Abstract
Fundo
A prevalência de câncer de pulmão na China será o maior do mundo, se autorizados a proceder uncurbed. Para desvendar suas bases genéticas, procurou-se investigar a associação de três polimorfismos nonsynonymous bem caracterizados em
XRCC1
(Arg194Trp e Arg399Gln) e genes
XRCC3
(Thr241Met) com o risco de câncer de pulmão no nordeste chinês.
Metodologia /Principais achados
Este estudo baseou-hospitalar no projeto, abrangendo 684 pacientes com câncer de pulmão e 604 controles sem câncer. A genotipagem foi realizada usando o PCR-LDR (reacções de detecção ligase) método. Os dados foram analisados pela linguagem R e software de redução multifatorial dimensionalidade (MDR). análise de loco único significado identificados nas distribuições de genótipos de polimorfismo Arg194Trp (P = 0,002) e Arg399Gln (P = 0,017), e em distribuições alélicas de Thr241Met (P = 0,005). Portadores de 399Gln /Gln genótipo conferiu um 147% aumento do risco relativo aos não-portadores (odds ratio (OR): 2,47; intervalo de confiança de 95% (IC 95%): 1,48-4,13; P 0,001). Para Thr241Met, a significância persistiu sob alélicas (OR = 1,63; IC 95%: 1,14-2,33; P = 0,005), aditivo (OR = 1,64; IC 95%: 1,16-2,32; P = 0,005) e dominante (OR = 1,67; IC 95%: 1,17-2,38; P = 0,004) modelos. No entanto, combinações de alelos comuns eram comparáveis em frequência entre pacientes e controles. Na análise da interação, o melhor modelo global MDR incluídos Arg399Gln e Thr241Met polimorfismos, com uma exactidão de teste máximo de 63,18% e uma consistência de validação cruzada máxima de 10 dos 10 (P = 0,0175).
Conclusões
Nosso estudo demonstrou significativamente uma contribuição independente e sinérgica de
XRCC1
Arg399Gln e
XRCC3
polimorfismos Thr241Met a suscetibilidade ao câncer de pulmão, no nordeste chinês
Citation:. Guo S , Li X, Gao M, Li Y, Song B, Niu W (2013) a relação entre
XRCC1
e
XRCC3
Gene polimorfismos e Lung Cancer Risk em chinês Northeastern. PLoS ONE 8 (2): e56213. doi: 10.1371 /journal.pone.0056213
editor: Surinder K. Batra, Estados Unidos da América
Recebido: 11 de junho de 2012; Aceito: 10 de janeiro de 2013; Publicação: 08 de fevereiro de 2013
Direitos de autor: © 2013 Guo 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 trabalho foi apoiado pelo Shanghai Levante Star Program (11QA1405500) e da National Science Foundation Natural da China (30.900.808). 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
Estima-se que a China terá maior prevalência mundial de câncer de pulmão, com a sua taxa de mortalidade projetada para exceder um milhão até 2025 caso fossem autorizadas uncurbed [1]. Tabagismo e exposição a radiações ionizantes constituem os incentivos comuns de câncer de pulmão, e eles também são considerados como fatores desencadeantes de danos no DNA. Convergentes linhas de evidência sugerem que o cancro pode ser iniciada por danos no ADN, que se não for reparado, pode causar erros durante a síntese de ADN. Portanto indivíduos com uma deficiência herdada da capacidade de reparo do DNA são muitas vezes em risco elevado de desenvolver câncer [2]. A maioria dos danos de ADN pode ser removido por enzimas de reparação de ADN, e a reparação dos mesmos raios-X transversal complementar proteína 1 e 3 (XRCC1 e XRCC3) são listados como dois candidatos promissores.
Ambos os dados biológicos e bioquímicos indicam uma relação directa papel da XRCC1 e XRCC3 no reparo do DNA. Especificamente, XRCC1 pode estimular a cinase de ADN em terminais de ADN danificado, e, assim, acelerar a reacção global de reparação [3]. Em fibroblastos humanos, XRCC1, que interagem com ADN-ligase III, foi encontrada para localizar com componentes de reparação de excisão de nucleótidos [4]. Em contraste, a função XRCC3 não foi limitada para iniciar a recombinação homóloga, mas estendido para fases posteriores na formação e resolução dos intermediários, possivelmente por meio da estabilização do ADN heteroduplex [2]. Apesar da forte razão biológica para o envolvimento de XRCC1 e XRCC3 no reparo do DNA ou estabilização, descobertas recentes de estudo de associação genômica ampla sobre o cancro do pulmão não conseguiu detectar quaisquer sinais positivos em ou flanqueando os seus genes de codificação. Embora a abordagem do gene candidato, que lida com genes pré-especificados que são pensados para participar fisiopatologia da doença, não pode substituir a abordagem de todo o genoma, é uma importante estratégia alternativa para desvendar as bases genéticas de doenças complexas [5].
