Abstract

Fundo

Estudos epidemiológicos e pedigree sugerem que os resultados do cancro do pulmão dos efeitos combinados de idade, tabagismo , comprometimento da função pulmonar e fatores genéticos. Em um estudo de associação de controle caso de fumantes saudáveis ​​e casos de câncer de pulmão, foram identificados marcadores genéticos associados com qualquer suscetibilidade ou proteção ao câncer de pulmão.

Metodologia /Principais Achados

Foram triados 157 candidato único nucleotídeo polimorfismos (SNP) em uma coorte de descoberta de 439 indivíduos (200 controles e 239 casos de câncer de pulmão) e identificados 30 SNPs associados tanto com os fumantes saudáveis ​​(proteção) ou cancro do pulmão (suscetibilidade) fenótipo. Após a genotipagem este painel 30 SNP numa coorte de validação de 491 sujeitos (248 controlos e 207 cancros do pulmão) e, usando o mesmo genótipo de protecção e de susceptibilidade de nossa coorte descoberta, um painel de SNP 20 foi seleccionado com base na replicação de associações de SNP na validação coorte. Na sequência de regressão logística multivariada, incluindo os SNPs seleccionados de corridas 1 e 2, encontramos a idade e história familiar de câncer de pulmão a ser significativa e independentemente associada com o câncer de pulmão. pontuações numéricas foram designados para tanto o SNP e dados demográficos, e combinados para formar um algoritmo simples de risco.

Conclusões /Significado

As diferenças significativas na distribuição da pontuação suscetibilidade ao câncer de pulmão foi encontrado entre controles normais e dos casos de câncer de pulmão, que permaneceram após a contabilização de diferenças na função pulmonar. Validação em outras coortes de caso-controle e futuros estão em andamento para definir ainda mais a utilidade clínica potencial deste modelo

Citation:. RP Young, Hopkins RJ, Hay BA, Epton MJ, Mills GD, Black PN, et al . (2009) Lung Cancer Susceptibilidade modelo baseado na idade, história familiar e variantes genéticas. PLoS ONE 4 (4): e5302. doi: 10.1371 /journal.pone.0005302

editor: Iris Schrijver, Universidade de Stanford, Estados Unidos da América

Recebido: 13 de novembro de 2008; Aceito: 19 de março de 2009; Publicação: 23 de abril de 2009

Direitos de autor: © 2009 Young 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:. Este estudo foi em parte financiado pelo Conselho de Investigação em Saúde da Nova Zelândia (Grant 9101-3602829), a Medical Foundation Auckland Pesquisa da Nova Zelândia e da Universidade de Auckland (Fundo de Investigação Staff), Nova Zelândia. Este estudo também foi parcialmente financiado pelo Synergenz BioSciences através da Universidade de Auckland. 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:. Dr. Robert Young é um assessor científico Synergenz BioSciences que tem, através da Universidade de Auckland, ajudou a patrocinar este estudo.

Introdução

Enquanto 90% das pessoas com cancro do pulmão têm uma história de fumar, apenas 10-15% dos fumantes crônicos desenvolvem câncer de pulmão fatores, além sugerindo exposição de fumar são relevantes [1]. Idade, exposição de fumar, a função pulmonar prejudicada e história familiar foram identificados como fatores de risco independentes para o cancro do pulmão [2]. Os factores genéticos também demonstraram desempenhar um papel na determinação da susceptibilidade para o cancro do pulmão [3]. Estes fatores genéticos são acreditados para conferir uma susceptibilidade inerente (resposta exagerada ou mal-adaptativo) para inflamação crônica do fumo dos cigarros [4], [5]. Consistente com diversos modelos de cancro, este estímulo inflamatório nos pulmões resulta em remodelação de tecidos, danos no ADN e auditivos controlo do ciclo celular [3] – [5]. Este tecido de remodelação resulta em redução da função pulmonar (ou seja, doença pulmonar obstrutiva crónica ou DPOC) que, apesar de afetar a minoria de fumantes [6], está presente em 50% ou mais dos casos de câncer de pulmão [7] e reconhecido como um dos mais importantes marcadores de risco de câncer de pulmão [8].

