文摘
进步巨大的纤维化(及)是一种慢性间质性肺疾病与一个复杂的病因学,累积粉尘接触后会发生。一个病例对照研究来测试假设单核苷酸多态性(snp)基因参与炎症和纤维化的过程调节的风险及发展。
研究人口由648年的地下煤矿工人参与全国煤炭工人解剖研究,其中304人被诊断出患有及。单核苷酸多态性影响白介素1 (IL)的规定,白介素、肿瘤坏死factor-α,改变增长factor-β1,血管内皮生长因子(VEGF)、表皮生长因子在细胞间的细胞粘附分子(ICAM) 1和矩阵metalloproteinase-2基因决定使用5′核酸酶实时PCR分析。
没有显著差异的分布及之间的任何单个SNP或单体型和对照组。然而,VEGF的polygenotype + 405 / ICAM-1 + 241 / il - 6 -174 (C-A-G)授予风险增加及(优势比为3.4,95%置信区间1.3 - -8.8)。
目前的研究表明,研究基因变异,帮助调节炎症和纤维化的过程不太可能强烈影响间质性肺疾病易感性,尽管血管内皮生长因子的作用,在细胞间的细胞粘附molecule-1和白细胞介素- 6多态性的发展进步的巨大的纤维化可能需要进一步调查。
进步的巨大纤维化及)是一种严重的煤炭工人肺尘埃沉着病(CWP),特点是双边对称的病变和背景简单的CWP和肺气肿。病理上,及被定义为实质病变直径≥2厘米,通常发现肺上的后部分。这些病变可能消除血管和细支气管,导致呼吸衰竭和缺氧。及发展和进步即使接触煤尘已经停止。发展从简单的尘肺病及相关程度和持续时间的尘埃,受损的肺感染的间隙和频率1。
煤尘接触后的肺反应的特点是炎症,上皮细胞损伤,间质细胞扩散和煤矿的发展dust-induced病理病变不同数量的胶原蛋白。释放的细胞因子激活巨噬细胞参与炎症细胞的招募到肺泡壁和空间。这些炎症介质也扮演一个角色在改造过程中通过刺激成纤维细胞增殖和胶原蛋白合成2,3。水平的提高肿瘤坏死因子(TNF) -α白介素(IL) 1、IL - 6和细胞间细胞粘附分子1 (ICAM)被发现在肺纤维化的实验模型4,5和航空公司的煤矿工人6,7。连续释放TNF-α肺泡巨噬细胞被报道与及矿工7。测量煤dust-induced TNF-α释放与转化生长因子(TGF) -β提出了作为一个标记的CWP高和低风险组的识别8。
生长因子,如TGF-β,促进细胞外基质的合成和沉积。其他人,如表皮生长因子和血管内皮生长因子(VEGF)、促进上皮和内皮细胞的增殖和成熟。TGF-β已广泛涉及的开发和发展实验和人类的肺纤维化9,10。水平的提高TGF-β1被发现在支气管肺泡灌洗液的矿工与简单的CWP11和领域的疤痕组织silicotic及病变12。肺失活的VEGF导致小鼠肺气肿的变化特征13,降低肺的VEGF水平在肺气肿和肺纤维化患者14。此外,基质金属蛋白酶参与肺纤维化的发病机制由于他们的角色在组织修复和改造15,16。因此,早期和持续的促炎细胞因子的表达和随后的生长因子,细胞表面粘附分子和纤维发生的因素控制肺纤维化的特点。
相比其他职业性肺部疾病,有有限的研究调查及易感基因。肺纤维化是一种多因素疾病可能是受遗传和环境因素的影响。因此,它不太可能,任何单个基因变异会对疾病风险产生重大影响。可能是多个事件一致行动的发展和疾病的发展,所显示的事实,只有少数的CWP病例(0.7%)及进展17。因此,在目前的研究中,组合的影响多个单核苷酸多态性(snp)基因在这个复杂的疾病过程中检查在一大群煤炭工人。
方法
研究人群
研究人口由一个小组的700名男性地下煤矿工人和人口统计信息提交给全国煤炭工人解剖研究。从6580尸检肺组织收到了1972 - 1996年期间,525例经病理证实及re-reviewed和分级CWP和其他疾病状态根据标准和模式由美国病理学家学院的联合委员会和国家职业安全与卫生研究所18。共有175例排除集团矽肺病的基础上。组织学标准用于建立及病例包括离散的存在,高煤充满尘埃的纤维化病变测量> 1厘米不规则的胶原纤维沉积在至少三个肺部分从每个案件。肺组织从344年矿工与年龄、吸烟史和地下接触史,但没有任何组织病理学证据的肺病,担任控制。个人来自不同矿山,但类似的地理煤矿领域。
基因分型
