Extracto
Antecedentes
Genoma estudios de asociación de todo (GWAS) han identificado varios SNPs asociados con cáncer colorrectal susceptibilidad (CRC). La vitamina D también se asoció inversamente con el riesgo de CCR.
Métodos
Hemos examinado principales y conjuntos efectos de GWAS previamente identificado marcadores genéticos de la CRC y plasma de 25-hidroxivitamina D (25 (OH) D) en el riesgo de CCR en tres cohortes prospectivas: el Nurses 'Health Study (NHS), los profesionales de la salud Estudio de Seguimiento (HPFS), y el Physicians' Health Study (PHS). Se incluyeron los casos de CCR 1895 y 2806 controles con ADN genómico. Se calcularon los odds ratios y los intervalos de confianza del 95% para CRC asociados con aditivos puntuaciones de riesgo genéticos (GRSS) que constan de todos los SNPs y subconjuntos de estos SNP CRC basándose en la proximidad a las regiones de aumento de receptor de la vitamina D se unen a la vitamina elementos de respuesta D (VDREs), sobre la base de datos del chip-ss publicados. En un subgrupo de sujetos con 25 (OH) D prediagnóstica adicional que probamos interacciones multiplicativas entre plasma de 25 (OH) D y de GRS. Se utilizaron modelos de efectos fijos realizar un metanálisis de los tres cohortes
Resultados
El alelo por multivariante OR fue 1,12 (IC del 95%, 01/06 a 01/19) para GRS-proximalVDRE.; y 1,10 (IC del 95%, 01/06 a 01/14) para GRS-nonproxVDRE. El cuartil más bajo de plasma de 25 (OH) D en comparación con la más alta, tenía un multivariante OR de 0,63 (IC del 95%, desde 0,48 hasta 0,82) para el CCR. No se observó ninguna interacción significativa entre cualquier GRSS y plasma de 25 (OH) D.
Conclusiones
No se observó evidencia de la modificación de la susceptibilidad genética para la CRC de acuerdo con el estado de vitamina D, o evidencia de que el efecto de los alelos comunes riesgo de CCR fueron diferentes en función de su proximidad a los sitios de unión putativos VDR
Visto:. Hiraki LT, AD Joshi, Ng K, Fuchs CS, Ma J, Hazra a, et al. (2014) Efectos conjuntos de cáncer colorrectal loci de susceptibilidad, circulando 25-hidroxivitamina D y el riesgo de cáncer colorrectal. PLoS ONE 9 (3): e92212. doi: 10.1371 /journal.pone.0092212
Editor: Xiaoping Miao, MOE clave Laboratorio de Medio Ambiente y Salud, Escuela de Salud Pública, Tongji Medical College, Universidad Huazhong de Ciencia y Tecnología, China
Recibido: 17 de octubre de 2013; Aceptado 25 de enero de 2014; Publicado: 26 Marzo 2014
Derechos de Autor © 2014 Hiraki 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:. El apoyo fue proporcionado por el Instituto Nacional del cáncer, de los Institutos nacionales de Salud, Departamento de Salud y Servicios Humanos de Estados Unidos (U01 CA137088; R01 CA059045; R01 CA137178; K24 DK098311). El Dr. Hiraki fue apoyada por un Instituto Canadiense de Investigación en Salud (CIHR) Beca. El Dr. Ng fue apoyada por una 5K07CA148894 premio NIH. El Dr. Chan es un investigador clínico Damon Runyon. 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
Tanto heredan y factores de riesgo modificables se han identificado para el cáncer colorrectal (CCR). Hasta la fecha, el genoma amplia estudios de asociación (GWAS) han identificado 32 SNPs en 23 loci independientes asociados con el CRC [1] - [16]. Un cuerpo de evidencia también demuestra una asociación inversa entre los niveles de vitamina D y el CRC [17] - [24]. No obstante, los datos que examinan la posible interacción entre la susceptibilidad genética a la CRC y un factor ambiental, tales como el estado de vitamina D son insuficientes.