a predisposição genética ao câncer de pulmão é provável que seja tanto poligênica e heterogênea, conferida por uma combinação variável de polimorfismos relativamente comuns com baixa penetrância e tamanhos modestos efeito [9], [10]. Além disso, é provável que as interações importantes fumar em genes subjacentes a câncer de pulmão [11] como visto em outros cancros relacionados com o tabagismo (por exemplo, bexiga e estômago). Variantes genéticas associadas com ambas COPD e cancro do pulmão têm sido identificados, e mais recentemente o gene locus do cromossoma 15q25 [12], [13]. Portanto, para evitar possível confusão, sugerimos que é importante para medir a função pulmonar em participantes de estudos de câncer de pulmão [13] caso-controle. Por ambos os motivos epidemiológicos e biostatistical, levantamento espirométrico de controles comparativamente expostos irá aumentar o poder do estudo para identificar variantes genéticas relevantes (distinguindo baixo de pessoas de alto risco) em comparação com estudos em que o grupo de controle é blindado [14].

é sabido que fatores de risco não-genéticos, como idade, história de doença pulmonar e tabagismo são muito importantes e podem ser combinados para desenvolver ferramentas de avaliação de risco para suscetibilidade ao câncer de pulmão, como a Ferramenta de Avaliação de câncer de pulmão desenvolvida pela Bach ( www.mskcc.org) [15]. Recentemente, dados de genótipos de SNPs suscetibilidade ao câncer de próstata anteriormente implicados foram combinados com história familiar para derivar estimativas de risco para o câncer de próstata [16]. Neste último estudo, os controlos foram pesquisados ​​utilizando antigénio específico da próstata e apenas aqueles com níveis normais foram recrutados como controlos. Esta abordagem minimiza o erro de classificação de controles (ou seja, os homens com cancro da próstata diagnosticados ou com risco aumentado de câncer de próstata). Temos usado uma abordagem semelhante em nosso projeto estudo caso-controle e análise, e mostrar variantes como genéticas previamente mostrando pequenos efeitos no risco de câncer de pulmão podem ser combinados em um algoritmo com outros fatores de risco conhecidos para derivar um modelo de risco para câncer de pulmão.

Métodos

estudo da População

Este estudo foi um desenho de caso-controle de dois estágios realizado em 3 centros seguindo o mesmo protocolo de recrutamento. casos de câncer de pulmão de ascendência Europeu (todos os 4 avós de ascendência caucasiana) foram identificados através de clínicas hospitalares entre 2004 e 2007 como segue: 40 anos de idade, história de tabagismo (15 anos mínimos pack), diagnóstico confirmado na histológica ou citológica motivos e limitado a adenocarcinoma do 4 histológica seguinte subtypes-, cancro de células escamosas, câncer de pequenas células e câncer de não-pequenas células (célula geralmente grandes ou subtipos broncoalveolar). O intervalo de tempo médio entre o diagnóstico eo recrutamento foi de 3 meses. casos de câncer de pulmão foram submetidos a coleta de sangue para extração de DNA, um investigador administrada questionário e espirometria usando um espirômetro portátil (Easy-One ™, ndd Medizintechnik AG, Switzerland) seguinte American Thoracic Society (ATS) critérios. Para os casos de câncer de pulmão que já haviam sido submetidos a cirurgia, função pulmonar pré-operatória realizada pelo laboratório do hospital (usando critérios da ATS) foi originada a partir dos registros médicos.

Os controles foram recrutados a partir das mesmas comunidades como os casos da seguinte forma: ascendência branca (como definido acima), com idades entre 45-80 anos de idade e tinha uma história passada ou atual de fumar de um mínimo de 15 anos as apresentações. Os controles foram voluntários que preencheram os critérios acima referidos, foram identificados por meio de um e-mail comunidade para fora ou ao atender à comunidade baseadas clubes sociais. Todos os controles de fumar foram submetidos a coleta de sangue, espirometria e mesmo investigador administrada questionário aplicado aos casos de câncer de pulmão. fumantes controle recrutados na comunidade que foram encontrados para ter DPOC, com base no rastreio de espirometria (FEV1 /FVC 70% e VEF1% do previsto 80%), foram analisados ​​separadamente. Todos os indivíduos forneceram consentimento informado por escrito. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Multi-Região Ética, Wellington, Nova Zelândia (AKX /03/08/207). O questionário (modificado a partir da ATS questionário respiratório) incluiu dados sobre variáveis ​​demográficas como idade, sexo, história médica, história familiar de doença pulmonar, a exposição ativo e passivo do tabaco e as exposições aero-poluentes ocupacionais.

