Extracto
El cáncer de endometrio (CE) contribuye sustancialmente a la carga total de morbilidad y mortalidad por cáncer en los Estados Unidos. La historia familiar es un factor de riesgo conocido para la CE, por lo tanto los factores genéticos pueden jugar un papel en la patogénesis de la CE. Tres estudios de asociación de genoma completo (GWAS) anteriores han encontrado un único locus asociado con la CE, lo que sugiere que las variantes comunes con grandes efectos pueden no contribuir en gran medida a los riesgos de la CE. Como alternativa, la hipótesis de que las variantes raras pueden contribuir al riesgo de EC. Hemos llevado a cabo un estudio de todo el exoma asociación (EXWAS) de la CE mediante el Infinium HumanExome BeadChip con el fin de identificar las variantes poco comunes asociados con el riesgo de las CE. Estamos genotipo con éxito 177,139 variantes en una población multiétnica de 1.055 casos y 1.778 controles de cuatro estudios que formaban parte de la Epidemiología de endometrio Consorcio de Cáncer (E2C2). No hay variantes alcanzaron significación mundial en el estudio, lo que sugiere que se necesita más potencia para detectar asociaciones modestas entre las variantes genéticas raras y riesgo de EC
Visto:. Chen MM, Crous-Bou M, Setiawan VW, Prescott J, Olson SH, Wentzensen N, et al. Estudio de Asociación (2014) Exoma-ancha del cáncer endometrial en un Multiétnico Población. PLoS ONE 9 (5): e97045. doi: 10.1371 /journal.pone.0097045
Editor: Paolo Peterlongo, IFOM, Fondazione Istituto di Oncologia FIRC Molecolare, Italia |
Recibido: 24 Febrero, 2014; Aceptado: April 15, 2014; Publicado: May 8, 2014
Derechos de Autor © 2014 Chen 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:. Las enfermeras 'Health Study (NHS) los investigadores están soportados por el NCI, NIH Subvenciones CA134958 Número 1R01, 2R01 CA082838, CA087969 P01, y R01 CA49449. MMC es apoyado por becas de formación 5T32CA009001-38 del NCI. MCB también es apoyado por una beca postdoctoral Sara Borrell del Ministerio español de Sanidad, Instituto de Salud Carlos III. El Estudio de Cohorte Multiétnica (MEC) es apoyado por el Instituto Nacional del Cáncer, SNS Subvenciones Número CA54281, CA128008, CA082838 y 2R01. El Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson (FHCRC) es apoyado por el NCI, NIH número de concesión 2R01 CA082838, NIH RO1 CA105212, RO1 CA 87538, RO1 CA75977, SR3 CA80636, NO1 HD23166, R35 CA39779, KO5 CA92002 y fondos de la Investigación del Cáncer Fred Hutchinson Centrar. El estudio EDGE (estrógeno, la dieta, la genética y cáncer de endometrio) es apoyado por el NCI, NIH Subvenciones CA082838 Número 2R01, R01CA83918 (Olson PI) y P30-CA008748 (Cáncer Centro de soporte de subvención). El Estudio de Servicios de Salud de Alberta (AHS) fue apoyada por subvenciones de funcionamiento obtenidos del Instituto Nacional del Cáncer de Canadá con fondos de la Sociedad Canadiense del Cáncer y el Instituto Canadiense para la Investigación en Salud. La AHS también es apoyado por el NCI, NIH subvención Número de 2R01 CA082838. Dr. Christine Friedenreich se apoya en los premios de la carrera de Alberta innova-Health Solutions y la Fundación del Cáncer de Alberta a través del fin de semana para poner fin Cáncer de la Mujer para sillas de Cáncer de Mama. Dr. Linda Cook fue apoyada por el Programa de Cátedras de Investigación de Canadá. 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 endometrio (CE), un cáncer del revestimiento epitelial uterino que se produce normalmente cerca o después de la menopausia, es el cáncer más común de los órganos reproductores femeninos y el 10º causa de muerte por cáncer en las mujeres más importantes en los países desarrollados mundo [1] - [3]. CE está fuertemente asociada con la terapia hormonal posmenopáusica de estrógenos solos [4], [5] y el exceso de peso corporal [6] debido al aumento de la aromatización de los esteroides C-19 por el exceso de tejido adiposo [7]. Estos factores de riesgo apoyan la hipótesis de "estrógeno sin oposición" en el que la CE puede desarrollarse debido a los efectos mitógenos sin control de los estrógenos en ausencia de progesterona suficiente [8]. Algunos estudios han demostrado que aumenta el riesgo de historia familiar de dos a tres veces en las mujeres más jóvenes que tienen un pariente en primer grado con CE [9], [10], mientras que entre las mujeres mayores de la asociación es menos fuerte. Además, hay un mayor riesgo de EC en mujeres con síndrome de Lynch [11], una condición hereditaria autosómica dominante que confiere un alto riesgo de cáncer colorrectal también. Estas observaciones sugieren que la genética de la línea germinal pueden contribuir a la susceptibilidad de la CE.