从formalin-fixed基因组DNA制备石蜡包埋后肺组织块微波deparaffinisation使用商业DNA隔离设备(WI Promega,麦迪逊,美国)。基因分型结果进行基因组DNA,用5′核酸酶PCR分析。使用Assay-by-Design引物和探针设计TM服务(美国应用生物系统公司,培育城市,CA)。表1⇓列出了每个多态性引物和探针序列。进行PCR扩增的体积25μL包含10 ng基因组DNA, 12.5μL 2 x TaqMan®普遍掌握混合(应用生物系统公司),200纳米探针和900 nM底漆。循环条件50°C 2分钟和10分钟95°C,紧随其后的是50周期在92°C 30年代和60°C为1分钟。放大了使用一个iCycler®智商(美国Biorad实验室、大力神、CA)实时热循环。积极的(DNA刚从人类获得血液样本)和消极的控制包括在每次运行来确定实验的一致性。所有样品模棱两可的结果重复,随机选择样本的10%,以确保实验室质量控制。
成功DNA隔离的总体率> 90%,这与其他检查固定组织的研究是一致的19。不成功的组织更有可能发生的情况下比在控制由于组织质量与广泛的纤维化病变和煤尘样品积累。
统计分析
差异及病例和控制人口和其他特征的受试者评估使用卡方测试离散变量和连续变量的未配对的两个示例t。数据集,违反了正常的假设这些分析正常化转换后进行分析。没有明显差异情况下基于年龄、吸烟史和控制。原因,风险等位基因的杂合的和纯合子科目每个SNP组合成运营商至少风险等位基因的一个副本。每个SNP之间潜在的联系,及测试使用卡方测试单个SNP协会和Mantel-Haenszel卡方测试多个SNP关联。Breslow-Day测试进行评估同质性的优势比(或)。Expectation-Maximisation算法被用来确定单及其频率。进行卡方检验来确定haplotype-phenotype协会与参考单体型相比选择基础上,这是现在最频繁。
结果
学习小组的人口学特征包括在表2中描述的分析⇓。
有肺气肿及与对照组(分别为84.2%和93.7),最有可能由吸烟引起和焦肺气肿与斑点。
个体基因型频率差异情况和控制尚不具备统计学意义的任何个体多态性研究(表3所示⇓)。作为基础失败的对象不发生在同一个人每一个基因,每个分析没有相同的样本大小。每个基因型的频率报告是基于所有样品成功的基因。
等位基因频率在控制人口类似决定在其他研究中涉及白人人口和在哈迪温伯格平衡(数据未显示)。
同样,没有明显关联检测与疾病检查当两个变量之间的交互。然而,这明显缺乏协会可以误导如果一个SNP和疾病之间的关系取决于风险是否为第二个SNP等位基因存在,即。如果口服补液盐是异构的。VEGF的口服补液盐明显异构+ 405 / ICAM-1 + 241, VEGF + 405 / il - 6 -174, TNF-α-238 / TNF-α-308双。考试只有这些对与三重VEGF + 405 / ICAM-1 + 241 / il - 6 -174组合,没有发现重大协会及TNF-α-238 / TNF-α-308对。然而,个人与VEGF的组合基因型(polygenotype) + 405 / ICAM-1 + 241 / il - 6 -174 (C-A-G)明显高于发展中及风险(或3.4,95%置信区间1.3 - -8.8)比个人的其他等位基因组合的VEGF, ICAM-1和il - 6单核苷酸多态性。个人拥有的polygenotype VEGF + 405 / ICAM-1 + 241 / il - 6 -174 (C-A-G), 74%的人没有及和26%。
单体型分析TNF-α和il - 1的基因。两个snp TNF-α和三个单核苷酸多态性在四和八个单,生成的il - 1的基因。在逻辑回归分析,参考单只携带最常见的等位基因,TNF-α-238 / TNF-α-308 (G-G 78.38%)和IL-1β-511 / IL-1β+ 3953 / IL-1α+ 4845 (C-C-G, 37.64%),参考单都是与其他单。没有其他单和参考单体型之间的显著差异的比较,有或没有任何显著的协变量调整。似然估计还表示,反是协变量没有被及的重要指标。
讨论
在目前的研究中,频率分布的snp基因参与调节炎症和纤维化的过程是在煤矿工人人口的调查,没有及。没有调查多态性有统计上显著的影响在疾病研究单独或成对。目前的研究作者认为有足够的统计能力报告这一发现。基于观察到的微小等位基因频率在61.2%和21.0之间的控制,研究了90%力量≥1.8的检测一个或如果它存在。的稀有等位基因频率,8.6% (即。TNF-α-238),OR≥2.2可以检测到90%的力量。