Selecção e foram selecionados genotipagem de polimorfismos de nucleotídeo único

Após revisão da literatura, polimorfismos previamente implicado em qualquer DPOC ou câncer de pulmão com os seguintes atributos: (a) polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) em genes que codificam proteínas nas vias de-ciclo celular de controlo, a resposta oxidante, apoptose e inflamação das vias aéreas e (b) os SNPs que foram conhecidas por terem efeitos quer funcionais em ensaios in vitro, ou foram não sinónima ou em regiões reguladoras. Em uma coorte de descoberta de 439 fumantes (run 1 recrutados durante os anos de 2003-2005: 239 casos de câncer de pulmão e 200 fumantes de controle), 157 SNPs candidatos foram selecionados (ver S1 dados suplementares) e aquelas em que a diferença de freqüências genotípicas entre casos e controles (usando o modelo recessivo ou co-dominante) excederam a diferença de magnitude de 20% e valor de P 0,20 foram identificados como parte da nossa formação modelo de abordagem [17]. SNPs com taxas de chamada 95% após novo teste, não foram incluídos na análise. SNPs foram designados como “protetor” ou suscetíveis quando o homozigoto e /ou genótipo heterozigoto para qualquer alelo foram encontrados em excesso em fumantes de controle ou de casos de câncer de pulmão, respectivamente (em um modelo recessivo ou co-dominante).

Genotipagem

O ADN genómico foi extraído de amostras de sangue total usando métodos padrão à base de sal. DNA genómico purificado foi aliquotado (10 ng /concentração ul) em placas de 96 poços e genotipados em um sistema Sequenom ™ (Sequenom ™ Autoflex espectrômetro de massas e Samsung 24 pinos nanodispenser) pela Facilidade Australian Genome Research (www.agrf.com.au) usando sequências projetados em casa (disponíveis a pedido) e recomendados de amplificação e separação métodos (IPLEX ™, www.sequenom.com) [16].

a partir dos 157 SNPs candidatos selecionados em nossa coorte de descoberta (veja dados suplementares S1), 30 SNPs preencheram os critérios acima em funcionamento 1. Estas 30 SNPs foram genotipados em uma segunda coorte de validação de 491 fumantes (Run 2 recrutados durante os anos 2006-2007: 207 casos de câncer de pulmão e 284 fumantes de controle) recrutados na mesma caminho. Para todos os ensaios SNP, mais uma vez foi necessário um mínimo de taxa de chamada 95%. Esta segunda coorte de casos de câncer de pulmão e fumantes saudáveis ​​de controle foram comparáveis ​​aos primeiros grupos no que diz respeito a fatores demográficos e características do câncer pulmonar (dados não publicados). Com base na replicação independente das associações (análise univariada com valores OR e P semelhantes) em run 2 como observado no prazo de 1 (ie. Consistência, sentido e significado da associação), um painel final dos 20 SNPs mais discriminatórias (12 susceptibilidade SNPs e 8 SNPs protetor do painel de teste de 30) foi seleccionado (ver S1 dados suplementares).

Algoritmo

a atribuição de uma proteção ou suscetíveis SNP genótipo /s foi feita a partir da coorte de teste (dados executar um) e foi estritamente aplicado aos dados de execução 2. para cada sujeito, um valor numérico de -1 foi atribuído a cada um dos genótipos protectores presentes entre os SNPs de protecção e um para cada um dos genótipos sensíveis presentes. Quando um indivíduo não quer ter o genótipo proteção ou susceptibilidade para esse SNP a pontuação é 0 (isto é. Não contribuiu para a pontuação genética). Esta abordagem é consistente com um estudo recentemente publicado no cancro da próstata [16]. Ponderando a presença de genótipos suscetíveis ou de protecção específicas de acordo com as suas odds ratio indivíduo (ou a partir de estimativas de regressão ou de ponto univariados de regressão multivariada) não melhorou significativamente o desempenho discriminatório da pontuação SNP bruto (dados não publicados).

