Extracto
Antecedentes
El cáncer de pulmón es la causa más común de muerte por cáncer en todo el mundo. El objetivo de este estudio fue investigar la asociación de cinco polimorfismos ampliamente estudiados en
PTGS2 gratis (rs689466, rs5275, rs20417) y
CYP2E1 gratis (rs2031920, rs6413432) genes con el riesgo de cáncer de pulmón en una gran población china noreste.
Metodología /Principales conclusiones
Este es un estudio de casos y controles de base hospitalaria que involucra 684 pacientes con cáncer de pulmón y 604 controles sin cáncer. La genotipificación se realizó mediante el método de PCR-LDR. Los datos fueron analizados utilizando programas haplo.stats y resistentes a múltiples fármacos. No hubo diferencias significativas entre los pacientes y los controles en las distribuciones alelo /genotipo de rs5275 (
P = 0,002
/0.003) y rs6413432 (
P = 0,037
/0,044), así como en la distribución de genotipos de rs689466 (
P
= 0,02). El riesgo de cáncer de pulmón asociado a la rs5275-C alelo mutante se redujo en un 60% (95% IC [intervalo de confianza]: 0,21 a 0,74;
P
= 0,004) en el marco del modelo recesivo. Los portadores del alelo G-rs689466 mutante tenían un 28% (IC del 95%: 0,57 hasta 0,92;
P
= 0,008) menor riesgo de desarrollar cáncer de pulmón en relación con los portadores del genotipo AA. En el análisis de haplotipos, haplotipo GCCT (en orden de rs689466, rs5275, rs2031920 y rs6413432) disminución de las probabilidades de cáncer de pulmón en un 28% (IC del 95%: 0,51-0,93;
P = 0,019
) después de ajustar por factores de confusión factores, mientras que ATTT haplotipo tenían 1,49 veces (IC del 95%: 1,21 a 1,79;
P = 0,012
) mayor riesgo de cáncer de pulmón. Utilizando el método de MDR, el mejor modelo global que incluye rs5275, rs689466 y rs6413432 polimorfismos se identificó con una precisión de la prueba máxima de 66,1% y una consistencia de validación cruzada máxima de 10 de los 10 (
P
= 0,003).
conclusiones /Importancia
Nuestros resultados demostraron una asociación potencialmente sinérgica de
PTGS2
y
CYP2E1
polimorfismos con la causa subyacente de cáncer de pulmón en el noreste de china.
Visto: Guo S, X Li, Gao M, H Kong, Li Y, Gu M, et al. (2012) Asociación sinérgica de PTGS2 y CYP2E1 polimorfismos genéticos con cáncer de pulmón de riesgos en el noreste de China. PLoS ONE 7 (6): e39814. doi: 10.1371 /journal.pone.0039814
Editor: Sai Yendamuri, Roswell Park Cancer Institute, Estados Unidos de América
Recibido: 14 de marzo de 2012; Aceptado: 27-may de 2012; Publicado: 25 Junio 2012
Derechos de Autor © 2012 Guo et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Este trabajo fue apoyado por el Programa de Shanghai Rising Star (11QA1405500), y la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (30900808). Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
el cáncer de pulmón es la causa más común de muerte por cáncer en todo el mundo. La reducción del consumo de tabaco es actualmente la principal estrategia para reducir la carga del cáncer de pulmón. Sin embargo, la identificación de genes implicados en la causa de la enfermedad podría contribuir a descubrir los mecanismos subyacentes y dar lugar a una estrategia integral de prevención, así como la terapia dirigida [1]. Algunos individuos son más susceptibles al cáncer de pulmón que otros y el conocimiento para la explicación de esta divergencia entre individuos en la susceptibilidad es importante con el fin de poner a punto métodos que pueden predecir el riesgo [2]. A pesar de que las variantes genéticas comunes implicados en el cáncer de pulmón han sido identificados por los estudios de asociación de genoma completo, información detallada sobre los factores genéticos que queda por esclarecer. Parece que las variantes genéticas raras son propensos a dar cuenta de la mayor parte de la susceptibilidad individual [1]. El enfoque de genes candidatos, que se ocupa de los genes previamente identificados que se cree que participan en la fisiopatología de la enfermedad, todavía se emplea como una herramienta útil.
En este estudio ptgs2 (PTGS2) y el citocromo P450, familia 2, subfamilia E, polipéptido 1 (CYP2E1) fueron seleccionados como genes candidatos susceptibles al cáncer de pulmón en función de su implicación crítica en el mecanismo de la carcinogénesis de pulmón [3], [4].
