Abstract
Background
Genoma largos estudos de associação (GWAS) identificaram vários SNPs associados com câncer colorretal (CRC) susceptibilidade. A vitamina D também é inversamente associado com o risco de CRC.
Métodos
Foram examinados os efeitos principais e conjuntos de anteriormente GWAS identificados marcadores genéticos de CRC e plasma de 25-hidroxivitamina D (25 (OH) D) sobre o risco de CRC em três coortes prospectivas: Nurses ‘Health Study (NHS), do Health Professionals Follow-up Study (HPFS) e Physicians’ Health Study (PHS). Foram incluídos 1895 casos CRC e 2806 controles com DNA genômico. Nós rácios calculados odds e intervalos de confiança de 95% para CRC associados com aditivos escores de risco genéticos (GRSS) composta por todos CRC SNPs e subconjuntos destes SNPs com base na proximidade a regiões de aumento de receptores de vitamina D que se ligam a vitamina elementos de resposta D (VDREs), com base em dados Chip-seq publicados. Entre um subconjunto de sujeitos com 25 (OH) D pré-diagnóstico adicional testámos multiplicativos interacções entre o plasma 25 (OH) D e de GRS. Foram utilizados modelos de efeitos fixos para meta-analisam os três coortes
Resultados
O per multivariada alelo OR foi de 1,12 (IC 95%, 1,06-1,19) para GRS-proximalVDRE.; e 1,10 (95% CI, 1,06-1,14) para GRS-nonproxVDRE. O quartil mais baixo de plasma de 25 (OH) D, em comparação com o mais elevado, que teve uma multivariada OR de 0,63 (IC de 95%, 0,48-0,82) para CRC. Não foram observadas quaisquer interacções significativas entre qualquer GRSS e plasma 25 (OH) D.
Conclusões
Não foi observada evidência para a modificação de susceptibilidade genética para CRC de acordo com o status da vitamina D, ou evidência de que o efeito de alelos de risco CRC comuns diferem de acordo com sua proximidade a locais de ligação putativos VDR
Citation:. Hiraki LT, Joshi AD, Ng K, Fuchs CS, Ma J, Hazra a, et al. (2014) Efeitos comuns de cancro colorectal Susceptibilidade Loci, circulando de 25-hidroxivitamina D e risco de câncer colorretal. PLoS ONE 9 (3): e92212. doi: 10.1371 /journal.pone.0092212
editor: Xiaoping Miao, MOE chave do Laboratório de Ambiente e Saúde, Escola de Saúde Pública, Tongji Medical College, Huazhong Universidade de Ciência e Tecnologia, China
Recebido: 17 de outubro de 2013; Aceito: 25 de janeiro de 2014; Publicação: 26 de março de 2014
Direitos de autor: © 2014 Hiraki et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados
Financiamento:. O apoio foi fornecida pelo National Cancer Institute, National Institutes of Health, Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos Estados Unidos (U01 CA137088; R01 CA059045; R01 CA137178; K24 DK098311). Dr. Hiraki foi apoiada por uma Canadian Institute of Health Research (CIHR) Fellowship Award. Dr. Ng foi apoiado por uma 5K07CA148894 prêmio NIH. Dr. Chan é um investigador clínico Damon Runyon. Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação do manuscrito
CONFLITO DE INTERESSES:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes
Introdução
Ambos herdada e fatores de risco modificáveis foram identificados para o câncer colorretal (CRC). Até à data, genoma ampla estudos de associação (GWAS) identificaram 32 SNPs em 23 loci independentes associados com CRC [1] – [16]. Um conjunto de provas demonstra também uma associação inversa entre o nível de vitamina D e CRC [17] – [24]. No entanto, os dados que examinam a interação potencial entre suscetibilidade genética para CRC e um factor ambiental, como o status da vitamina D são escassos.