Lung suscetibilidade ao câncer de pontuação

Usando logística multivariada e análise de regressão de corrida 1, a SNPs foram examinados juntamente com fatores não-genéticos relevantes que identificaram a idade e história familiar de câncer de pulmão como contribuintes significativos para a suscetibilidade ao câncer de pulmão. Consistentes com outros estudos de caso-controle, DPOC diagnosticada previamente e sexo feminino em nosso estudo também foram associados com um risco aumentado de câncer de pulmão (p 0,001 e p 0,01, respectivamente). Nós não incluir o gênero no modelo de risco final como a sua importância em estudos prospectivos que falta [18]. Nós não incluem DPOC no modelo como este foi a base da seleção de nossos controles. Com base na análise multivariada na corrida 1, a pontuação foi atribuída de acordo com a idade e história familiar e testado em funcionamento 1 e correr 2 separadamente numa análise da curva de operador receptor (ROC, ver os resultados abaixo). Estas duas variáveis ​​foram identificados em outras ferramentas de avaliação de risco para suscetibilidade ao câncer de pulmão [15] e melhorou o poder discriminatório dos dados da contagem SNP sozinho. Como a exposição de fumar (anos bloco) foi um critério de recrutamento para este estudo e comparável entre casos e controles, não foi surpreendente encontrar isso fez pouca contribuição para este sistema de pontuação derivada de nossos companheiros. A pontuação suscetibilidade ao câncer de pulmão para os casos de câncer de pulmão combinados e controles (n = 930) foi plotada com (a) a frequência de câncer de pulmão, e (b) o risco absoluto flutuante (equivalente a odds ratio) em todo o fumador combinado /ex -smoker coorte [19], [20].

a análise estatística

as características dos pacientes, nos casos e controles foram comparadas pelo teste t não pareado para variáveis ​​contínuas e teste do qui-quadrado para variáveis ​​discretas . Genotípicas e alélicas frequências foram verificados para cada SNP por Hardy Weinberg (HWE). mistura população foi excluído pela análise da estrutura populacional em dados de genotipagem de 40 SNPs independentes [21]. Foram identificadas distorções nas freqüências genotípicas entre casos e controles usando 2 por 3 tabelas de contingência. dados de genótipos (20 painel SNP) e as variáveis ​​não-genéticas mais relevantes foram combinadas de forma gradual para avaliar os seus efeitos combinados sobre o risco de baixa e alta de discriminação (por odds ratio e ROC) por quintil de pontuação. A distribuição da pontuação suscetibilidade ao câncer de pulmão otimizado frequência foi comparado entre os casos e controles. É potencial utilidade clínica como uma ferramenta de risco foi avaliado usando análise da curva receiver-operador.

Resultados

variáveis ​​demográficas e genotipagem

Características dos fumantes saudáveis ​​de controle, e cancro do pulmão casos encontram-se resumidos na Tabela 1. Os 446 casos de cancro do pulmão (executar 1 = 239 e executar 2 = 207) foram comparáveis ​​a uma série recentemente publicada [22]. Dada a pequena diferença de idade, os 482 fumantes saudáveis ​​de controle (pista 1 = 200 run 2 = 282) foram comparavelmente expostos em relação ao tabagismo e outros aero-poluentes. A menor freqüência de fumantes atuais no grupo de câncer de pulmão provavelmente reflete a co-existente DPOC (maior taxas de abandono), enquanto a maior duração do tabagismo em casos de câncer de pulmão reflete sua idade mais avançada. Em um gene por fumar modelo de interação como este, diferenças na exposição de fumar são mais propensos a obscurecer os efeitos (viés para o nulo) que geram efeitos. Consistente com os achados de outros, a coorte de câncer de pulmão apresentaram taxas mais elevadas de uma história familiar de câncer de pulmão (19% vs 9%) e história de DPOC (29% vs 5%). Este último (5%) muito provavelmente reflecte um diagnóstico clínico da DPOC, com base nos sintomas, mas não espirometria, em fumadores com asma e /ou bronquite crónica. Como esperado, a função pulmonar foi pior na coorte de câncer de pulmão em comparação com os controles fumador saudáveis. Teste de função pulmonar nos casos de câncer de pulmão (realizada no prazo de 3 meses após o diagnóstico, na ausência de derrames pleurais e antes da cirurgia) nos permite testar a confusão pela DPOC (ver abaixo).