PTGS2
es un gen altamente inducible, activada por citoquinas, factores de crecimiento, oncogenes y carcinógenos químicos [5]. Los estudios funcionales sugieren que PTGS2 juega un papel en la carcinogénesis y se sobreexpresa en muchos tumores malignos humanos [6], [7], especialmente en el adenocarcinoma de pulmón y carcinoma de células escamosas [8], [9]. CYP2E1 es una enzima etanol y droga-metabolización que puede activar procarcinógenos y hepatotóxicas, y generar especies reactivas de oxígeno [10], [11]. Además, CYP2E1 puede activar carcinógenos humanos, incluyendo benceno y N-nitrosaminas se encuentran en el humo del cigarrillo [12], [13]. Debido a estas importantes funciones, los genes Ptgs2 y CYP2E1 fueron investigados como candidatos lógicos para la susceptibilidad al cáncer de pulmón
Muchos estudios han evaluado la asociación de los polimorfismos en los genes Ptgs2 y CYP2E1 con cáncer de pulmón.; Sin embargo, los resultados han sido inconsistentes, y los efectos biológicos basados en el razonamiento estadístico siguen siendo difícil de alcanzar. Dada la importancia de las divergencias étnicas en los efectos genéticos en enfermedades complejas y el hecho de que los marcadores genéticos de genes y enfermedades asociaciones propuestas varían en frecuencia a través de las poblaciones, se evaluaron cinco polimorfismos estudiados ampliamente en
PTGS2 gratis (rs689466, rs5275 , rs20417) y
CYP2E1 gratis (rs2031920, rs6413432) genes en una gran población china noreste de examinar sus asociaciones, tanto individualmente como en combinación, con el riesgo de cáncer de pulmón.
Métodos
estudio de la población
Este fue un estudio de casos y controles basado en el hospital con un total de 1286 sujetos del noreste de China (ciudad de Harbin, provincia de Heilongjiang). Todos los sujetos eran residentes locales de Han descenso. Había población de estudio incluyó 684 pacientes con diagnóstico clínico de cáncer de pulmón y 602 controles sin cáncer de la misma edad. El estudio fue aprobado por el Comité de Ética de la Universidad Médica de Harbin, y llevó a cabo de acuerdo con la Declaración de Principios de Helsinki. Todos los sujetos firmaron el consentimiento informado por escrito.
Los criterios de diagnóstico y las características demográficas
El cáncer de pulmón se diagnostica mediante radiografía de tórax y, o bien la tomografía computarizada de alta resolución (TC) o la mejora escáner CT o PET-TC y fue confirmado patológicamente por biopsia. subtipos clínicos de cáncer de pulmón consistieron en cáncer de células escamosas, adenocarcinoma, cáncer de células pequeñas y cáncer de pulmón no especificado. La edad y el género se registran cuando se reclutaron los sujetos. El peso corporal en kilogramos y la altura en metros se midieron para calcular el índice de masa corporal (IMC, kg /m
2). El estado de tabaquismo y consumo de alcohol se definió en el momento de la encuesta. El tabaquismo se clasifica como nunca, nunca o corriente de fumar (al menos un cigarrillo al día). Potable se clasificó como nunca, nunca o beber actual. Aquí, la bebida actual se refiere al consumo de al menos una bebida alcohólica en los últimos 30 días.
Genotipado
Se recogieron muestras de sangre (2 ml) y se extrajo ADN genómico a partir de células blancas de la sangre usando el DNA Blood Kit TIANamp (Tiangen Biotect [Pekín] Co., LTD). La genotipificación se llevó a cabo utilizando el método de PCR-LDR (reacciones de detección de ligasa) por el sistema ABI 9600 (Applied Biosystems, EE.UU.) [14]. Los parámetros de ciclación fueron como las siguientes: 94 ° C durante 2 min; 35 ciclos de 94 ° C durante 15 s; 60 ° C durante 15 s; 72 ° C durante 30 s; y una etapa de extensión final a 72 ° C durante 5 min. Para cada polimorfismo, dos sondas específicas para discriminar las bases específicas y una sonda común fueron sintetizados. La sonda común se marcó en el extremo 3 'con 6-carboxi-fluoresceína y fosforilada en el extremo 5'. Las condiciones de reacción de LDR fueron: 94 ° C durante 2 min, 20 ciclos de 94 ° C durante 30 s y 60 ° C durante 3 min. Después de la reacción, productos de reacción de 1 l LDR se mezclaron con 1 l ROX referencia pasiva y 1 l de tampón de carga, y luego desnaturalizados a 95 ° C durante 3 min, y se enfrió rápidamente en agua hielo. Los productos fluorescentes de LDR se diferenciaron usando secuenciador ABI 377 (Applied Biosystems, EE.UU.).