Estudios de asociación
genoma completo (GWAS) han identificado con éxito más de un centenar de loci de susceptibilidad para una variedad de tipos de cáncer [12]. Se han realizado tres estudios GWAS de la CE hasta la fecha con una sola identificación de una nueva de todo el genoma significativa locus, rs4430796, (p = 7,1 × 10
-10) asociado con CE [13] en la
HNF1B
región del gen en el cromosoma 17q12. Dos estudios independientes posteriormente replicar la asociación con rs4450796 [14], [15]. Sin embargo, otros dos estudios GWAS de CE [14], [16] no fueron capaces de identificar loci adicional significativa de todo el genoma, lo que sugiere que las variantes comunes con grandes efectos pueden no contribuir en gran medida a la de riesgo familiar de EC.
La mayoría de los alelos de riesgo descubiertos a través GWAS tienen modestos tamaños del efecto que no se dan cuenta de gran heredabilidad de enfermedades comunes [17]. Además, los estudios GWAS se han centrado en las variantes comunes (& gt; 5%) en la población general. variantes de baja frecuencia constituyen una gran fracción de la variación genética en los seres humanos y pueden explicar una parte sustancial de la heredabilidad en la etiología del cáncer. Recientes estudios exoma secuenciación han encontrado variantes raras en los genes de susceptibilidad candidatos para el cáncer familiar de colon [18], el cáncer de mama [19], y el cáncer de próstata [20], lo que sugiere que el análisis de variantes raras también pueden proporcionar información sobre la etiología de la CE. Sin embargo, los estudios de secuenciación del exoma-requieren tamaños de muestras que no son susceptibles de grandes estudios epidemiológicos debido a los altos costos necesarios actualmente para alcanzar la suficiente potencia estadística.
Ha habido un empuje para desarrollar estadísticamente potente, pero relativamente barato, métodos para detectar asociaciones de variantes raras con tamaños más grandes del efecto. Illumina ha desarrollado recientemente el Infinium HumanExome BeadChip (array exoma) a partir de las variantes no sinónimas que se encuentran al menos 3 veces en más de 2 conjuntos de datos de la secuenciación de todo el exoma de más de 12.000 personas. Esta matriz proporciona una plataforma desde la cual podemos empezar a estudiar el paisaje de la variación rara en un gran número de muestras.
Estamos genotipo variantes raras en una población multiétnica de 3.067 mujeres (1.169 casos y 1.898 controles CE) de Epidemiología de endometrio Consorcio de cáncer (E2C2) [21] con el fin de probar la hipótesis de que las variantes raras en regiones codificantes pueden estar asociados con el riesgo de EC.
Métodos
comité
Ética de cada estudio participante (Servicios de Salud de Alberta; estrógeno, la dieta, la genética y el estudio del cáncer de endometrio; cohorte multiétnica estudio) consentimiento informado por escrito obtenido de todos los participantes en el estudio. Todo el consentimiento por escrito fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional (IRB) de cada institución (Servicios de Salud de Alberta, Canadá; Memorial Sloan Kettering, EE.UU., Universidad de Hawai Cancer Center, EE.UU., Escuela de Medicina Keck-Universidad del Sur de California, EE.UU.).