Based na replicação de associação na corrida 1 e de forma independente em funcionamento 2, foram selecionados os 20 SNPs mais consistentemente associados. Os genótipos observados para os 20 SNPs neste estudo estavam em Hardy-Weinberg (ver Tabela 2), excluindo, assim, erro de genotipagem significativo. As freqüências genotípicas para os controles eram comparáveis ​​aos do Projeto Internacional HapMap (www.hapmap.org). O desenvolvimento da pontuação suscetibilidade ao câncer de pulmão é descrito em métodos acima e um resumo da análise univariada 20 painel de SNP é apresentada na Tabela 3. Embora 6 dos 20 SNPs não atingem níveis tradicionais de significância tiverem sido incluídos no painel porque (a) em estudos anteriores tenham demonstrado ter efeitos funcionais (B) que tenham sido previamente associadas com DPOC e /ou o cancro do pulmão (ver discussão), (c) em combinação eles fazem uma contribuição para o desempenho da susceptibilidade marcar (AUC para o modelo incluindo apenas o 14 significativa SNPs P ≤ 0,05, veja abaixo), e (d) a sua inclusão permite a heterogeneidade genética que sai em estudos de pulmão caso controle do câncer.

modelo de risco de desenvolvimento

Em uma análise de regressão logística multivariada, que incluiu o SNPs selecionado (individualmente), idade ( 60 anos), história familiar de câncer de pulmão (parente de primeiro grau), sexo e história da DPOC foram encontrados para ser associados de forma independente com a suscetibilidade ao câncer de pulmão em funcionamento 1, execute 2 e combinado. Para o conjunto de dados combinada ou para a susceptibilidade e SNPs de proteção variou entre 1,1-3,2 e 0,20-0,80, respectivamente (a pontuação combinada SNP é independentemente relacionado ao câncer de pulmão, P 0,001). O OR para a idade 60 anos e história familiar de câncer de pulmão foram de 3,5 (2,5-4,9, p 0,001) e 2,5 (1,6-4,0, p 0,001), respectivamente (AUC Total = 0,75, onde SNPs foram incluídos individualmente durante o ajuste para o variáveis ​​não-genéticas). Com base nestes resultados, e aqueles a partir de estudos publicados anteriormente [3], [6], [7], nós atribuída pontuação a variáveis ​​não-genéticos como se segue; +4 Para aqueles com idade 60 anos de idade e 3 para aqueles com história familiar de câncer de pulmão. Tal abordagem é consistente com escores de risco existentes [15], [16] e coloca os dados de SNP em contexto clínico apropriado [15]. Género e DPOC diagnosticada não foram incluídos neste modelo de risco pelas razões descritas acima.

Modelo desempenho

No modelo SNP 20 combinado, a pontuação suscetibilidade ao câncer de pulmão foi comparada com a frequência de câncer de pulmão e uma relação linear foi encontrada entre os escores de câncer de pulmão susceptibilidade ≤1 para 8 + com a frequência de câncer de pulmão que abrange 18% a 81% (Figura 1A). A magnitude deste efeito também foi examinada utilizando o risco absoluto flutuante [19], [20] traçados numa escala logarítmica (equivalente a uma razão de probabilidades, OU), que faz referência ao grupo mais baixo de frequência como OU = 1 (grupo de referência, pulmão pontuação câncer ≤1) e compara cada pontuação câncer de pulmão em relação ao grupo de referência (Figura 1b). O ou estendido 1-19,1 através das pontuações de câncer de pulmão quando os indivíduos foram agrupadas aproximadamente como quintos (p 0,001). A pontuação suscetibilidade ao câncer de pulmão para casos e controles de câncer de pulmão apresenta uma distribuição bimodal na distribuição de frequência (Figura 2), indicando potencial utilidade como teste de triagem de risco [23].

