PLoS ONE: Evaluering Sammenslutningen af ​​Otte Polymorfier med kræft følsomhed i et Han kinesisk Befolkning

Abstrakt

Baggrund

identifikation af modtagelighed gener for bestemte typer af kræft kan give nødvendige oplysninger til fuldstændig karakterisering af cancer syndromer. Otte enkelt nukleotid polymorfier (SNP), rs465498, rs17728461, rs4488809, rs753955, rs13361707, rs9841504, rs2274223, og rs13042395, blev rapporteret af genome wide associationsstudier (GWASs) at være nært forbundet med modtagelighed for lungekræft (LC), gastrisk cancer (GC) eller kræft i spiserøret (EF) i Han population fra det nordlige eller sydlige Kina. Kinesiske Han-folk fra forskellige geografiske områder, kan imidlertid have forskellige genetiske baggrunde. Denne undersøgelse har til formål at vurdere de genetiske sammenslutninger af de otte SNPs ovennævnte tre kræftformer risiko i et Han population fra det nordvestlige Kina.

Metoder

I alt 186 kræft-fri kontroller og 436 sager med ikke-småcellet lungekræft (NSCLC) (159 tilfælde), ikke-cardia GC (167 sager) eller EF (110 tilfælde) blev inkluderet i denne undersøgelse. Chi-square test og polytomous logistiske regressionsanalyser blev brugt til at estimere sammenhængen mellem otte kræftrelaterede SNP’er og tre kræftformer i en Han kinesiske befolkning fra det nordvestlige Kina. Den logistiske regression resultater blev justeret for forstyrrende faktorer og Benjamini og Hochberg Falsk Discovery Rate (FDR) metode blev anvendt til at justere de mange hypotesetests. Association analyser af cigaretrygning eller alkoholindtagelse status blev analyseret ved crossover analyser.

Resultater

En af de otte SNPs blev rs17728461 forbundet med NSCLC modtagelighed (i en heterozygot model, OR = 0,44, 95% CI = 0,27-0,72,

s

= 0,001). To SNP’er, rs753955 og rs13042395, var forbundet med risiko for ikke-cardia GC i forskellige genetiske modeller (

s

0,05). Ingen SNPs var forbundet med EF. Crossover analyser viste, at rs13042395 CT genotype, kombineret med rygning eller alkoholindtagelse, yderligere kunne øge risikoen for ikke-Cardia GC (

s

0,05).

Konklusioner

Disse resultater viste, at rs17728461 kan være specifikt forbundet med risiko for NSCLC. rs753955 og rs13042395 var specifikt forbundet med modtagelighed for ikke-Cardia GC i Ningxia han-kinesere. Modtagelighed-associerede polymorfier i den nordvestlige Han kinesere var ikke meget i overensstemmelse med dem i de nordlige han-kinesere eller sydlige han-kinesere. Valideringen af ​​disse resultater med en funktionel evaluering og en større befolkning er stadig behov

Henvisning:. Dong Y, Chen J, Chen Z, Tian C, Lu H, Ruan J, et al. (2015) Evaluering Sammenslutningen af ​​Otte Polymorfier med kræft følsomhed i et Han kinesiske befolkning. PLoS ONE 10 (7): e0132797. doi: 10,1371 /journal.pone.0132797

Redaktør: Scott M. Langevin, University of Cincinnati College of Medicine, UNITED STATES

Modtaget: Februar 18, 2015; Accepteret: 18 juni 2015; Udgivet: 15 Juli 2015

Copyright: © 2015 Dong 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 National Natural Science Foundation of China (tilskud nummer 81.460.434, 81.160.249, 81.260.339, 81.301.886, og 81.160.252 til WJY, JC, og HSL; http:. //www.nsfc.gov.cn/), Ningxia Natural Science Foundation (tilskud nummer NZ13057 til WJY). 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

Kræft er nu forstået at have både en genetisk og en miljømæssig komponent. Undersøgelser af arvelige cancer syndromer og målrettet og genom-dækkende mutation analyser har givet rigelige beviser for deltagelse genetiske ændringer i carcinogenese [1]. Forståelse genetiske faktorer i forhold til kræft er vigtigt, fordi identificere sådanne faktorer kan være nyttige for risiko forudsigelse og for udviklingen af ​​kemo-forebyggende midler og andre forebyggende foranstaltninger [2].