El análisis estadístico
Las comparaciones entre los pacientes con cáncer de pulmón y controles se llevaron a cabo mediante el test t pareado para las variables continuas y por χ
2 para las variables categóricas. Para evitar errores de genotipado bruto, todos los polimorfismos se comprueba la coherencia con el equilibrio de Hardy-Weinberg en una tabla de contingencia de la observada versus genotipo frecuencias predichas mediante el uso de Pearson χ
2 o la prueba exacta de Fisher. Los genotipos se compararon mediante análisis de regresión logística bajo los supuestos de aditivo, modelos dominantes y recesivos de la herencia, respectivamente. La significación estadística se definió como
P
. & lt; 0,05
frecuencias de haplotipos se estimaron utilizando el programa haplo.em, y odds ratio (OR) y el 95% intervalo de confianza (IC) se calcularon por haplo.cc y programas haplo.glm de acuerdo con un modelo lineal generalizado [15]. Además, la haplo.score se utiliza para modelar el fenotipo de un individuo como una función de cada haplotipo inferido, que fue ponderada por su probabilidad estimada para tener en cuenta la ambigüedad de haplotipos. El haplo.em, haplo.glm, y haplo.score se implementaron utilizando el software haplo.stats (versión 1.4.0) desarrollado por el lenguaje R (http://www.r-project.org/). potencia del estudio se calculó utilizando PS (energía y los cálculos tamaño de la muestra) software (versión 3.0).
Interacción análisis se llevó a cabo en el software de código abierto MDR (versión 2.0) (www.epistasis.org) [16] , [17]. Todas las posibles combinaciones de uno a cuatro polimorfismos se construyeron utilizando MDR inducción constructiva. A continuación, se empleó un clasificador de Bayes en el contexto de 10 veces la validación cruzada para estimar la exactitud de las pruebas de cada mejor modelo. Una sola mejor modelo tenía las pruebas de exactitud máxima y la consistencia de validación cruzada, que mide el número de veces de las 10 divisiones de los datos que se ha encontrado el mejor modelo. La significación estadística se evaluó utilizando una prueba de permutación de 1000 veces para comparar precisiones pruebas observadas con las esperadas bajo la hipótesis nula de asociación nula. pruebas de permutación corrige para múltiples pruebas, repitiendo todo el análisis en 1000 conjuntos de datos que son consistentes con la hipótesis nula.
Resultados
Las características basales
Los datos demográficos y los factores de riesgo en el población de estudio se resumen en la Tabla 1. Los casos y controles se combinan muy bien con la edad. El sexo masculino, fumar, beber y más alto nivel de IMC se asociaron con un mayor riesgo de cáncer de pulmón. Entre todos los pacientes de cáncer de pulmón, el subtipo de adenocarcinoma, cáncer de células escamosas, cáncer de células pequeñas, y cáncer no especificado representó el 37,54%, 32,26%, 20,83% y 9,38%, respectivamente.
Escoger el análisis locus
con respecto a rs20417, la frecuencia de homocigotos mutado fue de cero en esta población de estudio, aunque su alelo menor frecuencia se estima en un 7% en Beijing chinos Han, y el 41% de los nigerianos (base de datos HapMap). Las distribuciones de genotipo de los otros cuatro polimorfismos siguieron Hardy-Weinberg en los grupos de control (
P
& gt; 0,05). Como se muestra en la Tabla 2, se observó una diferencia significativa entre los pacientes de cáncer de pulmón y los controles en alelo y genotipo distribuciones de rs5275 (P
alelo = 0,002 y P
genotipo = 0,003) y rs6413432 (P
alelo = 0,037 y P
genotipo = 0,044), y en las distribuciones de genotipo de rs689466 (P = 0,02). Sobre la base de cálculo de la potencia, el presente estudio de 684 pacientes y 602 controles tenía un 83,8% de potencia para detectar una asociación significativa para rs5275.