1a. Frequência de câncer de pulmão de acordo com a pontuação de suscetibilidade ao câncer de pulmão (de risco). 1-B. odds ratio de câncer de pulmão de acordo com a suscetibilidade ao câncer de pulmão (risco) pontuação.

sensibilidade modelo de análise

Para corrigir as pequenas diferenças em idade, status e sexo fumar misturar entre casos e controles, uma análise de subgrupo (sensibilidade) foi feito (a) limitado a pessoas com mais de 60 anos de idade (ponderação de idade igualmente aplicada a todos) e (b), onde a média de idade, anos-maço e sexo foram estreitamente alinhados entre os casos e controles (n = 450: 72 vs 69 anos, 45 vs 43 anos-maço e 70% vs 70% do sexo masculino, respectivamente). Um aumento linear OU entre os quintis da pontuação suscetibilidade ao câncer de pulmão (faixa de 1-28, p 0,01) manteve-se evidente com intervalos de confiança compatíveis com aqueles derivados usando o conjunto completo de dados (Figura 1B) (ou seja, sobrepondo.). O efeito de confusão potencial da DPOC também foi examinado pelo (a) comparar a distribuição da pontuação suscetibilidade ao câncer de pulmão em casos de câncer de pulmão de acordo com critérios de espirometria (% do previsto FEV1, Figura 3a) e (b) excluindo os casos de câncer de pulmão com co-existente DPOC (com base em critérios de espirometria anteriormente descritos n = 227, Figura 3b). A distribuição dos escores entre os casos de câncer de sub-agrupados de acordo com a função pulmonar ou DPOC não são diferentes para a coorte total de câncer de pulmão (Figuras 3A e 3B) e excluem confusão significativa pela DPOC.

3a Distribuição de frequência do pontuação câncer de pulmão entre os controles e os casos de câncer de pulmão divididos de acordo com baixa (DPOC) e função pulmonar normal. Distribuição de frequência 3b da pontuação câncer de pulmão entre os controles e os casos de câncer de pulmão com função pulmonar normal (DPOC excluídos).

ROC análise

Em uma análise de curva operador receptor (n = 930 ) do modelo SNP combinada 20, encontramos a área sob a curva (AUC ou estatística C) para o funcionamento 1, execute 2 e executar 1 + 2 foi de 0,82, 0,75 e 0,77, respectivamente. A AUC na coorte total para o 20 painel de SNP, idade e história familiar de câncer de pulmão por conta própria foram de 0,68, 0,70 e 0,55, respectivamente. Quando “fatores genéticos” só são utilizados no modelo de risco (SNPs + FHX de câncer de pulmão), como visto no estudo de câncer de próstata [16], o OR abrange 1-10 entre os quintis eo AUC = 0,70 (sem contribuição idade). Na análise por etapas, idade e painel de SNP dar o maior contributo para a AUC (SNPs = 0,68, idade + SNPs = 0,76 e idade + SNPs + FHX = 0,77). Quando o painel de SNP é limitada aos 14 SNPs significativas, a AUC para os SNPs por si só é de 0,66 e quando combinado com a idade e história familiar é de 0,75. Quando o sexo foi incluído no modelo combinado de 20 SNP a AUC não foi melhorada. Quando a história passada do DPOC também foi adicionado ao modelo combinado (pontuação 4 baseado em regressão multivariada), a AUC aumentou para 0,79. Como dito acima, quando a idade e embalar anos foram rigorosamente combinados e possível confusão por DPOC analisado, não houve diferença em nossas constatações.