Indtil nu, genom-dækkende forening undersøgelser (GWASs), en kraftfuld metode til at undersøge de genetiske determinanter for komplekse sygdomme, med succes har identificeret hundredvis af SNP’er over risikoen for kræft [3], herunder lungecancer (LC), gastrisk cancer (GC), og esophageal cancer (EF ). Den GWAS af Hu

et al

viste, at fire SNPs, rs465498 på 5p15.33, rs17728461 ved 22q12, rs4488809 på 3q28, og rs753955 ved 13q12, var forbundet med LC risiko i han-kinesere [4]. To nye SNP’er, rs13361707 på 5q13.1 og rs9841504 på 3q13.31, identificeret af Shi

et al

, var signifikant associeret med risiko for GC [5]. To SNP’er, rs2274223 på 10q23 og rs13042395 på 20p13, var forbundet med risiko for EF i en lang række af han-kinesere [6]. Imidlertid blev Han-befolkninger, der blev indskrevet i disse tre GWASs primært udvalgt fra det nordlige Kina (Beijing by) eller det sydlige Kina (Nanjing by i Jiangsu-provinsen). Kinesiske Han-folk fra forskellige steder kan have forskellige genetiske baggrunde på grund af deres komplekse oprindelse og lang tradition for samspil med mange omkringliggende etniske grupper [7]. Derfor Han-folk fra Ningxia Hui autonome region, som er beliggende i det nordvestlige Kina, kan have en anden genetisk baggrund fra dem i det nordlige eller sydlige Kina. For yderligere at udforske de foreninger og særlige forhold i de otte SNPs (rs465498, rs17728461, rs4488809, rs753955, rs13361707, rs9841504, rs2274223, og rs13042395) nævnt ovenfor med modtagelighed tre kræftformer i Han kinesiske befolkning i Ningxia-regionen i det nordvestlige Kina, et hospital-baseret case-kontrol undersøgelse blev udført.

prøver og metoder

undersøgelse befolkning og dataindsamling

Alle prøverne var fra Ningxia Han beboere, hvis fædrene indfødte levende steder var Ningxia Hui autonome Region, og mindst tre generationer af deres familier var Han-folk. Patienter med primær ikke-småcellet lungekræft (NSCLC), ikke-cardia GC eller EF blev rekrutteret mellem 2009 og 2012 i General Hospital i Ningxia Medical University (Ningxia regionen, Kina). Alle de tilmeldte kræftpatienter blev diagnosticeret ved patologiske midler, og deres diagnoser blev histologisk bekræftet. Derudover blev patienter med kroniske sygdomme, tilstande, der involverede vitale organer, eller svær endokrinologisk, metaboliske eller ernæringsmæssige sygdomme udelukket fra dette studie. Patienterne blev også udelukket, hvis de havde modtaget nogen blodtransfusion i løbet af de seneste 6 måneder, immunosuppressiv behandling, kemoterapi eller strålebehandling.

Sund, ubeslægtede individer blev tilfældigt ansat som kontrolpersoner fra sundhed check-up center på General Hospital i samme periode. Kriteriet om integration for kontrollerne var fraværet af kræft historie. Ingen af ​​disse sunde mennesker havde en historie af kontakt med en stærk kræftfremkaldende ligesom asbest, arsentrioxid, benzen og så videre.

