at stikprøvestørrelsen i denne undersøgelse gav magt ~0.35.

Konklusion

Denne undersøgelse viser, at højere plasma 25-OHD niveauer er forbundet med en lavere CRC risiko, en konstatering, der er i overensstemmelse med de seneste meta-analyser af prospektive undersøgelser. Imidlertid blev dette fund ikke replikeres når MR fremgangsmåde blev anvendt. Dette resultat kan skyldes en mangel på en sand effekt af vitamin D på CRC eller på grund af omvendt årsagssammenhæng. Det kan også skyldes svage instrumenter og begrænset statistisk styrke. Den manglende effekt er en fælles karakteristisk for mange MR undersøgelser og derfor en omhyggelig udvælgelse af instrumenter plus en passende størrelse prøve skønnes nødvendige for denne metode til at være i stand til at gøre kausale konklusioner. I betragtning af omfanget af D-vitaminmangel blandt personer, der bor i høje breddegrader, et stort konsortium af tilsvarende D-vitamin og CRC undersøgelser og /eller anvendelsen af ​​alternative metoder, der er mindre følsomme over for svagt instrument skævhed [46] er nødvendige for at forfine effekten af D-vitamin på CRC kræft og andre kroniske sygdomme.

Støtte oplysninger

tabel S1.

Information om SNPs, der blev brugt som Instrumental variabler i MR-analyse.

doi: 10,1371 /journal.pone.0037662.s001

(DOC)

tabel S2.

Logistisk regressionsanalyse for foreningen mellem plasma 25-0HD på kolorektal kræftrisiko efter sex lagdeling.

doi: 10,1371 /journal.pone.0037662.s002

(DOC)

tabel S3.

Logistisk regressionsanalyse for foreningen mellem plasma 25-0HD på kolorektal kræftrisiko efter scenen lagdeling.

doi: 10,1371 /journal.pone.0037662.s003

(DOC)

Tabel S4.

Logistisk regressionsanalyse for foreningen mellem plasma 25-0HD på kolorektal kræftrisiko efter stratificering for tilstedeværelse af symptomer.

doi: 10,1371 /journal.pone.0037662.s004

(DOC)

tabel S5.