Discussão

Usando uma abordagem de gene candidato em uma seleção de dois estágios processar um painel de SNPs de protecção e de susceptibilidade foram identificados individualmente que conferir apenas pequenos efeitos no risco de cancro do pulmão (ou que varia 0,3-2,6). Isto é muito de acordo com a experiência de estudos de associação de controle caso até à data [11], [12], [16], [24]. Consistente com modelos de risco existentes, fatores relevantes foram combinados usando um algoritmo (neste estudo, incluindo dados de SNP) para obter uma pontuação de sensibilidade em uma escala linear simples. Este desenho de estudo, ea abordagem algorítmica que subjaz a este resultado suscetibilidade ao câncer de pulmão, é comparável a um estudo recente no câncer de próstata. Além disso, leva-se em conta observações epidemiológicas importantes relevantes para a predisposição genética para câncer de pulmão. Em primeiro lugar, que, embora a exposição de fumar é, essencialmente, um pré-requisito para a obtenção de câncer de pulmão, aumento da idade e função pulmonar pobres têm efeitos independentes importantes na suscetibilidade ao câncer de pulmão. Em segundo lugar, os fatores genéticos subjacentes risco de câncer de pulmão são susceptíveis de ser tanto poligênica e heterogênea, conferida por uma combinação variável de variantes genéticas (ou seja SNPs com baixa penetrância e tamanhos pequeno efeito). Terceiro, fatores genéticos podem conferir tanto uma protecção [24] ou a susceptibilidade [13] fenótipo de câncer de pulmão. Em quarto lugar, o efeito de confusão potencial da DPOC [13] foi contabilizada no modelo. Aqui nós relatamos um painel de 20 SNP que combinado com história familiar [16] definem o risco (OR) entre os quintis que vão 1-10 com uma AUC de 0,70. Uma ferramenta de risco com maior utilidade clínica pode ser obtido através da inclusão de idade para identificar aqueles com maior susceptibilidade ao câncer de pulmão (OR variando 1-19 e AUC = 0,77).

Este estudo procurou minimizar os falsos resultados positivos em um número de maneiras. A mais importante delas foi validar internamente as associações de SNP utilizando um design de dois estágios com uma coorte descoberta inicial (pista 1) para identificar SNPs de interesse potencial. Apenas esses SNPs foram testados em uma segunda (validação) coorte de casos e controles (executar 2) e usando análise univariada das duas corridas de forma independente para selecionar os SNPs com base na replicação. Em segundo lugar, a estratificação da população foi excluído e em terceiro lugar, a presença de erro de genotipagem foi minimizado através da análise HWE e pela exclusão de SNPs com 95% taxa de chamada (falha em genotipagem é invariavelmente genótipo específico, gerando associações falsos positivos). Com relação à possível confusão, em uma análise de sensibilidade onde os casos de câncer de pulmão e controles fumantes saudáveis ​​foram pareados por fumar exposição (anos-maço), idade, sexo e presença de DPOC, o desempenho da pontuação câncer de pulmão não foi reduzida.

Pontos fracos neste estudo incluem o tamanho modesto das coortes, significância limítrofe de alguns SNPs, na ausência de correção, desenho transversal e recrutamento limitado aos caucasianos com um mínimo de 15 anos de apresentações. Além disso, optamos por recrutar os fumantes com função pulmonar essencialmente normal como controles para melhorar o poder [14] e melhor representam os menos susceptíveis aos efeitos adversos do tabagismo (DPOC e câncer de pulmão), mas mais representativo de fumantes em geral que mantêm função pulmonar normal [6]. Por esta razão, a DPOC não foi incluído no modelo embora seja um factor de risco importante e adicionou-se a utilidade do marcador em uma análise post-hoc. Uma outra limitação do estudo é que, embora os casos e controles foram sem dúvida representante, nem todas as variáveis ​​foram precisamente combinada na análise inicial (por exemplo, idade, sexo e padrões de fumo). Deve notar-se que, embora a correspondência exacta de todas as variáveis ​​demográficas reduz o potencial para confusão, também, potencialmente, obscurecem importantes efeitos de variáveis ​​em um modelo de risco. Apesar de apenas 14 dos 20 SNPs atingiu níveis tradicionais de significância nas coortes combinados, ea adição dos seis SNPs restantes só contribuiu modestamente para o modelo, este era um projeto de dois estágios, onde a replicação de associações (neste e em outros estudos) e plausibilidade biológica [23] – [42] foram a base da seleção SNP. Mais estudos precisam ser realizados para validar ainda mais este painel de SNP e modelo de risco em populações não selecionadas.