Existen mecanismos plausibles por los cuales la susceptibilidad genética a la CRC pueden variar según el estado de la vitamina D. En primer lugar, uno de los modos primarios de acción de la vitamina D es a través de la influencia de la transcripción génica mediante la unión de la forma activa de 1,25-dihidroxi-vitamina D (1,25 (OH)
2D
3) a la los receptores nucleares de vitamina D (VDR) [25]. Una inmunoprecipitación de la cromatina estudio anterior que utiliza con la secuenciación masiva en paralelo (chip-ss) para identificar receptor de la vitamina D (VDR) interacciones proteína-ADN vinculante observaron que los sitios de unión de VDR fueron significativamente enriquecido cerca autoinmunes y cáncer asociado genes [26], incluyendo 3 previamente identificados CRC-SNPs asociados. En segundo lugar, aunque nuestra comprensión de las implicaciones funcionales de SNPs asociados-CRC muchos es limitado, es posible que algunos de estos loci puede estar asociado mecánicamente con las vías también influido por la vitamina D.
Por lo tanto, hemos examinado la articulación efectos de los marcadores genéticos de CRC previamente identificados por los GWAS y plasma de 25 (OH) D en el riesgo de CCR en tres cohortes prospectivas: el Nurses 'Health Study (NHS), el Health Professionals Follow-up Study (HPFS), y el Physicians' Health estudio (PHS). Además, se estudiaron específicamente la posibilidad de que el estado de vitamina D puede diferencialmente riesgo de influencia del CRC de acuerdo con la genética proximal variantes a las regiones de unión VDR demostrado en estudios funcionales de chip-ss.
Métodos
Población de estudio
Nuestro estudio incluyó tres estudios de casos y controles anidados dentro de CRC del Nurses 'Health Study (NHS), los profesionales de la salud estudio de Seguimiento (HPFS) y el Physicians' Health Study (PHS). El NHS se estableció en 1976, cuando 121.700 mujeres enfermeras registradas estadounidenses de edades comprendidas entre 30 y 55 años regresó cuestionarios por correo sobre los factores de riesgo para el cáncer y las enfermedades cardiovasculares [27], [28]. El HPFS se estableció en 1986, cuando 51.529 profesionales de la salud del sexo masculino de 40 a 75 años respondieron a un cuestionario similar [29]. En ambas cohortes, los participantes han regresado cuestionarios cada 2 años para actualizar la información con tasas de respuesta superior al 90% [27], [28]. En 1989-90, 32.826 participantes del NHS y en 1993-95, 18.018 participantes volvieron HPFS una muestra de sangre en bolsas de hielo. En 2001-04, 29,684 mujeres en el NHS y 13.956 hombres en HPFS que no habían presentado previamente una muestra de sangre enviadas por correo en una muestra 'buches y escupir' de las células bucales. A la recepción, la sangre y células bucales se centrifugaron, se dividen en partes alícuotas y se almacenaron a -70 ° C [30]. Estudio de salud de los médicos fue un estudio aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo de la aspirina y beta-caroteno en la prevención primaria del cáncer y las enfermedades cardiovasculares entre 22.071 médicos varones estadounidenses de entre 40 a 84 años matriculados en 1982 [31]. Los participantes con un diagnóstico previo de la enfermedad cardíaca, el cáncer (excepto cáncer de piel no melanoma), enfermedad renal o hepática, úlcera péptica, o gota o suplementos utilizados vitamina A o beta-caroteno, fueron excluidos. Entre 1982 y 1984, 14.916 hombres (más de 70% de los participantes) devueltos muestras de sangre por correo que se divide en partes alícuotas y se almacenó a -82 ° C (más tarde, a -140 ° C) [32]. Este estudio fue aprobado por el Comité de Sujetos Humanos del Hospital Brigham y de Mujeres y la Escuela de Harvard de Salud Pública en Boston, MA, USA. Todos los participantes dieron su consentimiento informado.
En las tres cohortes, casos incidentes de CRC se identificaron mediante cuestionarios de seguimiento y confirmados por registros médicos opinión oa través de la mortalidad durante el seguimiento. En cada cohorte, hasta 3 controles fueron seleccionados al azar de los que estaban vivos y libres de cáncer en el momento de la determinación de los casos. En NHS y HPFS, controles fueron agrupados para cada caso en el origen étnico, el año de nacimiento y el mes /año de toma de muestras de sangre o bucal [30]; en PHS, controles fueron agrupados adicionalmente el consumo de tabaco [32].
Evaluación de laboratorio
previamente midieron los niveles plasmáticos de 25 (OH) D a través de un ensayo de radioinmunosorbencia en el laboratorio del Dr. Bruce W. Hollis (Universidad de Medicina de Carolina del Sur, Charleston, Carolina del Sur). El coeficiente medio intra-ensayo de variación a partir de muestras de control de calidad cegados fue del 11,8% en el NHS, 10,1% en HPFS, y el 13,8% en PHS. Los casos y sus controles se analizaron en el mismo lote, y el personal de laboratorio fueron cegados al caso, el control y el estado de control de calidad [23], [32], [33].