En particular, para rs5275, el riesgo asociado con el alelo mutante o genotipo se redujo en un 27% (IC del 95%: 0,6-0,9;
P
= 0,002) en el marco del modelo aditivo, en un 25% (IC del 95%: 0,59-0,95;
P = 0,017
) bajo el modelo dominante, y en un 60% (IC del 95%: 0,21 a 0,74;
P
= 0,004) en el marco del modelo recesivo. Con respecto a rs689466, portadores del alelo mutante G tenían un menor riesgo de desarrollar cáncer de pulmón 28% (IC del 95%: 0,57 hasta 0,92;
P
= 0,008) en comparación con los portadores AA (Tabla 2). Una diferencia significativa fue identificado por rs6413432 en asociación con el cáncer de pulmón en el marco del aditivo (OR = 0,82; IC del 95%: 0,68-0,99;
P = 0,042
) y dominante (OR = 0,75; IC del 95%: 0,6 -0.95;
P = 0,016)
modelos. No se detectó ninguna asociación significativa para rs2031920 en los tres modelos genéticos.
genotipo-fenotipo análisis
A la vista de las diferencias en las características antropométricas de los pacientes con cáncer de pulmón y controles, que era de interés para investigar su correlación con los polimorfismos estudiados. Se observó una asociación significativa entre el género y rs5275 (χ
2 = 6,07;
P = 0,048
), así como una asociación en el límite de rs5275 con el tabaquismo (χ
2 = 5,16;
P = 0,066
). No se observó ninguna asociación significativa de otros polimorfismos con características antropométricas (datos no mostrados).
Análisis de haplotipos
frecuencias de haplotipos de los cuatro polimorfismos examinados También se comparó entre los casos y controles (Tabla 3) . La frecuencia de haplotipo ATTT (en orden de rs689466, rs5275, rs2031920 y rs6413432) fue significativamente mayor (
P
= 0,02) en los pacientes que en los controles después de la corrección estadística, mientras que la frecuencia del haplotipo GCCT fue significativamente menor (
P = 0,034
) en los pacientes. Después de asignar la más común ATCT haplotipo como referencia, haplotipo GCCT disminuye las probabilidades de cáncer de pulmón en un 28% (IC del 95%: desde 0,51 hasta 0,93;
P = 0,019
, poder estadístico del estudio = 97,7%) después de ajustar por edad , sexo, fumar y beber. Por el contrario, la ATTT tenía un haplotipo 1,49 veces. (IC del 95%: 1,21 a 1,79;
P = 0,012
, poder estadístico del estudio: 82,1%) aumentó el riesgo
Interacción análisis
Un análisis exhaustivo MDR que evaluó todas las combinaciones posibles de cuatro polimorfismos estudiados se resumen en la Tabla 4. Cada mejor modelo fue acompañada con la precisión de la prueba, la consistencia y validación cruzada nivel significativo según lo determinado por las pruebas de permutación. El mejor modelo global MDR incluido rs5275, rs689466, rs6413432 y polimorfismos. Este modelo tenía una precisión de la prueba máxima de 66,1% y una consistencia de validación cruzada máxima de 10 sobre 10. Este modelo fue significativo en el nivel de 0,003, lo que indica que un modelo tan bueno o mejor se observó solamente por tres veces de 1000 permutaciones y por lo tanto era poco probable que bajo la hipótesis nula de asociación nula.
Discusión
En este estudio se encontró una asociación significativa de
PTGS2
y
CYP2E1
polimorfismos con la susceptibilidad al cáncer de pulmón en china del noreste. Además, como implicado por haplotipo y la interacción análisis, encontramos efecto potencialmente sinérgico entre estos dos genes, lo que refuerza los resultados de un solo locus y contribuye a la fuerte susceptibilidad a cáncer de pulmón. Para nuestro conocimiento, este es el primer estudio de casos y controles que investiga el efecto conjunto de
PTGS2
y
CYP2E1
genes en el cáncer de pulmón.
Aunque el enfoque de genes candidatos pueden reponer el estudio de asociación del genoma para desentrañar la genética de los rasgos complejos, sigue siendo una estrategia alternativa importante, sobre todo en el contexto de los tamaños adecuados de ejemplo, las poblaciones homogéneas étnicos, y la evidencia biológica sólida de los genes en cuestión. Para generar datos robustos, se ha propuesto que una muestra de gran tamaño implica & gt; 1000 sujetos en cada grupo se requiere [18]. A pesar de que sólo los 684 pacientes y 602 controles se inscribieron en este estudio, en vista de amplia divergencia en las distribuciones genéticos, un cálculo del poder priori indicado que este estudio tenía & gt; 80% de potencia para detectar la loci del tamaño del efecto realista. Por otra parte, nuestro estudio los sujetos fueron étnicamente homogéneos y residentes locales de la ciudad de Harbin, un sitio donde la prevalencia de cáncer de pulmón es relativamente alta probablemente debido a la contaminación del aire interior de las estufas de carbón como combustible sin ventilación [19]. Además, los genotipos de los polimorfismos estudiados estaban en equilibrio de Hardy-Weinberg en los controles, lo que sugiere que los resultados son poco probable que sea sesgada por los errores de genotipado o estratificación de la población. Además, la selección de genes y polimorfismos se basó en fuertes indicios biológicos, genéticos y epidemiológicos [20] - [23]. Sin embargo, teniendo en cuenta la complejidad del cáncer de pulmón, nuestros resultados preliminares deben ser considerados como hipótesis que necesitan ser probados en estudios más amplios bien diseñados.