Neste estudo um gene candidato (ou seja, hipótese driven) abordagem foi utilizada para identificar SNPs potencialmente funcionais associados com o desenvolvimento de tanto DPOC e câncer de pulmão. Embora os SNPs identificados neste estudo, pode refletir apenas desequilíbrio de ligação com variantes funcionais nas proximidades, estes SNPs são susceptíveis de ter efeitos funcionais e envolvimento diretamente com a susceptibilidade ao câncer de pulmão. O painel de SNP 20 consiste de variantes genéticas conhecidas para codificar proteínas subjacentes vias importantes implicados na carcinogênese de pulmão, especificamente; metabolismo de carcinogéneos derivado fumadores (N-acetiltransferase 2 e citocromo P450 2E1) [25], [26], citoquinas inflamatórias (interleucinas 1, 8 e 18, o receptor do factor alfa 1 de necrose de tecidos, receptor de tipo Toll 9) [27] – [30], vício de fumar (dopamina D2 do receptor e transportador de dopamina 1) [31], [32], resposta anti-oxidante para fumar (α1 anti-quimotripsina e superóxido-dismutase extracelular) [24], [33], do ciclo celular de controlo, a reparação do ADN e apoptose (xeroderma pigmentoso complementar grupo D, p73, Bcl-2, FasL, Cerb1 e REV1) [34] – [39] e integrinas implicada na apoptose [40] – [42]. Um dos SNPs (α5 nAChR) foi recentemente associada tanto com cancro do pulmão e DPOC no gene candidato [13] e do genoma escala associação estudos [43], [44]. Este receptor parece des directamente relacionados com os efeitos da nicotina sobre a inflamação das vias aéreas [45]. Como pode ser visto, o painel de SNP (Tabela III) é composto de uma variedade de SNPs de genes implicados em muitas vias inter-relacionados. Doze destas SNPs foram associados com cancro do pulmão nos outros grupos. É provável outros SNPs de genes ainda não identificados serão identificados no futuro. Para avaliar ainda mais a utilidade do escore de suscetibilidade ao câncer de pulmão, um estudo prospectivo está em andamento. Até à data, os casos de câncer de pulmão (n = 43) têm a mesma média e distribuição como os casos de câncer de pulmão relatados neste estudo (dados não publicados). estudos funcionais ainda mais o controle caso e serão necessários para explorar o papel desses SNPs em suscetibilidade ao câncer de pulmão.

Os autores propõem que a utilidade clínica dos dados genótipo requer que muitos SNPs são analisados ​​e os seus efeitos combinados com outros epidemiológica factores de relevância [16]. A abordagem algoritmo utilizado neste estudo assume um modelo simples aditivo comparável ao recentemente publicado no cancro da próstata [16] e envolve suposições mínimas (não hierárquica ou Caminho análise com base). A pontuação do paciente pode ser comparado com os escores em tabagistas com menos susceptibilidade ao câncer de pulmão (quintis mais baixos) de uma forma linear simples. Tal abordagem é comparável para as ferramentas de risco desenvolvidas por outros [15], [16]. A utilidade clínica potencial da pontuação suscetibilidade ao câncer de pulmão foi avaliada por análise da curva de operador receptor. Isto mostrou a estatística c para ser de 0,77 e, em um limite de ≥3, uma sensibilidade estimada de 89% e especificidade correspondente de 45%. Estes resultados são comparáveis ​​ao desempenho ROC do escore de Framingham (c estatística = 0,74). A estatística c para o painel de 20 SNP por conta própria foi de 0,68 (0,70 e quando combinado com história familiar), indicando sua utilidade no grupo atual. Existem evidências, embora limitada, que os testes genéticos podem alterar positivamente o comportamento dos fumadores no contexto da cessação do tabagismo (aumentar a intenção e, possivelmente, melhorar a taxa de sair [46], [47]) ou por redução de fumar prevalência [48]. Embora sejam necessários mais estudos de validação, este estudo sugere que os dados genéticos podem ser combinados com outras variáveis ​​de risco de fumantes ou ex-fumantes para identificar os indivíduos mais suscetíveis a desenvolver câncer de pulmão. Mais estudos são planejados em maiores coortes de casos e controles não-selecionados.

Informações de Apoio

de Informação Suplementar S1.

doi: 10.1371 /journal.pone.0005302.s001

(0,03 MB DOC)

Reconhecimentos

Agradecemos a participação de seres neste estudo em particular, os pacientes com câncer de pulmão.