neste estudo, procurou-se investigar a associação de três polimorfismos nonsynonymous bem caracterizados em
XRCC1
(rs1799782:Arg194Trp e rs25487:Arg399Gln) e em> XRCC3
genes
Métodos
população do estudo
Este estudo foi hospitalar baseado em em design e incluiu um total de 1286 participantes de ascendência chinesa como relatado anteriormente [6], [7]. Em detalhe, todos os indivíduos foram recrutados em três hospitais na cidade de Harbin, província de Heilongjiang, e eram residentes locais de Han descida. Todos os participantes foram submetidos tanto a tomografia computadorizada (TC) ou reforçada CT ou Tomografia por Emissão de tomografia computadorizada (PET) -CT digitalização, o que foi confirmado pelos médicos clínicos de medicina respiratória. Aqueles que eram suscetíveis ao câncer de pulmão foram ainda patologicamente confirmado por biópsia, e aqueles com CT normal ou aumentada, CT ou resultados PET-CT foram tratados como controles sem câncer neste estudo. O câncer de pulmão foi clinicamente classificados em câncer de células escamosas, adenocarcinoma, e câncer de pequenas células
O grupo de cancro do pulmão envolveu 684 pacientes esporádicos idade 57,24 (desvio padrão de 9,84). anos. Os restantes participantes (n = 602) formados pareados por idade (56,8 (9,95) anos) controles sem câncer. Este estudo teve protocolos aprovados pelo Comitê de Ética da Universidade Médica Harbin o, e foi conduzido de acordo com a Declaração de Princípios de Helsínquia. Todos os participantes assinaram o consentimento informado por escrito.
As características demográficas
No momento da inscrição, idade e sexo foram registrados de acordo com um questionário de auto-concebidos. Enquanto isso, o status de tabagismo e consumo de álcool também foi definida. O tabagismo foi classificado como nunca, jamais, ou tabagismo atual (pelo menos um cigarro por dia). Beber foi categorizado como nunca, nunca ou beber atual. Aqui, beber atual se refere ao consumo de, pelo menos, uma bebida alcoólica durante os últimos 30 dias.
determinação do genótipo
2 ml de sangue venoso foi retirado de cada participante e DNA genômico foi extraído de sangue branco células usando TIANamp sangue DNA Kit (Tiangen Biotect (Beijing) Co., China). Os genótipos dos polimorfismos examinados foram determinados usando o método de PCR-LDR (reacções de detecção de reacção em cadeia da polimerase-ligase) por sistema ABI 9600 (Applied Biosystems, USA) [8]. parâmetros de amplificação foram de 94 ° C durante 2 min, 35 ciclos de 94 ° C durante 15 s, 60 ° C durante 15 s, 72 ° C durante 30 s, e um passo de extensão final a 72 ° C durante 5 min. Duas sondas específicas e uma sonda comum foram sintetizados para cada polimorfismo. A sonda comum foi marcado na extremidade 3 ‘com 6-carboxi-fluoresceína e fosforilado na extremidade 5’. As condições de reacção de LDR seguida 94 ° C durante 2 min, 20 ciclos de 94 ° C durante 30 s e 60 ° C durante 3 min. Após a reacção, produtos de reacção de 1 mL LDR foram misturados com uma referência passiva e um tampão de carga uL uL ROX, e depois desnaturadas a 95 ° C durante 3 minutos, e arrefeceu-se rapidamente em água com gelo. Os produtos fluorescentes de LDR foram diferenciadas com ABI sequenciador 377 (Applied Biosystems, EUA).
A análise estatística
Entre-grupo comparações foram feitas usando teste t não pareado para variáveis contínuas e χ
2 de teste para as variáveis categóricas. Hardy-Weinberg foi verificado em uma tabela de contingência de distribuições genotípicas observadas versus previsto por χ
2 ou teste exato de Fisher. análise de regressão logística foi adotada com base em hipóteses de alelos, o aditivo, os modelos dominantes e recessivos de herança, respectivamente. A significância estatística foi declarado na P . 0,05
As frequências das combinações de alelos foram estimados pelo programa haplo.em, e odds ratio (OR) e intervalo de confiança de 95% (IC) foram estimados por haplo.cc e Haplo. programas GLM de acordo com um modelo linear generalizado [9]. O haplo.em, haplo.cc e haplo.glm foram implementados utilizando o software Haplo.stats (versão 1.4.0), desenvolvido pela linguagem R (https://www.r-project.org/). poder do estudo foi calculado usando PS (Power e cálculos do tamanho da amostra) software (versão 3.0).