Hvert emne blev personligt spørgsmålstegn ved uddannede interviewere bruger en pre-testet spørgeskema at få oplysninger om demografiske data, herunder den alder, diagnose, køn, etnicitet, familie historie af kræft, bolig region, erhverv, levende og spisevaner (

e

.

g

., rygning og alkoholforbrug) . Personer, der røget en cigaret om dagen i mere end 1 år blev klassificeret som rygere, og dem, der havde tre gange eller flere alkoholholdige drikkevarer om ugen i mere end 6 måneder blev defineret som alkohol drikker. Efter interviewet blev 2 ml prøver af venøst ​​blod opsamlet fra hver deltager til DNA-forberedelse og genotype. Endelig blev 440 sager (herunder 162 NSCLC patienter, 168 ikke-Cardia GC patienter og 110 EF patienter) og 186 kræft-fri kontrol indgår i denne undersøgelse.

Denne hospital-baseret case-kontrol undersøgelse blev godkendt af Medical Ethics Review Committee of Ningxia Medical University (Ningxia regionen, Kina). Underskrevet informeret samtykke blev opnået fra hver deltager.

SNP udvælgelse og genotyping

Litteratur om GWASs offentliggjort til december for 2012 blev revideret, og kandidatlande SNPs, som tidligere blev rapporteret at være forbundet med LC (rs465498, rs753955, rs17728461, og rs4488809), GC (rs13361707 og rs9841504) og EF (rs2274223 og rs13042395) blev udvalgt til undersøgelse. Genomisk DNA blev ekstraheret fra perifert blod leukocytter af deltagere, der anvender en QIAamp DNA Mini (Qiagen, Hilden, Tyskland) efter fabrikantens anvisninger og opbevaret ved -20 ° C indtil brug.

SNP genotypning arbejde var udføres af en forbedret multipleks ligase afsløring reaktion metode (iMLDR, Genesky Bio-Tech Cod., Ltd, Shanghai, Kina) som tidligere beskrevet [8]. Primerne til polymerasekædereaktionen (PCR) og prober til LDR blev anført i tabel 1. To negative kontroller blev sat: et med dobbelt-destilleret vand som template og den anden med DNA-prøven uden primere samtidig holde alle andre betingelser samme i én plade. Dobbelte tests blev designet og resultaterne var i overensstemmelse. De takster i genotypebestemmelse af alle disse otte SNPs var over 99% (tabel 2). Tre NSCLC sager og en ikke-Cardia GC sager blev udelukket på grund af lav genotype kvalitet. rs9841504 og rs2274223 blev også udvalgt og genotype af både iMLDR metode og direkte sekventering metode til at evaluere konkordans af genotypebestemmelse. Konkordansen satser i genotypebestemmelse af to SNPs var 100%. Endelig 436 sager (159 NSCLC patienter, 167 ikke-Cardia GC patienter og 110 EF patienter) og 186 kræft-fri kontroller blev inkluderet i denne undersøgelse.

Statistisk analyse

En chi-squared test blev anvendt til at vurdere forskellene i fordelingerne af de demografiske karakteristika, udvalgte variabler og genotyper mellem og kontrolpersoner. Kontinuerlige variabler blev analyseret ved anvendelse af Students

t

test. Genotypefrekvenser i kontrolpersoner for hvert SNP blev testet for afgang fra Hardy-Weinberg ligevægt (HWE) ved hjælp af goodness-of-fit

χ

2

test. Polytomous logistiske regressions analyser blev anvendt til at estimere de justerede odds ratio (OR) og konfidensinterval 95% (CIS) for sammenhængen mellem genetiske varianter og kræftrisiko, som vurderet af forskellige genetiske modeller (additiv, heterozygot, homozygote, og dominerende og recessiv) korrigeret for alder, køn, familie historie af kræft, rygning og alkoholindtagelse status. Benjamini og Hochberg False Discovery Rate (FDR) blev anvendt til at justere de multiple hypotesetests. Crossover analyser blev benyttet til udførelse association analyser mellem rs13042394 og ikke-cardia GC ved cigaretrygning eller alkoholindtagelse status. Alle de statistiske analyser blev udført ved hjælp af Microsoft Excel 2007, SPSS 17,0 statistisk pakke (SPSS, Chicago, IL) og plink-1,07-DOS-program. Standarden α = 0,05.