Genotipado
ADN genómico fue extraído de muestras de sangre (HPFS, NHS, PHS) y células bucales (NHS, HPFS) utilizando métodos convencionales. Se utilizó el SNP serie de plataforma de genotipificación TaqMan abierta (BioTrove, Woburn, MA) con 384 pocillos ensayos formato TaqMan para determinar el genotipo de las siguientes variantes asociadas a CRC identificado anteriores GWAS: rs6691170, rs6687758, rs10936599, rs16892766, rs6983267, rs10795668, rs3802842, rs10505477, rs7014346, rs7136702, rs11169552, rs4444235, rs4779584, rs9929218, rs4939827, rs10411210, rs961253, rs4925386 [4], [8] - [10], [12], [15], [16]. TaqMan primers y sondas fueron diseñados utilizando Primer Express v2.0 Oligo Diseño de software (ABI PRISM). Cebadores, sondas, y las condiciones de genotipificación están disponibles bajo petición. Estamos genotipo rs2151512 en Taqman como un sustituto para rs4925386 (desequilibrio de ligamiento r
2 1.0 en la población HapMap CEU) desde el genotipado por Taqman para rs4925386 en el cromosoma 20q13.33 no era subconjunto successful.A de participantes (954 casos y 1328 controles ) tenían ADN genómico de sangre genotipo con éxito utilizando Illumina HumanOmniExpress. Los datos que faltan SNP fue imputada a HapMap II liberar 22 utilizando MACH [34]. Todos los genotipos se sometió a control estándar de calidad, incluyendo los controles de concordancia para los duplicados y examen de la muestra ciegos y no ciegos, y las tarifas de llamadas SNP. El tipo de referencia era & gt; 97% para todas las muestras y & gt; 98% para todos los SNPs
Análisis estadístico
Se incluyeron un total de 1895 casos de CCR y 2806 controles con el genotipo de información montado a partir de. NHS, HPFS y PHS para nuestra GRS. Dentro de cada cohorte, se calcularon los odds ratios alélicas y los intervalos de confianza del 95% para CRC asociados con cada SNP y para las puntuaciones de riesgo genético (GRSS). El GRS es un sistema de puntuación alélica incorporando cada uno de los alelos de riesgo especificados asociados con CRC en base a los GWAS antes de asignar un único índice cuantitativo de riesgo genético para cada sujeto. Nuestra GRS asume un efecto aditivo alélica con el carro de un creciente número de copias de cada variante de riesgo.
Hemos construido un GRS compuesta de 18 SNPs de susceptibilidad Taqman CRC (GRS-18). También se examinaron GRSS compone de un subconjunto de estos SNPs en base a los 10 SNPs examinados en. un análisis de chip-seq (GRS-10) llevada a cabo por Ramagopalan et al. En este análisis, 3 SNPs asociados-CRC eran proximal (dentro de 150 kb a cada lado de principal SNP asociado a la enfermedad) a un aumento de VDR de unión (elementos de respuesta a la vitamina D (VDRE)) (GRS-proximalVDRE), y 7 SNPs no eran proximal a las zonas de mayor VDR de unión (GRS-nonproxVDRE) [26]. Entre los 2.282 subgrupo de individuos con datos adicionales GWAS, hemos creado un GRS compuesto por 31 CRC correspondientes SNPs de GWAS (GRS-31). Nosotros también GRSS calculados utilizando las estimaciones del efecto y los errores estándar para estos mismos SNPs de gran escala GWAS [35] y la prueba de las diferencias en el GRS-proximalVDRE y GRS-nonproxVDRE.
Para los análisis del efecto conjunto de plasma 25 (OH) D y GRS-18, que incluía los 881 casos y 1566 controles en NHS, HPFS y PHS que también había medido previamente de 25 (OH) D antes de la CRC diagnóstico [23], [32]. Esto se repitió para los efectos conjuntos de niveles de 25 (OH) D entre los 672 casos y 909 controles con ambos datos GWAS y los niveles de vitamina D GRS-31 y antes de la CRC. Se calcularon los odds ratios y los intervalos de confianza del 95% para el CCR asociado a cada 1 ng /ml en aumento de 25 (OH) D; alta versus baja de vitamina D de acuerdo con un determinado límite de 25 (OH) D asociada con un menor riesgo de CCR (≥32 ng /ml); y cuartiles de 25 (OH) D [32]. Se probó la interacción entre multiplicativos GRSS y vitamina D usando un término producto en el modelo y evaluar su importancia por el método de Wald.