Existem mecanismos plausíveis pelas quais a genética da susceptibilidade a CRC pode variar de acordo com o nível de vitamina D. Em primeiro lugar, um dos modos primários de acção da vitamina D é através de influência da transcrição do gene por ligação da forma activa de 1,25-di-hidroxi-vitamina D (1,25 (OH)
2D
3) para o receptor nuclear de vitamina D (VDR) [25]. Um estudo prévio utilizando imunoprecipitação da cromatina com sequenciamento paralelo em massa (ChIP-seq) para identificar o receptor da vitamina D (VDR) interações de ligação de ADN em proteínas observado que os sítios de ligação do VDR foram significativamente enriquecida perto auto-imunes e câncer associado genes [26], incluindo 3 previamente identificados SNPs CRC-associado. Em segundo lugar, embora o nosso entendimento das implicações funcionais de SNPs muitos CRC-associado é limitada, é possível que alguns destes loci pode ser associada com vias mecanisticamente também influenciados pela vitamina D.
Assim, examinou-se o conjunto efeitos de marcadores genéticos de CRC previamente identificadas pela GWAS e plasma 25 (OH) D sobre o risco de CRC em três coortes prospectivas: Nurses ‘Health Study (NHS), do Health Professionals Follow-up Study (HPFS) e dos Médicos de Saúde estudo (PHS). Nós também explorou especificamente a possibilidade de que o status da vitamina D pode diferencialmente risco influência do CRC de acordo com proximal variantes genéticas para as regiões do VDR ligação demonstrada em estudos Chip-seq funcionais.
Métodos
Estudo da População
o nosso estudo incluiu três estudos de caso-controle de CRC aninhados dentro do Nurses ‘Health Study (NHS), do Health Professionals Follow-up Study (HPFS) e Physicians’ Health Study (PHS). O SNS foi criado em 1976, quando 121.700 norte-americanos do sexo feminino enfermeiros com idade entre 30 a 55 anos retornaram questionários enviados sobre fatores de risco para o câncer e doenças cardiovasculares [27], [28]. O HPFS foi criada em 1986, quando 51,529 profissionais de saúde do sexo masculino com idades entre 40 e 75 anos responderam a um questionário semelhante [29]. Em ambos os grupos, os participantes retornaram questionários a cada 2 anos para atualizar as informações com as taxas de resposta superior a 90% [27], [28]. Em 1989-90, 32.826 participantes do SNS e em 1993-1995, 18,018 participantes HPFS retornou uma amostra de sangue sobre blocos de gelo. Em 2001-04, 29,684 mulheres no SNS e 13,956 homens em HPFS que não tinha fornecido anteriormente uma amostra de sangue enviados em uma amostra ‘swish-e-cuspe’ de células bucais. Após a recepção, o sangue e as células foram centrifugadas bucais, aliquotados, e armazenados a -70 ° C [30]. Estudo da Saúde dos Médicos foi um estudo randomizado, duplo-cego, controlado por placebo de aspirina e beta-caroteno para a prevenção primária de câncer e doenças cardiovasculares entre 22.071 norte-americanos do sexo masculino médicos idades de 40 a 84 anos matriculados em 1982 [31]. Os participantes com diagnóstico prévio de doença cardíaca, câncer (exceto câncer não melanoma da pele), doença renal ou hepática, úlcera péptica, ou gota ou suplementos de vitamina A ou beta-caroteno utilizados, foram excluídos. Entre 1982 e 1984, 14.916 homens (mais de 70% dos participantes) retornou amostras de sangue por correio, que foram divididos em alíquotas e armazenadas a -82 ° C (mais tarde, no -140 ° C) [32]. Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Seres Humanos em Brigham e do Hospital da Mulher e da Harvard School of Public Health, em Boston, MA, EUA. Todos os participantes forneceram consentimento informado.
Em todos os três coortes, casos incidentes de CRC foram identificados por meio de questionários de acompanhamento e confirmada por prontuários ou através de mortalidade de acompanhamento. Em cada coorte, até 3 controles foram selecionados aleatoriamente entre aqueles que estavam vivos e livres de câncer no momento da apuração caso. Em SNS e HPFS, controles foram pareados para cada caso na etnia, ano de nascimento e mês /ano de sangue ou de amostragem bucal [30]; na PHS, os controles foram adicionalmente combinado sobre a situação [32] fumar.
Avaliação Laboratório
Nós previamente medidos os níveis plasmáticos de 25 (OH) D através de um ensaio de radioimmunosorbent no laboratório do Dr. Bruce W. Hollis (Medical University of South Carolina, Charleston, SC). O coeficiente intra-ensaio mediana de variação a partir de amostras de controle de qualidade cegos foi de 11,8% no NHS, 10,1% no HPFS, e 13,8% no PHS. Casos e seus controles foram analisadas no mesmo lote, e pessoal de laboratório estavam cegos para caso, controle e status de controle de qualidade [23], [32], [33].