Resultater

Demografiske data for deltagernes

Demografiske data, herunder alder, køn og familie historie af kræft, rygning og alkoholindtagelse for alle fag rekrutteret i denne undersøgelse blev opsummeret i tabel 3. Der var signifikante forskelle mellem NSCLC, ikke-cardia GC eller EF-gruppe og kontrolgruppen i alder (

s

0,05). Ingen statistisk forskel blev fundet i køn mellem NSCLC gruppe (mænd udgør 64,2%) og kontrolgruppen (mænd udgør 60,8%). Men de procentsatser af hanner i ikke-cardia GC (72,5%) og EF (74,5%) var højere end i kontrolgruppen (60,8%). Forskellen mellem NSCLC og kontrolgruppen i alkoholindtagelse var ikke signifikant, men mere NSCLC patienter var cigaretrygere (

s

= 0,027). Statistisk fandtes signifikante forskelle mellem ikke-cardia GC eller EF og cigaretrygning, alkoholindtagelse eller arvelig kræft (

p

0,05).

Resultaterne af den logistiske regressionsanalyser i tabel 4 viste, at sammenhængen mellem NSCLC og cigaretrygning eksponering var signifikant (OR = 1,65, 95% CI = 1,06-2,57,

s

= 0,027). Lignende resultater blev fundet mellem ikke-cardia GC eller EF og cigaretrygning eksponering (OR = 2,91, 95% CI = 1,88-4,51,

s

0,001, og OR = 2,72, 95% CI = 167- 4,42,

s

0,001 henholdsvis) eller alkoholindtagelse eksponering (OR = 3,22, 95% CI = 1,92-5,39,

s

0,001, og OR = 3,11, 95% CI = 1,76-5,48,

s

0,001 henholdsvis)

Genetisk fordeling af SNPs i en case-kontrol undersøgelse

Grundlæggende informationer om den. valgt SNP’er blev vist i tabel 2. Alle de SNPs havde fordelinger inden for parametrene for HWE til bekæmpelse befolkning. Genotypen frekvenser af de otte SNPs i de tilfælde og kontroller blev vist i tabel 5.

associering mellem SNPs og kræft

Polytomous logistiske regressions analyser blev anvendt til at estimere sammenhængen mellem SNPs og risiko for kræft ved hjælp af forskellige genetiske modeller. Resultaterne blev opført i tabel 6 og 7, og alle resultaterne blev justeret efter alder, køn, familie historie af kræft, rygning og alkohol drikke.

Efter justeres ved Benjamini og Hochberg Falsk Discovery Rate (FDR) metode, kun én af de otte SNPs, rs17728461 i

HORMAD2

–

LIF

gen var forbundet med NSCLC risiko. CG heterozygot af rs17728461, når der sammenlignes med CC homozygot, var forbundet med en nedsat risiko for NSCLC (justeret OR = 0,44, 95% CI = 0,27-0,72,

s

= 0,0010).

To af de otte SNPs, rs753955 i

MIPEP-TNFRSF19

gen og rs13042395 i

C20orf54

gen, var forbundet med modtagelighed for ikke-Cardia GC. rs753955 G-allelen var forbundet med en øget risiko for ikke-Cardia GC (additive model: OR = 1,86, 95% CI = 1,34-2,58,

s

= 0,0002). I homozygot model, den ikke-cardia GC risiko for rs753955 GG genotype luftfartsselskaber var 4,69 gange end dem, der udfører rs753955 AA-genotypen (OR = 4,69, 95% CI = 2,18-10,08,

s

= 0,0001) Samme resultat blev fundet i recessiv model (OR = 4,04, 95% CI = 1,99-8,23,

s

= 0,0001). Tilsvarende blev rs13042395 CT genotype eller CT + TT genotype forbundet med en øget risiko for manglende Cardia GC sammenlignet med CC genotype (heterozygot model, OR = 2,54, 95% CI = 1,57-4,10,

s

= 0,0001; dominerende model:. OR = 2,25, 95% CI = 1,43-3,53,

s

= 0,0004)