Servicios de Salud de Alberta, Sloan Kettering Memorial, Universidad de Hawai Centro de cáncer, y la Universidad del Sur de California juntas de revisión institucional aprobado específicamente el presente estudio (estudio de asociación Exoma-ancha del cáncer endometrial), así como el consentimiento por escrito obtenida de los participantes.
la participación estudios también obtenido la certificación del IRB, que permite el intercambio de datos de acuerdo con la política de los NIH para el uso compartido de los datos obtenidos en el NIH con apoyo o llevado a cabo estudios Genome- Wide Association (GWAS).
Población de estudio
Exoma matriz de genotipificación se realizó sobre 3.067 muestras procedentes de 3 estudios de casos y controles retrospectivos: el Alberta Health Services estudio (AHS) [22], el estrógeno, la dieta, la genética y el estudio del cáncer endometrial (EDGE) [ ,,,0],23], y el estudio y 1 de casos y controles estudio Fred Hutchinson Cancer Research Center (FHCRC) anidado dentro del estudio de cohorte prospectivo Multiétnico (MEC) [24]. Estudios que participan en este análisis se describen en la Tabla 1 y en nuestra anterior GWAS [14]. De las mujeres incluidas en el estudio, 1.169 fueron casos CE y 1898 fueron controles. Los casos se limitan a las personas diagnosticadas con el subtipo más común de la CE (tipo I), mientras que los controles estaban libres de cáncer y tenía un útero intacto. Los controles fueron emparejados a los casos por edad y lugar de estudio.
Genotipado y Control de Calidad
Se extrajo el ADN en cada sitio de estudio de la capa de células o muestras de plasma coagulado mejilla siguiendo el protocolo del fabricante y genotipo de la Universidad del Sur de California con el Infinium humano Exoma BeadChip (Illumina Inc., San Diego, CA) como parte de la replicación de la Etapa II del E2C2 GWAS. BeadChip incluyó 9.232 marcadores personalizados, 2.211 de los cuales son específicamente relevantes de la CEE, además de los 247,870 marcadores que codifican principalmente para la proteína que altera las variantes que ya está incluida en el diseño predeterminado del BeadChip.
llamada genotipo se realizó con Illumina GenCall en todas las muestras (n = 3,067) utilizando el archivo de clúster MEC (16.000 muestras multiétnicas) para los marcadores no personalizados y autoagrupación para los marcadores personalizados. Las variantes fueron excluidos del análisis si las tarifas de llamadas eran & lt; 90% (n = 115), la variante era monomórfica (n = 77 521), el loci no tenía fundadores observados y falta todos los genotipos (n = 1,962), la variante fue un alelo inserción o deleción (n = 117), o la variante se desvió de Hardy-Weinberg en el valor de p & lt; 0,0001 en cualquier grupo étnico (n = 248). El conjunto de datos de análisis enfermedad rasgo final contenía 177,139 variantes con éxito genotipo.
En total, 3.031 fuera de 3.067 muestras fueron genotipo con éxito con las tarifas de llamadas ≥ 90%. De estos, hemos eliminado 40 muestras duplicadas (genotipo tasa de concordancia & gt; 99,9%) utilizados para el control de calidad del ensayo y 15 muestras por otras razones de control de calidad. Se realizó un análisis de componentes principales (PCA) para identificar valores atípicos etnicidad y la percepción subjetiva de inferir con ascendencia EIGENSOFT v 4.2 [25] el uso de 47,097 personalizados y no personalizados SNPs con tasas de genotipado & gt; 90% y MAF & gt; 1%. La fase II del HapMap (build 37) CEU, YRI, y las muestras JPT-CHB se utilizaron como las poblaciones de referencia. Usando los 5 primeros componentes principales, se determinó 7 individuos que eran valores atípicos etnicidad y los excluidos de los análisis. Después de la retirada adicional de 136 valores atípicos (más de 3,5 desviaciones estándar de la media) de la heterocigosidad de la muestra según su origen étnico, 2.833 mujeres (1.055 casos y 1.778 controles de la CE) se mantuvo para el análisis rasgo de la enfermedad.