因为常见变异贡献只有一小部分整体疾病风险,这不是意外,个人单核苷酸多态性并没有达到统计学意义。在一种多因素疾病,比如及,很可能遗传易感性的影响取决于多个基因多态性在每一步行动结合曝光。虽然候选基因的选择是基于生理角色在疾病过程中,是有限的基因已经被发现和识别出。未知的潜在的有很多,遗传变异,可以贡献及风险。另外,疾病风险也可能取决于多态性在连锁不平衡与其他变化影响及敏感性。此外,个人间的差异选择基因的表达可能影响疾病进展,作为疾病修饰符。这些变异可能修改进展或疾病严重程度单独或在某些基因型组合,在其他遗传或环境因素。”或者,他们可能是遗传因素的修改影响尚未被描述。然而,目前的研究设计不适合这样的评价,由于只存在严重的疾病。
先前的煤矿工人协会的研究主要集中在调查TNF-α和il - 1基因的单核苷酸多态性。它已经表明TNF-α-238年和-308年变异与矽肺相关联20.,21。在最近的一项研究调查TNF-α基因变异与CWP,及日本矿工,没有发现协会TNF-α-238年和-308年之间的变异及22,建议这些变异可能不是CWP的严重程度有关。目前的结果证实这个结论明显更多的煤矿工人。IL-1β+ 3953和-511多态性在矽肺也被研究过,但是没有发现这些变异和疾病之间的关联23。据报道,最近,IL-1α-889个SNP在中国人口与CWP易感性有关24。然而,这项研究没有足够的权力来检测显著关联,由于小样本大小与CWP矿工(45)。
虽然没有一个人选择了与及相关单核苷酸多态性,三方相互作用分析表明,VEGF + 405, ICAM-1 + 241和il - 6 -174个snp可能实现协同交互影响及发生的。VEGF的组合效应+ 405,-174年ICAM-1 + 241, il - 6基因变异似乎镜观察到的交互在活的有机体内VEGF、ICAM-1和il - 6蛋白。il - 6在驾驶中扮演着重要角色的急性炎性反应和急性期蛋白的生产25。尽管-174 G的作用→C il - 6基因的SNP疾病尚不清楚,几项研究表明,G等位基因与等离子体水平较高有关26和各种炎症性肺部疾病27。在活的有机体内研究表明,il - 6之间的相互交互和ICAM-1影响生产其他急性期蛋白,因此放大炎症反应和维护。ICAM-1已被证明bleomycin-induced肺纤维化中发挥关键作用,调节促炎细胞因子的生产包括il - 628。在密码子多态性+ 241(等位基因)被发现降低血清ICAM-1水平和慢性炎性疾病29日,30.。il - 6在血管生成和血管重塑也扮演多个角色通过上调VEGF,血管生成的主要监管机构,在转录和蛋白质含量在许多细胞类型31日。在+ 405 G→C多态性可以调节VEGF的表达,和更高的生产与+ 405 G等位基因有关32。高浓度的VEGF和可溶性ICAM-1与il - 6水平升高在乳腺癌33。下在体外条件下,VEGF诱导细胞粘附分子的表达,例如ICAM-1,内皮细胞,促进白细胞的粘附34。因此,特定的snp VEGF, ICAM-1和il - 6基因可能会影响这些基因之间的相互作用和放大过程,和肺纤维化的发病机制中发挥重要作用。
总的来说,结果表明,个人单核苷酸多态性不太可能有重要作用的发展进步巨大的纤维化。这是第一个广泛的遗传研究,突出了一个可能的组合的白细胞介素- 6的影响,血管内皮生长因子和细胞间细胞粘附molecule-1功能性单核苷酸多态性在进步巨大的纤维化。因为单核苷酸多态性交互提供洞察的关系复杂的通路和突出关键基因,可以进一步的研究目标,polygenotype /疾病协会发现在目前的研究需要进一步探索在独立的数据集。此外,这将是重要的检查其他变体组合在这些基因功能的影响,理解他们的机制调节容易进步巨大的纤维化。
支持声明
这项研究的部分支持由一个机构间协议与国家环境健康科学研究所内部的分工研究(y1 - es - 0001)。
感兴趣的语句
没有宣布。
确认
作者要感谢P.A.威拉德优秀技术援助组织和准备的m·拉奥和f·陈优秀评论的手稿(所有病理学和生理学研究分支,CDC / NIOSH,摩根敦西弗吉尼亚州,美国)。这份报告的调查结果和结论是作者的,不一定代表NIOSH的意见。
- 收到了2007年6月20日。
- 接受2008年1月28日。
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