Men ingen sammenhæng mellem de otte SNPs og EF-risiko blev observeret i dette studie .

crossover analyse af cigaretrygning eller alkoholindtagelse status

resultaterne af crossover-analyser af cigaretrygning eller alkoholindtagelse status blev illustreret i tabel 8. crossover analyse viste, at der var signifikant øget risiko for ikke-Cardia GC blandt deltagere med rs13042395 CT + TT genotype der også var cigaret rygere eller alkohol drikker i forhold til de ikke-cigaret rygere eller ikke-alkohol drikkende der bar rs13042395 CC genotype (justeret OR = 6,03, 95% CI = 2,63 -13,86,

s

0,0001, og justeret OR = 4,62, 95% CI = 1,87-11,39,

s

= 0,0009, henholdsvis). Når fokuseret på rs13042395 CT transportvirksomheder, som også var cigaret rygere eller alkohol drikker, er risikoen for ikke-Cardia GC yderligere forøget (justeret OR = 6,75, 95% CI = 2,78-16,36,

s

0,0001, og justeret OR = 7,47, 95% CI = 2,50-22,32,

s

= 0,0003, separat).

diskussion

Kræft er den anden hyppigste årsag til død og invaliditet i verden, kun overgået af hjertesygdomme [9]. Ifølge den nye version af International Agency kræftforskning (IARC) ‘s online database GLOBOCAN 2012, blandt de mere end to dusin forskellige kræftformer, der er blevet undersøgt, LC, ikke-Cardia GC, og EF-rang i top ti i forekomsten og dødelighed [10]. Ca. 40% af nye tilfælde og dødsfald fra disse tre kræftformer i verden har fundet sted i Kina, som gør LC, ikke-cardia GC og EF en stor trussel mod menneskers sundhed i Kina [10].

For at vurdere associationer mellem SNP’er og kræft, er der gennemført en lang række undersøgelser inden for det sidste årti i forskellige etniske befolkningsgrupper, herunder han-kinesere. Han-kinesiske befolkning er den største etniske gruppe i Kina, komponere 98% af hele kinesiske befolkning [7]. Nogle undersøgelser har rapporteret, at den genetiske baggrund af Han befolkning i det nordlige Kina er anderledes end i det sydlige Kina [11-14]. Derfor Han kinesiske befolkning, en tilsyneladende homogen befolkning, har faktisk en kompliceret underkonstruktion. I denne undersøgelse, analyserede vi sammenhængen mellem de otte SNPs, som tidligere blev rapporteret i GWASs fra to Han befolkninger i forskellige geografiske steder og NSCLC, ikke-cardia GC og EF i en Han-kinesiske befolkning fra det nordvestlige Kina.

blandt de otte SNP’er blev kun rs17728461 specifikt forbundet med NSCLC i vores undersøgelse. rs17728461 er placeret på 22q12.2, ca. 38 kb nedstrøms for

LIF

gen, som koder leukæmi inhibitorisk faktor (LIF). LIF spiller en vigtig rolle i processen med LC gennem signaltransducer og aktivator for transkription 3 (STAT3) pathway [15, 16]. Hu

et al

‘s GWAS først identificeret rs17728461 G-allel som en risikofaktor for LC i Han befolkninger fra det nordlige og det sydlige Kina. I modsætning hertil fandt imidlertid vores arbejde, at rs17728461 G-allelen var forbundet med en nedsat risiko for NSCLC i en Han population fra nordvestlige Kina. Allelen oplysninger, at den mindre allel frekvens (MAF) af rs17728461 i befolkningen fra det nordvestlige Kina og befolkningerne fra det nordlige og det sydlige Kina varierede meget (0,26

vs

. 0,17).