Análisis estadístico
análisis sola asociación variante.
Los análisis se realizaron sola variante en general y estratificados por grupos étnicos de auto-reporte. Para cada SNP, se estimó la odds ratio (OR) y los intervalos de confianza del 95% (IC) mediante regresión logística no condicional, asumiendo un modelo aditivo genético (0, 1, 2 copias del alelo menor) y ajustar el índice de masa corporal (IMC kg /m
2), edad, lugar de estudio, placa, y los primeros 4 componentes principales para dar cuenta de estratificación de la población. Todo sola variante análisis se realizaron utilizando v PLINK 1,07 [26].
basado en el análisis de genes.
Como un método adicional para descubrir variantes poco comunes asociados con la CE, las pruebas basadas en genes se realizó utilizando SKAT-O [27] sobre todas las etnias. SKAT-O combina las pruebas de gen-carga y SKAT, una prueba de nivel para SNPset asociación utilizando métodos mecánicos del núcleo, en casos especiales para un enfoque optimizado que maximiza la potencia. Estos análisis también fueron ajustados por índice de masa corporal, edad, lugar de estudio, la placa y los 4 primeros componentes principales. En total, se probaron 16,245 genes con al menos una variante
La significación estadística
Se determinó asociación única variante para alcanzar significación global si el valor de p era sin ajustar. & Lt;. 2.82 × 10
-7, correspondiente a una corrección de Bonferroni para pruebas 177,139. asociaciones basadas en genes se consideraron significativas para valores de p & lt sin ajustar;. 3.08 × 10
-6, que corresponde a una corrección de Bonferroni para pruebas 16,245
De acuerdo con la política de NIH /NCI se presentará todos los datos a la base de datos de genotipos y fenotipos (dbGaP, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gap).
Resultados
Asociación análisis incluyeron 177,139 variantes con éxito genotipo MAF & gt ; 0 de un total de 257,102 variantes incluidas en la matriz. Características de la población de los cuatro estudios participantes (AHS, EDGE, FHCRC, y MEC) se describen en la Tabla 1. La edad media al diagnóstico de casos fue de 58,5 años en AHS a 65,5 años en el MEC y la media de índice de masa corporal al momento del diagnóstico de casos osciló entre el 28,8 kg /m
2 en MEC a 32,3 kg /m
2 en AHS y EDGE. De las 3.067 muestras con genotipo, 2.833 fueron incluidos en el análisis. No hubo diferencias en la edad, índice de masa corporal, y la etnicidad entre los casos excluidos y los incluidos en el análisis (resultados no mostrados). De estos 2.833 individuos, había 254 la percepción subjetiva de los afroamericanos, 347 la percepción subjetiva de los asiáticos, 1.686 percepción subjetiva de los caucásicos, 79 auto-reporte de los hawaianos, 360 latinas auto-reporte, y 107 que no informó de una etnia específica (Tabla 2).
Distribución variante entre etnias Informó
En esta población de estudio, se encontraron variantes 77,521 (30.4%) para ser monomórficos en todos los grupos étnicos y reportados 177,139 variantes (69,6%) fueron polimórficos en al menos una población étnica con 74,0% de los alelos polimórficos que tienen MAF ≤ 1% (Figura 1). De las variantes que fueron polimórficos en por lo menos una población étnica, 42,0% en los afroamericanos, el 71,7% de los asiáticos, el 34,9% de los caucásicos, el 69,7% de los hawaianos, el 49,5% de las latinas, y 60,0% en las de origen étnico desconocido fueron monomórficos ( Figura 2). Las distribuciones MAF fueron bastante similares entre los asiáticos, hawaianos, y aquellos que no informó de un grupo étnico específico, mientras que los afroamericanos, caucásicos, y las latinas comparten más similitudes en MAF entre sí que con los asiáticos, hawaianos, y los de origen étnico desconocido. Acerca de 20,2% (n = 35.912) de las variantes fueron compartidos por todas las 5 etnias reportados, mientras que los caucásicos y latinas tenían el mayor número de variantes en común en el 41,1% (n = 72.878) (Figura 3). Caucásicos tenían las variantes más singulares polimórficos (18,7%), seguidos por los afroamericanos (14,0%), las latinas (3,2%), asiáticos (2,7%), los que no informaron el origen étnico (1,0%), y los hawaianos (0,4% ).
el número de variantes se representa por la frecuencia del alelo menor sobre todas las etnias. Estas variantes incluyen aquellos que son monomórficos en todos los grupos étnicos.