Análise da interação de polimorfismos analisados foi realizada na redução multifatorial dimensionalidade open-source (MDR) software (versão 2.0 ) (www.epistasis.org) [10], [11]. Todas as possíveis combinações de um a três polimorfismos foram construídos usando a indução construtiva MDR. Um classificador de Bayes no contexto de 10 vezes de validação cruzada foi usado para avaliar a precisão de teste de cada um melhor modelo. A única melhor modelo teve precisão testes máxima e consistência de validação cruzada, que mede o número de vezes de 10 divisões de dados que o melhor modelo foi encontrado. A significância estatística foi avaliada utilizando um teste de permutação de 1000 vezes para comparar precisões de avaliação observados com aqueles esperados sob a hipótese nula de associação nula. testes de permutação corrige para testes múltiplos repetindo toda a análise em 1000 conjuntos de dados que são consistentes com a hipótese nula.
Resultados
As características basais
Pacientes e controles compartilhados distribuições de idade semelhantes (P = 0,776). O sexo masculino foi significativamente maior nos pacientes do que nos controles (P = 0,013), assim era a prevalência de tabagismo atual (P 0,005) ou beber (P 0,005). Entre os pacientes de câncer de pulmão, aqueles com adenocarcinoma, carcinoma de células escamosas, câncer de pequenas células e câncer de pulmão não especificado foi responsável por 37,54%, 32,26%, 20,83% e 9,38%, respectivamente. As características basais de população do estudo foram descritos na Tabela 1.
Single-lócus de análise
A distribuição dos genótipos de três polimorfismos examinados cumpriram Hardy-Weinberg em ambos os pacientes e controles ( P 0,05). Como mostrado na Tabela 2, não houve diferenças significativas na distribuição dos genótipos de Arg194Trp (P = 0,002) e Arg399Gln (P = 0,017), e nas distribuições alélicas de Thr241Met (P = 0,005). Com base no cálculo de potência, o presente estudo de 684 pacientes e 602 controles teve 80,2% de potência para detectar uma associação significativa alélicas para Arg399Gln.
Sob o modelo recessivo, os portadores do genótipo 399Gln /Gln tinha um 147% aumento do risco de cancro do pulmão em relação àqueles com alelo 399Arg (95% CI: 1,48-4,13; P 0,001). Dada a escassez relativa de homozigotos 241Met /Met, exceto para o modelo recessivo, a significância foi alcançada sob alélicas (OR = 1,63; IC 95%: 1,14-2,33; P = 0,005), aditivo (OR = 1,64; IC 95%: 1,16 IC 95% -2,32;; P = 0,005) e dominante (OR = 1,67:. 1,17-2,38; P = 0,004) modelos
alelo análise combinação
para aumentar o poder estatístico para detectar uma associação firme, foram consideradas as combinações de alelos de três polimorfismos examinadas neste estudo (Tabela 3). No geral, as frequências da combinação mais comum alelo Arg-Arg-Thr (por ordem de Arg194Trp, Arg399Gln e Thr241Met) foram semelhantes entre pacientes e controles (P simulado = 0,145), enquanto que a da combinação de alelos de baixa penetrância Arg-Gln Met diferiram significativamente (P simulado = 0,001), com 87,1% de poder estatístico para detectar esta diferença. Não houve significância estatística para combinações de alelos comuns na previsão do risco de câncer de pulmão.
Interação análise
Uma análise MDR exaustiva sobre a possível interação de três polimorfismos examinados está resumida na Tabela 4 . Cada melhor modelo foi acompanhado com a sua precisão de testes, a consistência de validação cruzada e nível de significância determinada pelo teste de permutação. O melhor modelo global MDR incluídos
XRCC1
Arg399Gln gene e
XRCC3
gene polimorfismos Thr241Met, que reforçaram os resultados significativos da nossa análise de loco único. Este modelo tinha uma precisão de teste máximo de 63,18% e uma consistência de validação cruzada máxima de 10 de 10. Este modelo foi significativa no nível 0,0175.
Discussão
Neste estudo, procurou-se investigar a associação de três polimorfismos nonsynonymous bem caracterizados em
XRCC1 Comprar e
XRCC3
genes com cancro do pulmão, no nordeste chinês. A principal conclusão foi a
XRCC1
gene Arg399Gln e
XRCC3 gene
Thr241Met per se foram contribuem de forma significativa para o cancro do pulmão. Apesar de todas as combinações de alelos comuns de polimorfismos analisados eram comparáveis em frequência entre pacientes e controles, observou-se efeito sinérgico potencial entre estes dois genes, que reforçaram os resultados significativos da nossa análise de loco único. Para o melhor de nosso conhecimento, este estudo representa o primeiro a investigar o impacto interativa de
XRCC1
e
XRCC3
genes de suscetibilidade ao câncer de pulmão.