To andre SNP’er, rs753955 og rs13042395 blev observeret at være specifikt og separat forbundet med ikke-cardia GC risiko i denne undersøgelse. rs753955 er placeret i

MIPEP

gen ved 13q12.12, der koder for mitokondrie mellemliggende peptidase (MIPEP). MIPEP kan bidrage til frataxin mangel og jern udnyttelse og den nøjagtige mekanisme af MIPEP i carcinogenese stadig skal løses i fremtiden [17]. Hu

et al

‘s GWAS først rapporteret, at rs753955 G-allel var korreleret med modtagelighed LC i populationer fra både det nordlige Kina og det sydlige Kina. I vores undersøgelse var imidlertid rs753955 G-allel fundet at være relateret til ikke-cardia GC risiko i stedet for LC risiko i Han befolkning fra det nordvestlige Kina. Derudover har vi også bemærket, at rs13042395 T-allelen var forbundet med øget risiko for ikke-Cardia GC. Resultaterne af crossover analyse ved cigaretrygning eller alkoholindtagelse status angivet endvidere, at rs13042395 CT luftfartsselskaber viste en signifikant øget risiko for ikke-Cardia GC, når de var også cigaretrygere eller alkohol drikker. rs13042395, der ligger i

C20orf54

gen ved 20p13, blev først rapporteret som en risikofaktor for esophageal planocellulært karcinom (ESCC) i Wang

et al

‘s GWAS af en nordlig Han befolkning. Men fem undersøgelser fra forskellige grupper, herunder vores, har undladt at finde nogen sammenhæng med EF [18-21]. Derudover er der i en senere undersøgelse, Wang

et al

rapporterede en korrektion, at den offentliggjorte forening for rs13042395 T-allel ikke kunne gentages i yderligere analyser af data fra det samme område; den oprindelige konklusion kunne være resultatet af en utilstrækkelig kontrol til befolkningen lagdeling brug af genetisk uovertruffen emner eller, mindre sandsynligt, kunne have været skyldes tilfældigheder alene [6].

Generelt vi analyseret sammenhængen mellem den rapporterede otte SNP’er og risikoen for tre kræftformer (NSCLC, ikke-Cardia GC og EF) i en Han-population fra nordvestlige Kina. Vores statistiske data viste, at rs17728461 specifikt var forbundet med risiko for NSCLC, rs753955 og rs13042395 blev specifikt relateret med modtagelighed for ikke-cardia GC. Modtagelighed polymorfier i den nordvestlige Han kinesere var ikke meget i overensstemmelse med dem i de nordlige eller sydlige han-kinesere.

Konklusioner

Som konklusion, vores arbejde og andres har vist, at modtagelighed polymorfier identificeret i GWASs kan variere i forskellige etniske befolkningsgrupper, selv i meget tæt Han befolkningerne i forskellige geografiske områder. Imidlertid bør nævnes adskillige begrænsninger af vores arbejde. Først da alle deltagerne blev indskrevet fra et hospital og den gennemsnitlige alder af kontrollerne var også yngre end for de tilfælde, derfor selektionsbias kan ikke udelukkes. For det andet, blev vores resultater opnået med en begrænset stikprøve, tillader os at drage kun foreløbige konklusioner. Endelig er funktionelle assays kræves til yderligere undersøgelser. Derfor er valideringen af ​​disse resultater ved funktionel evaluering og med en større befolkning påkrævet.

Tak

Vi takker Wiley for sproglig bistand under udarbejdelsen af ​​dette manuskript. Vi takker alle deltagerne i denne undersøgelse.