El número de variantes se representa por la frecuencia del alelo menor para cada grupo étnico. Todas estas variantes son polimórficas en al menos una etnia informado.
El número de variantes comunes se muestran en las intersecciones. El número total de variantes polimórficas por etnicidad se enumeran en la esquina superior izquierda.
Asociación sola variante para el cáncer endometrial
No hay variantes alcanzó significación global en asociación única variante de la CE para todos los grupos étnicos combinados (Figura 4, Tabla 3) cuando la corrección para comparaciones múltiples utilizando el ajuste de Bonferroni (p & lt; 2,82 × 10
-7). Las asociaciones más fuertes fueron para variantes con & gt; 0,05 MAF (Tabla 3) situado dentro de los 50 kb de la no proteico largo de codificación de ARN intergénica,
LINC00520
(rs1953358, OR = 1,36, p = 4,76 × 10
-7) y en la región del intrón de
PROS1
(rs8178648, OR = 1,71, p = 1,53 × 10
-6), que codifica para la proteína S, un cofactor de la proteína C en la lucha contra -coagulation vía. En la población blanca, que constituyen la mayor parte del análisis general, sólo permanecieron rs8178648 sugestivamente asociados con OR = 1,98 yp = 3,35 × 10
-6 (Figura 4b, Tabla 3). No hubo variantes significativas a nivel mundial o sugerentes en los afroamericanos, asiáticos, hawaianos, latinas, y aquellos que no informaron el origen étnico (Tabla S1).
Los resultados de los análisis sola variante (-log
10p) son representada frente a la posición de cromosomas (NCBI construir 37) para la asociación sobre todas las etnias (a) y de asociaciones dentro de los caucásicos (B). variantes sugerentes están etiquetados anteriormente. Los resultados se ajustaron por edad al momento del diagnóstico, el IMC, sitio de estudio, placa, y los cuatro primeros componentes principales.
Análisis basada en los genes de cáncer endometrial
Ninguna de las pruebas basadas en los genes de asociación fueron globalmente significativa (p & lt; 3,08 × 10
-6) después de ajustar para comparaciones múltiples (Tabla S2). De los 16.245 genes de la prueba, la asociación más significativa con la CE fue
KRT81 gratis (p = 2,21 × 10
-5), un miembro de la familia de genes de queratina situado en 12q13.
PROS1
, donde se encuentra rs8178648, no se asoció significativamente con la CE (p = 0,6789) cuando se prueba sobre todas las etnias ni cuando se prueba sólo en Causasians (resultados no mostrados).
Discusión
se presenta una exploración inicial para determinar si las variantes raras se asocian con el riesgo de EC en una población multiétnica de la E2C2. No hay variantes alcanzaron significación global (p & lt; 2,82 × 10
-7) en la asociación única variante análisis de la AE en todos los grupos étnicos combinados o cuando estratificada por etnia informado. Además, hay una prueba basada en los genes de la asociación alcanzó significación global (p & lt; 3,08 × 10
-6)
Entre todos los grupos étnicos, rs8178648 en el cromosoma 3 mantuvieron una sugestiva asociación con EC (OR = 1,707. , IC del 95%: 1,363 a 2,123, p = 1,53 × 10
-6). La variante se encuentra dentro de la región intrón de
PROS1
, un gen que codifica para la proteína S, un cofactor en la vía anticoagulante que causa autosómica trombofilia hereditaria dominante cuando mutado [28].