A genotipagem
DNA genômico foi extraído de amostras de sangue (HPFS, NHS, PHS) e células bucais (NHS, HPFS) utilizando métodos convencionais. Utilizou-se o TaqMan Matriz Aberta SNP plataforma de genotipagem (Biotrove, Woburn, MA) com 384 poços ensaios formato TaqMan ao genótipo as seguintes variantes CRC-associado identificados a partir de anterior 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]. iniciadores TaqMan e sondas foram projetados usando Primer Expresso Oligo Projeto v2.0 software (ABI PRISM). Iniciadores, sondas e condições para testes de genotipagem estão disponíveis mediante solicitação. Foram genotipados rs2151512 em Taqman como um substituto para rs4925386 (desequilíbrio de ligação r
2 1.0 na população HapMap CEU) desde genotipagem por Taqman para rs4925386 no cromossomo 20q13.33 não era subconjunto successful.A de participantes (954 casos e 1328 controles ) tinha DNA genómico sangue genotipados com sucesso usando Ilumina HumanOmniExpress. Falta de dados SNP foi imputada a HapMap II liberar 22 usando MACH [34]. Todos genotipagem foi submetido a controle de qualidade padrão, incluindo verificações de concordância para duplicados cegos e sem ocultação e exame de amostra e as taxas de chamadas SNP. A taxa de chamada era 97% para todas as amostras e 98% para todos os SNPs
Análise Estatística
Foram incluídos um total de 1895 casos CRC e 2806 controles com informações genótipo montado a partir de. NHS, HPFS, e PHS para o nosso GRS. Dentro de cada grupo, foram calculados odds ratio alélicas e intervalos de confiança de 95% para CRC associados a cada SNP e para os escores de risco genéticos (GRSS). O GRS é um sistema de pontuação alélicas incorporando cada um dos alelos de risco especificados associados com CRC baseados em GWAS antes de atribuir um único índice quantitativo de risco genético para cada assunto. Nossa GRS assume um efeito aditivo com alélicas transporte de um número crescente de cópias de cada variante de risco.
Foi construída uma GRS composta por 18 SNPs susceptibilidade Taqman CRC (GRS-18). Examinámos também GRSS constituído por um subconjunto destes SNP, com base nos 10 SNPs examinados. Uma análise Chip-SEQ (GRS-10) conduzida por Ramagopalan et ai. Nesta análise, 3 SNPs CRC-associados foram proximal (dentro de 150 kb de cada lado da principal SNP associado à doença) ao aumento da VDR ligação (elementos de resposta a vitamina D (VDRE)) (GRS-proximalVDRE), e 7 SNPs não eram proximal a domínios de ligação aumentada VDR (GRS-nonproxVDRE) [26]. Entre os 2.282 subconjunto de indivíduos com dados adicionais GWAS, criamos um GRS composta por 31 CRC associado SNPs de GWAS (GRS-31). Nós GRSS também calculadas usando as estimativas de efeito e erros padrão para esses mesmos SNPs de larga escala GWAS [35] e testados para diferenças na GRS-proximalVDRE e GRS-nonproxVDRE.
Para análises do efeito conjunto de plasma 25 (OH) D e GRS-18, que incluiu os 881 casos e 1566 controles no NHS, HPFS, e PHS, que também tinha medido anteriormente 25 (OH) D antes do diagnóstico CRC [23], [32]. Isto foi repetido para os efeitos conjuntos de 25 níveis (OH) D entre os 672 casos e 909 controles com ambos os dados GWAS e níveis de vitamina D GRS-31 e pré-CRC. Calculamos odds ratio e intervalos de confiança de 95% para CRC associado a cada 1 ng /mL aumento em 25 (OH) D; alta versus baixa de vitamina D de acordo com um nível mínimo de 25 (OH) D associada a um menor risco de CRC (≥32 ng /mL); e quartis de 25 (OH) D [32]. Nós testamos para interação multiplicativa entre GRSS e vitamina D usando um termo do produto no modelo e avaliar a sua importância pelo método Wald.