Apesar de abordagem do gene candidato não puder substituir o estudo de associação genômica ampla para desvendar as bases genéticas de doenças complexas, é uma estratégia alternativa importante, particularmente no contexto de tamanhos adequados de amostras, populações homogêneas étnicos e relevância biológica sólida dos genes em causa. Tem sido proposto que para gerar dados robusto é necessário um grande tamanho da amostra envolvendo mais de 1000 pacientes em cada grupo [12]. Apesar de que apenas 684 pacientes e 602 controles foram incluídos neste estudo, dado grande divergência nas distribuições genéticos, um cálculo de potência priori sugeriu que este estudo tinha poder mais de 80% para detectar o loci do tamanho do efeito realista. Além disso, os nossos participantes do estudo eram etnicamente homogênea, e eram residentes locais da cidade de Harbin, onde a prevalência de câncer de pulmão é relativamente alto provavelmente devido à poluição do ar interior dos fornos movidos a carvão sem ventilação [13]. Além disso, genótipos de polimorfismos analisados satisfeito Hardy-Weinberg em ambos os pacientes e controles, sugerindo os resultados não são susceptíveis de ser tendencioso por erros de genotipagem ou estratificação populacional. Além disso, a seleção de
XRCC1
e
XRCC3
genes foi baseada em evidências biológicas, genéticas e clínicas forte [2] – [4], [14] – [16], e para melhorar a probabilidade de identificação de alelos causadores de doenças, polimorfismos nonsynonymous foram preferidos às susceptíveis de ter consequências funcionalmente deletérios.
de longe, várias meta-análises têm resumiu a predisposição de
XRCC1
e
XRCC3
polimorfismos genéticos para câncer de pulmão [17] – [20]. No geral, há associações significativas foram divulgados entre todos os polimorfismos analisados e câncer de pulmão sob todos os modelos genéticos, com exceção de contraste de 194Arg /Trp com 194Arg /Arg, o que rendeu uma ação extremamente protetora [19]. Em contraste com os presentes resultados de loco único, houve um 2,47 vezes maior probabilidade de que portadores de 399Gln /Gln genótipo pode desenvolver câncer de pulmão em relação ao não-portadores. Além disso, Thr241Met alelo mutante ou genótipo foi significativamente acima da média nos pacientes, sugerindo um papel potencial dos
gene XRCC3
na carcinogênese de pulmão. Além disso, para além da importância potencial de marcadores genéticos individuais, análise de interação reforçou os resultados da nossa análise de loco único através da identificação de um efeito sinérgico potencial entre
XRCC1 Comprar e
genes XRCC3
. Uma vez que o mecanismo fisiopatológico subjacente tal interacção é ainda desconhecido, especula-se que estes dois genes possam interagir uns com os outros para desempenhar um papel na carcinogénese do pulmão. No entanto, considerando-se as amostragens limitadas envolvidas, nossos resultados devem ser interpretados com cautela. Devido à complexidade das interacções entre os genes, estes resultados devem ser ainda testados em diferentes raças. Portanto, os dados de genotipagem de
XRCC1
e
XRCC3
genes, incorporando os haplótipos e sinergismo estratégias analíticas facilitaria a identificação de indivíduos com alto risco de desenvolver câncer de pulmão no futuro triagem clínica.
Algumas limitações devem ser reconhecidas na interpretação dos resultados. Primeiro, o desenho transversal deste estudo podem impedir comentários sobre a causalidade, e um viés de sobrevivência não pode ser excluída. Em segundo lugar, temos apenas focada em três polimorfismos no
XRCC1 Comprar e
genes XRCC3 Comprar e não cobrem toda a sequências genómicas dos genes e, assim, podemos sub-avaliar os efeitos de outros marcadores genéticos , terceiro lugar, os dados sobre os níveis XRCC1 e XRCC3 de plasma ou de tecidos não estão disponíveis, o que nos torna incapazes de comparar os níveis entre os genótipos. Em quarto lugar, o tamanho da amostra deste estudo não era grande o suficiente (n = 1.286) para tirar uma conclusão firme, de tal forma que nossos achados precisam ser validados em uma população independente da China e de outras etnias. Assim, não pode saltar para uma conclusão até mais uma confirmação de nossos resultados é feita.
No seu conjunto, o nosso estudo demonstrou significativamente uma contribuição independente e sinérgica de
XRCC1 Arg399Gln
gene e
XRCC3
polimorfismos Thr241Met gene a suscetibilidade ao câncer de pulmão, no nordeste chinês. Por razões práticas, esperamos que este estudo irá estabelecer dados de base para futuras investigações sobre os mecanismos de
XRCC1
e
XRCC3
genes eo desenvolvimento de câncer de pulmão.