PROS1
expresión se ha informado a ser elevados en el tejido agresivo cáncer de próstata [29] y tejido de cáncer de tiroides [30], lo que sugiere que puede tener un papel en la etiología del cáncer o progresión.
PROS1
se ha encontrado para ser upregulated directamente por las progestinas [31] y downregulated por 17β-estradiol, un estrógeno que regula la expresión de genes a través de los receptores de estrógenos [32], por lo que es susceptible a los desequilibrios de la hormona metabólica sexo vía, que está implicado en la etiología de la CE. Sin embargo,
PROS1
no se asoció significativamente con la CE (p = 0,6789) cuando se utiliza SKAT-O y ningún otro GWAS han encontrado variantes significativas o sugerentes en este gen.
Una debilidad de este estudio es nuestro tamaño limitado de la muestra, que no fue suficiente para detectar variantes raras con efectos modestos asociados con la CE. Además, el contenido de matriz exoma se basa predominantemente en la ascendencia europea, mientras que nuestro estudio incluyó un número considerable de muestras con otras estirpes. Incompleta cobertura matriz exoma de todas las variantes funcionales y indeles que pueden impactar el riesgo CE también puede haber limitado el alcance de nuestro estudio. Sin embargo, nuestro análisis es uno de sólo dos estudios [33] utilizando la matriz exoma para examinar las asociaciones entre las variantes raras y las enfermedades complejas en grandes poblaciones multiétnicas. Nuestro estudio es también el primero en utilizar la matriz exoma con CE y sirve como una extensión de nuestro examen previo de las variantes comunes en el riesgo de EC.
Un GWAS anterior [13] identificado un nuevo locus cerca de
HNF1B
, rs4430796, inversamente asociado con el riesgo de EC. Hemos replicado los hallazgos en nuestra GWAS [14], pero no se han determinado otras variantes comunes asociados con la CE. exoma matrices que se centran en las variantes raras, que son la hipótesis de que los tamaños del efecto mayores que las variantes comunes, se han utilizado con éxito para identificar nuevos loci que influyen en el procesamiento y secreción de insulina en diabéticos tipo 2 [34]. Hasta la fecha, los análisis de los sitios de cáncer utilizando conjuntos exoma no han podido encontrar pruebas sólidas de que las variantes raras están altamente relacionados con el cáncer, revelando sólo una variante asociada significativamente con el cáncer de mama y ninguno con cáncer de próstata [33]. Del mismo modo, no se han identificado loci asociados significativamente con la CE. Debido a nuestro tamaño limitado de la muestra, se estimó nuestro estudio para ser suficiente para detectar RUP & gt; 2,53 para las variantes de baja frecuencia (MAF = 0,02). Un OR de 2,00 (MAF = 0,01) también necesitaría alrededor de 4.250 casos y 7.250 controles que ser lo suficientemente alimentado. Incluso para las variantes con MAF superiores similares a lo observado para rs8178648, un estudio de la detección de un alelo per-OR de 1,70 requeriría al menos 1.107 casos y 1.871 controles que se considera lo suficientemente fuerte (β = 0,80). Por lo tanto, los estudios más grandes deben llevarse a cabo con el fin de detectar nuevas asociaciones con las variantes raras.
En conclusión, nuestro estudio no encontró ninguna evidencia de que las variantes raras con grandes tamaños del efecto se asocian con el riesgo de EC. Aunque hemos sido capaces de identificar algunas asociaciones sugestivas, como con rs8178648, serían necesarios estudios mucho más amplios para identificar a una más modesta influencia de las variantes raras en el riesgo de EC.
Apoyo a la Información sobre Table S1.
1-5. Resultados de la asociación única variante. Los 100 asociaciones más significativas variantes individuales con cáncer de endometrio por grupos étnicos
doi: 10.1371. /Journal.pone.0097045.s001 gratis (XLSX)
Tabla S2.
SKAT-O gen resultados de la asociación en base. SKAT O-gen asociaciones con cáncer de endometrio en base a todos los grupos étnicos combinados
doi:. 10.1371 /journal.pone.0097045.s002 gratis (XLSX)