Nós ajustamos nossas análises genéticas para a idade na coleta de amostras, raça, coorte e tipo de amostra (de sangue ou a bochecha). As análises que também incorporados plasma 25 (OH) D, adicionalmente ajustada para a temporada de colheita de sangue e 25 (OH) D lote análise. Nós também usamos modelos multivariados que incluíram fatores de risco CRC adicionais, incluindo o uso regular de aspirina (sim ou não), índice de massa corporal (IMC, em tercis), atividade física (em tercis), história da CRC em um pai ou irmão (sim ou não), tabagismo (nunca, atual ou ex-fumante), consumo de álcool (0-4,9, 5-9,9, 10-14,9 ou ≥ 15,0 g por dia), e o consumo de carne de porco ou cordeiro como um prato principal (0 -3 vezes por mês, uma vez por semana, 2-4 vezes por semana ou ≥ 5 vezes por semana). Em SNS e HPFS também incluídos não-esteróides anti-inflamatórios comuns (NSAIDs) usar (sim ou não) e cálcio ajustado pela energia e ingestão de ácido fólico (em tercis). estimativas específicas do estudo meta-análise para determinar um ou combinados e IC 95% o uso de pesos de variância inversa [36]. estimativas modelo de efeito fixo foram usados como todos os testes de heterogeneidade não foram significantes (p 0,05).
Resultados
Nossa análise incluiu 1895 casos CRC e 2806 controles montados a partir dos três coortes. A tabela 1 resume as características de base de cada coorte. O sentido e a magnitude das nossas estimativas de efeito SNP individuais foram comparáveis aos dos relatórios originais bem como as observadas na genética e a epidemiologia da Consórcio cancro colorectal (GECCO) e do cólon Cancro do Registro da família (CCFR). GECCO /CCFR engloba 13 estudos, incluindo NHS, HPFS e PHS com informação genética em um total de 10.061 casos e 12.768 controles (Tabela 2).
O aditivo GRSS composta pelo CRC alelos de risco produziu estimativas de efeito para CRC dentro das nossas três coortes que foram comparáveis com aqueles derivados de todos os 13 grupos abrangidos por GECCO e CCFR (Tabela 3). Também comparamos as estimativas obtidas a partir de modelos com os GRS-proximalVDRE e GRS-nonproximalVDRE pontuação sozinho com modelos contendo tanto GRSS (modelos condicionais) e não se observou uma diferença material. Não houve diferença significativa entre um GRS-VDR (multivariada OR, 1,12; IC de 95% 1,06, 1,19), e uma GRS-nonproximalVDRE (multivariada OR, 1,10; IC de 95% 1,06, 1,14) (p-heterogeneidade = 0,52).
de acordo com os nossos relatórios anteriores [23], [32], observamos uma associação inversa entre 25 (OH) D e CRC em uma meta-análise dos resultados das três coortes (Tabela 4) . Em comparação com indivíduos no quartil mais baixo de 25 (OH) D, homens e mulheres no quartil mais elevado teve um multivariada OR para CRC de 0,63 (95% CI 0,48-0,82; p-tendência 0,001), e para aqueles com níveis mais elevados de 25 (OH) D (≥ 32 ng /mL), em comparação com os níveis mais baixos, a multivariada OR foi de 0,79 (95% CI 0,65-0,98; p = 0,03)
testes de interação multiplicativa entre. contínua GRSS e contínuo 25 (OH) D não deu resultados estatisticamente significativos, nem testes de interação multiplicativa entre GRSS e vitamina D categorizados por um limiar de 32 ng /mL. Da mesma forma, as estimativas de risco associados com GRS31 não variou de acordo com o quartil de vitamina D (phet = 0,98) (Figura 1).