Hemos ajustado nuestros análisis genéticos para la edad a la recogida de muestras, la raza, la cohorte, y el tipo de muestra (sangre o la mejilla). Los análisis que también incorporan plasma de 25 (OH) D ajustarse, además, para la temporada de extracción de sangre y 25 (OH) D lote de análisis. También se utilizaron modelos multivariados que incluyeron factores de riesgo adicionales de CRC, incluyendo el uso regular de aspirina (sí o no), el índice de masa corporal (IMC; en terciles), la actividad física (en terciles), la historia de CCR en un padre o hermano (sí o no), el tabaquismo (nunca, fumador actual o anterior), el consumo de alcohol (0-4,9, 5-9,9, 10-14,9 o ≥ 15,0 g por día), y el consumo de carne de res, cerdo o cordero como plato principal (0 -3 veces al mes, una vez a la semana, 2-4 veces a la semana o ≥ 5 veces a la semana). En NHS y HPFS también se incluyeron medicamentos regulares no esteroides antiinflamatorios (AINE) utiliza (sí o no) y calcio ajustados por la energía y la ingesta de folato (en terciles). estimaciones específicas del estudio fueron determinar una o combinados e IC del 95% utilizando los pesos de la varianza inversa [36] realizó un metanálisis. Se utilizaron las estimaciones modelo de efectos fijos como todas las pruebas de heterogeneidad no fueron significativas (p & gt; 0,05).
Resultados
Nuestro análisis incluyó 1895 casos de CCR y 2806 controles montados a partir de las tres cohortes. La Tabla 1 resume las características basales de cada cohorte. La dirección y la magnitud de nuestras estimaciones del efecto de los SNP fueron comparables a los de los informes originales, así como los observados en el Genética y Epidemiología del Consorcio de Cáncer Colorrectal (GECCO) y el cáncer de colon Registro Familiar (CCFR). GECCO /CCFR abarca 13 estudios, incluyendo NHS, HPFS y PHS con información genética sobre un total de 10.061 casos y 12.768 controles (Tabla 2).
El aditivo GRSS formó parte de la CRC alelos de riesgo dado estimaciones del efecto para el CRC dentro de nuestros tres cohortes que fueron comparables con aquellas derivadas de los 13 cohortes abarcados por GECCO y CCFR (Tabla 3). También se compararon las estimaciones obtenidas a partir de modelos con solamente los puntajes GRS-proximalVDRE y GRS-nonproximalVDRE con modelos que contienen tanto GRSS (modelos condicionales) y no se observó una diferencia material. No hubo diferencia significativa entre un GRS-VDR (multivariado OR, 1,12; IC del 95%: 1,06, 1,19), y un GRS-nonproximalVDRE (multivariado OR, 1,10; IC del 95%: 1,06, 1,14) (p-heterogeneidad = 0,52).
de acuerdo con nuestros informes anteriores [23], [32], se observó una asociación inversa entre la 25 (OH) D y la CRC en un meta-análisis de los resultados de las tres cohortes (tabla 4) . En comparación con los individuos en el cuartil más bajo de 25 (OH) D, hombres y mujeres en el cuartil más alto tuvieron un multivariante OR para la CRC de 0,63 (IC 95% 0,48 hasta 0,82; p-tendencia & lt; 0,001), y para aquellos con niveles más altos de 25 (OH) D (≥ 32 ng /ml) en comparación con los niveles más bajos, el multivariado OR fue de 0,79 (IC del 95%: 0,65-0,98; p = 0,03) guía empresas
Análisis de las interacciones entre multiplicativos. GRSS continua y continua de 25 (OH) D no dió resultados estadísticamente significativos, ni pruebas de interacciones multiplicativas entre GRSS y vitamina D clasificados por un nivel umbral de 32 ng /ml. Del mismo modo, las estimaciones de riesgo asociados con GRS31 no variaron según cuartil de la vitamina D (phet = 0,98) (Figura 1).