Recientemente, varios meta-análisis globales han resumido los resultados individuales de
PTGS2 Opiniones y
CYP2E1
genes y confirmó el efecto protector significativo de rs5275, rs2031920 y rs6413432 alelos mutantes en el cáncer de pulmón [4], [24], [25]. En el presente estudio, hemos identificado que los portadores de alelos mutantes de rs689466, rs2031920 y rs5275 fueron notablemente al riesgo de cáncer pulmonar reducida. Para expandir los hallazgos, se informó de una sinergia potencial entre
PTGS2
y
CYP2E1
genes en el riesgo de cáncer de pulmón, como se refleja por el haplotipo análisis e interacción. A pesar de la asociación marginal de rs6413432 en el análisis de un solo locus, en comparación con ATTA haplotipo (en orden de rs689466, rs5275, rs2031920 y rs6413432), la magnitud de riesgo asociado con ATTT haplotipo fue notablemente aumentada y fue independiente de factores de riesgo tradicionales, lo que demuestra una contribución de rs6413432-T alelo de susceptibilidad al cáncer de pulmón. Sin embargo, en presencia de rs689466-G y rs5275-C alelos, el papel de riesgo que confiere de rs6413432-T alelo fue marcadamente atenuada que muestra una reducción del riesgo del 28% para haplotipo G-C-C-T. Utilizando el método de la TB, que es no paramétrico y genéticamente en el diseño [26] modelo libre, se construyó el mejor modelo global que abarca polimorfismos rs5275, rs689466, rs6413432 y con fuertes efectos sinérgicos. Dado que el mecanismo fisiopatológico subyacente a dicha interacción es aún desconocido, se especula que
PTGS2
y
CYP2E1
genes pueden interactuar entre sí para jugar un papel en la carcinogénesis pulmonar. Por otra parte, teniendo en cuenta los perfiles genéticos divergentes, como las rs20417 no mutados en nuestra población de estudio, es necesario establecer una base de datos independiente de los marcadores genéticos para el cáncer de pulmón en cada grupo étnico. Por otra parte, datos de genotipos de la
PTGS2
y
CYP2E1
genes, que incorporan la estrategia de análisis de haplotipos y sinergismo facilitaría la identificación de individuos con alto riesgo de desarrollar cáncer de pulmón en el cribado clínico futuro.
Algunas limitaciones deben considerarse al interpretar los resultados. En primer lugar, el diseño de la sección transversal de este estudio puede impedir que los comentarios sobre la causalidad, y un sesgo de supervivencia no podía excluirse. En segundo lugar, sólo nos centramos en cinco polimorfismos en
PTGS2
y
CYP2E1
genes y pero no cubren todo las secuencias genómicas de los genes, y por lo tanto es posible que bajo-evaluar los efectos genéticos de otra genética marcadores, tercer lugar, los datos sobre los niveles circulantes de Ptgs2 y CYP2E1 no están disponibles, lo que nos hace incapaces de la comparación de sus niveles en todos los genotipos. La inmuno análisis de expresión PTGS2 está en curso para detectar cualquier forma de asociación genotipo-fenotipo [27]. En cuarto lugar, el tamaño de la muestra de este estudio fue relativamente pequeño de tal manera que nuestros resultados deben ser validados en una población mayor.
En resumen, nuestros resultados demostraron un efecto potencialmente sinérgico entre los
PTGS2 Opiniones y
CYP2E1
genes en la causa subyacente de cáncer de pulmón en el noreste de china. Por otra parte, este estudio deja abierta la cuestión de los perfiles genéticos divergentes entre los diferentes grupos étnicos. Este estudio proporciona evidencia de apoyo para una mayor investigación sobre los mecanismos fisiopatológicos de la
PTGS2
y
CYP2E1
genes en el cáncer de pulmón.