não demonstrou nenhuma evidência de variação nas estimativas de risco de CRC associados com GRS-31, estratificada em todo quartis de 25 (OH) D (phet = 0,98)
Discussão
Há evidências substanciais que sustenta uma associação inversa entre circulante 25 (OH) D e risco de CRC.; meta-análises e revisões sistemáticas têm observado um risco 50% menor de CRC comparando quintis extremos de 25 (OH) D [21], [24]. Vários mecanismos têm sido a hipótese de ser a base desta associação, alguns dos quais podem ser compartilhados por vias associadas com as consequências funcionais putativos de CRC susceptibilidade SNPs proximal para VDR-DNA sítios de ligação. Além disso, a sinalização de vitamina D ocorre por meio de ligação da forma activa de 1,25 (OH) D para o receptor de vitamina D nuclear (VDR) ao longo de sequências genómicas específicas conhecidas como elementos de resposta vitamina D (VDREs)), que actuam para activar ou reprimir genes transcrição [25]. Em nosso estudo de 1895 casos CRC e 2806 controles aninhado em três coortes prospectivas, não observamos evidências estatisticamente significativa para interação entre CRC marcadores genéticos, incluindo os 3 SNPs CRC identificados em uma análise prévia Chip-seq como sendo adjacente a VDR-DNA locais de ligação, e plasma 25 (OH) D sobre o risco de CRC, apesar de observar um risco aumentado para CRC associado com GRSS e uma associação inversa entre circulam 25 níveis (OH) D e CRC. [26].
A falta de uma interação significativa entre 25 (OH) D e susceptibilidade genética para a CRC pode ter várias explicações. Em primeiro lugar, caminhos associados com CRC susceptibilidade loci pode de fato ser distinto ou se sobrepõem minimamente com os mecanismos associados com a vitamina D. Em segundo lugar, os nossos GRS e medidas individuais de plasma 25 (OH) D medidas podem ser marcadores relativamente insensíveis ou incompletos de vias biológicas relevantes compartilhados por susceptibilidade genética e de vitamina D. em terceiro lugar, construiu-se GRSS informadas pelos resultados de um estudo funcional por Ramagopalan et ai. Esse chip-seq aplicada em células linfoblastóides tratados com calcitriol por 36 horas para demonstrar associação diferencial posterior de vitamina ligação com três loci CRC susceptibilidade específica [26] receptor D. No entanto, um estudo separado, utilizando-ChIP Seq em monócitos tratados com calcitriol durante 40 minutos encontrado somente 18% dos sítios de ligação de VDR estimulada por calcitriol comuns aos observados em Ramagopalan et ai. [37], [38]. Estes resultados sugerem que a regulação do gene alvo VDR podem diferir de acordo com o tipo celular e /ou duração da exposição a vitamina D que pode ser difícil de avaliar por meio de medidas circulantes de 25 (OH) D.
O nosso estudo tem vários pontos fortes. Em primeiro lugar, a disponibilidade de ambos informação genética e as medidas de pré-diagnóstico de plasma de 25 (OH) D em nossos três coortes permitido, para o nosso conhecimento, a primeira análise do efeito de CRC susceptibilidade loci de acordo com um biomarcador integrada de um determinante ambiental de risco CRC . Em segundo lugar, o nosso tamanho razoavelmente grande exemplo fornecido SNP individual e associações GRS que eram semelhantes na direção e magnitude, com estimativas de grupos maiores, incluindo o consórcio GECCO e CCFR. Nós reconhecemos as limitações do nosso estudo, incluindo uma única medição de 25 (OH) D, que pode não refletir o status da vitamina D a longo prazo ou os efeitos específicos de tecidos de vitamina D. Também tivemos um tamanho de amostra mais limitado de participantes tanto com genética informação e mediram os níveis de plasma de 25 (OH) D.
em resumo, neste grande estudo de casos e controles CRC caracterizada por susceptibilidade genética do CRC com medidas pré-diagnóstico de 25 (OH) D níveis, não o fizemos observar evidências para a modificação de susceptibilidade genética para CRC de acordo com o nível de vitamina D.
Reconhecimentos
gostaríamos de agradecer aos participantes e equipe de Estudo de Saúde das enfermeiras, Health Professionals Follow-up estudo e Health Study Physicians ‘por suas valiosas contribuições, bem como os seguintes registros de câncer do estado para sua ajuda: AL, AZ, AR, CA, CO, CT, dE, FL, GA, ID, IL, IN, IA, KY, LA, ME, MD, MA, MI, NE, NH, NJ, NY, NC, ND, OH, OK, OR, PA, RI, SC, TN, TX, VA, WA, WY. Os autores assumem a plena responsabilidade pela análise e interpretação destes dados.