demostrado la ausencia de variación en las estimaciones de riesgo asociados con la CRC GRS-31, a través de estratificados cuartiles de 25 (OH) D (phet = 0,98) guía empresas
Discusión
Hay pruebas que apoyan una asociación inversa entre circulantes de 25 (OH) D y el riesgo de CCR.; metaanálisis y revisiones sistemáticas han observado un riesgo 50% menor de CRC comparando quintiles extremos de 25 (OH) D [21], [24]. Varios mecanismos se han planteado la hipótesis de que la base de esta asociación, algunos de los cuales pueden ser compartidos por vías asociadas con las consecuencias funcionales putativos de CRC susceptibilidad SNPs proximal a VDR-ADN sitios de unión. Además, la señalización de la vitamina D se produce a través de la unión de la forma activa de 1,25 (OH) D al receptor de vitamina D nuclear (VDR) a lo largo de las secuencias genómicas específicas conocidas como elementos de respuesta de vitamina D (VDREs),) que actúan para activar o reprimir gen la transcripción [25]. En nuestro estudio de 1895 casos de CCR y 2806 controles anidado dentro de tres cohortes prospectivas, no se observó evidencia estadísticamente significativa para la interacción entre los marcadores genéticos de CRC, incluyendo los 3 SNP CRC identificados en un análisis previo chip-ss como estar al lado de VDR-ADN sitios de unión, y 25 D de plasma (OH) sobre el riesgo de CCR, a pesar de la observación de un aumento del riesgo de CCR asociado con GRSS y una asociación inversa entre los niveles circulantes de 25 (OH) D y CRC. [26].
La falta de una interacción significativa entre el 25 (OH) D y la susceptibilidad genética a la CRC puede tener varias explicaciones. En primer lugar, las vías asociadas con CRC loci de susceptibilidad pueden de hecho ser distinto o se solapan mínimamente con los mecanismos asociados con la vitamina D. En segundo lugar, nuestros GRS y las medidas individuales de plasma 25 (OH) D medidas pueden ser marcadores relativamente insensibles o incompleta de las vías biológicas relevantes compartidos por la susceptibilidad genética y la vitamina D. en tercer lugar, se construyó GRSS informadas por los resultados de un estudio funcional por Ramagopalan et al. la aplicada chip-ss en las células linfoblásticas tratados con calcitriol durante 36 horas para demostrar la asociación diferencial posterior de la vitamina D vinculante con tres loci específicos CRC susceptibilidad [26] del receptor. Sin embargo, un estudio separado utilizando ChIP-Seq en monocitos tratados con calcitriol durante 40 minutos encuentra sólo 18% de los sitios de unión de VDR-calcitriol estimulada comunes a los observados en Ramagopalan et al. [37], [38]. Estos resultados sugieren que la regulación de genes diana VDR puede ser diferente según el tipo de célula y /o la duración de la exposición de vitamina D que puede ser difícil de evaluar el uso de medidas circulantes de 25 (OH) D.
Nuestro estudio tiene varios puntos fuertes. En primer lugar, la disponibilidad tanto de la información genética y medidas prediagnósticas de 25 (OH) D en plasma en nuestros tres cohortes permitidos, a nuestro entender, el primer análisis del efecto de la CRC loci de susceptibilidad de acuerdo con un marcador biológico integrado de un determinante ambiental de riesgo de CCR . En segundo lugar, nuestra razonablemente grande tamaño de la muestra proporcionado SNP individuales y asociaciones de GRS que eran similares en la dirección y la magnitud con las estimaciones de las cohortes más grandes, incluyendo el consorcio GECCO y CCFR. Reconocemos las limitaciones de nuestro estudio, incluyendo una única medición de 25 (OH) D, que puede no reflejar el estado de vitamina D a largo plazo o los efectos específicos de tejido de la vitamina D. También tuvimos un tamaño de muestra más limitado de participantes con tanto genéticos información y midieron los niveles de plasma de 25 (OH) D.
en resumen, en este gran estudio de casos y controles CRC caracterizado por la susceptibilidad genética a la CRC con las mediciones prediagnósticas de 25 (OH) D niveles, no lo hicimos observar la evidencia para la modificación de la susceptibilidad genética para la CRC de acuerdo con el estado de vitamina D.
Reconocimientos
Nos gustaría dar las gracias a los participantes y el personal del Estudio de Salud de Enfermeras, Health Professionals Follow-up estudio y Physicians 'Health Study por su valiosa contribución, así como los siguientes registros de cáncer estatales por su ayuda: AL, AZ, AR, CA, CO, CT, dE, FL, GA, ID, IL, IN, IA, KY, LA, ME, MD, MA, MI, NE, New Hampshire, Nueva Jersey, Nueva York, Carolina del Norte, Dakota del Norte, Ohio, Oklahoma, Oregón, Pensilvania, Rhode Island, SC, TN, TX, VA, WA, WY. Los autores asumen la plena responsabilidad de los análisis y la interpretación de estos datos.