文摘
临床研究表明,支气管阻塞和肺气肿对肺癌易感性增加。我们常见的基因起源的可能性评估和调查是否肺癌易感性位点5号染色体上p15.33增加支气管阻塞和肺气肿的风险。
5 p15.33轨迹包括了三个变种叔和CLPTM1L基因的基因在777年重度吸烟者和212年肺癌患者。参与者进行了肺功能测试和计算机断层扫描的胸部,和完成问卷评估吸烟行为。
的rs31489 C-allele与减少用力呼气量在1 s (p = 0.006)。纯合子的运营商rs31489 C-allele展出增加支气管阻塞易感性(或1.82,95%可信区间1.24 - -2.69;p = 0.002)。类似的协会观察肺的一氧化碳扩散能力(p = 0.004)。与此一致的是,CC-carriers肺气肿的风险增加(或2.04,95%可信区间1.41 - -2.94;p = 1.73×10−4)和显示大肺泡的破坏。最后,CC-carriers肺癌的风险也明显增加(或1.90,95%可信区间1.21 - -2.99;p = 0.005),更容易开发肺癌和支气管阻塞比肺癌(或2.11,95%可信区间1.04 - -4.26;p = 0.038)。
5日rs31489变种p15.33与支气管阻塞有关,存在严重的肺气肿和肺癌。
约50 - 70%的患者诊断为肺癌表现出一些慢性阻塞性肺疾病(COPD)的证据。虽然吸烟通常被认为是负责这种相关性,大量流行病学资料表明,在肺癌患者COPD的患病率是2-6-fold与COPD的患病率高于重度吸烟者的群体,这是独立于年龄或pack-yrs熏(1]。此外,减少在1 s (FEV用力呼气量1)已被证明会增加肺癌的风险事件独立于吸烟史(2]。慢性阻塞性肺病也与不吸烟者肺癌(3),从而表明额外的风险因素可以解释COPD和肺癌之间的联系。
肺气肿,它的特点是肺泡的破坏,是一种重要的慢性阻塞性肺病的临床表型。事实上,慢性阻塞性肺病患者肺气肿有贫穷与健康有关的生活质量和表现出非癌症的风险增加相关的呼吸道死亡(4]。流行病学资料表明,肺气肿和支气管阻塞独立对肺癌易感性增加。例如,一个大型研究显示> 2倍增加肺癌的风险在支气管梗阻患者,在调整了吸烟史、肺气肿患者>三倍增加,调整后吸烟史和慢性阻塞性肺病严重程度(2]。尽管这些数据都没有证实在第二个小研究[5),肺癌的风险增加1.85倍随后报道女性之前历史的支气管阻塞,但尽可能多的风险增加6.36倍肺气肿时被诊断出肺癌≤9岁前(6]。总的来说,这表明,肺气肿和肺癌交织,常见的遗传或其他身份不明的易感性因素可能会使这两种疾病。
变异基因编码的烟碱乙酰胆碱受体(乙酰亚基是第一个与肺癌,慢性阻塞性肺病和肺气肿(7- - - - - -9]。有趣的是,同样的变异也发现的基因预测吸烟成瘾,随后被证明是与一个更强烈的吸烟行为(10,11]。虽然在风险评估研究乙酰变异对肺癌的影响慢性阻塞性肺病或肺气肿纠正吸烟史,它仍然难以解释这些关联独立于患者的吸烟行为。相比之下,TERT-CLPTM1L轨迹,这是第二个位点被发现使用全基因组协会(GWA)在肺癌7),被认为将直接与肺癌,吸烟行为的完全独立。实际上,这种轨迹和肺癌发生之间的关系独立于烟草的使用,因为它已在不吸烟者(复制12]。此外,TERT-CLPTM1L轨迹也被确认在不吸烟相关的癌症,如子宫颈和前列腺癌(13),但并不确定GWA研究涉及吸烟上瘾11]。两个潜在癌症易感基因的轨迹地图:端粒酶逆转录酶(叔)基因,编码端粒酶蛋白,维持端粒长度(14),唇裂口感跨膜1 (CLPTM1L)基因编码一种蛋白质与顺铂电阻(15]。
为了评估肺癌的有趣的假说,慢性阻塞性肺病和肺气肿可能有共同的遗传起源,我们测试是否变异TERT-CLPTM1L轨迹也与支气管阻塞或肺气肿。
材料和方法
研究设计
这是一个观察性和前瞻性研究由呼吸道的鲁汶大学医院(比利时鲁汶)。协议运行在门诊。伦理委员会批准的协议是鲁汶大学医院(鲁汶),和所有受试者参与研究之前答应了。
研究对象
我们招募了两个独立的研究人群在鲁汶大学医院。第一个人口由777重度吸烟者,他们预期包括2007年1月至2010年8月。其中,394人被招募在呼吸道门诊因为症状提示慢性阻塞性肺病9]。此外,383年以人群为基础的学科,比利时荷兰-比利时随机肺癌筛查试验的参与者(尼尔森),包括(16]。入选标准是一个吸烟史≥15 pack-yrs,最低年龄50岁和完整的肺功能的可用性测试数据(包括肺一氧化碳(的扩散能力DL,有限公司)测量)。疑似哮喘和哮喘的诊断患者被排除在外,以及其他呼吸道疾病患者肺功能的影响。慢性阻塞性肺病患者临床状况稳定在6周内没有恶化之前,包容。研究对象,一个广泛的人口统计学变量列表(包括年龄、性别和体重指数在公斤·m−2)、计算机断层扫描(CT)扫描后1年内胸部的入学率和问卷调查确定吸烟史也收集。
第二个人口由212名新诊断的肺癌患者,他们在呼吸道肿瘤前瞻性招募单位(鲁汶大学医院)在2010年3月和2011年1月之间。第一项研究人口一样的入选标准是应用,即。年龄> 50岁,吸烟史≥15 pack-yrs之前完成肺功能测试数据的可用性医疗或手术治疗。另外,原发性肺癌的存在必须经病理学家。以下被诊断出癌症亚型:小细胞癌(10.9%)、腺癌(36.3%)、鳞状细胞癌(29.2%)和其他nonsmall细胞肺癌(主要是大细胞和支气管肺泡亚型;23.6%)。没有数据在射线照相肺气肿程度得到子群。所有招募参与者自称Belgian-Flemish种族三代。
肺功能测试
肺功能测量都是使用标准化的执行设备(Sensormedics全身体积描记器;Viasys医保、Vilvoorde、比利时)根据美国胸科学会/欧洲呼吸学会指南(188bet官网地址17]。呼吸量测定法的价值观post-bronchodilator测量。DL,有限公司是由次呼吸一氧化碳气体传输方法和纠正肺泡体积而不是血红蛋白浓度(18]。所有变量的绝对值表示为%预测给出参考价值。来确定是否TERT-CLPTM1L地区是慢性阻塞性肺病的易感性位点,我们进行了病例对照研究中,慢性阻塞性肺病post-bronchodilator FEV病例定义为参与者1/用力肺活量(FVC) < 0.70, FEV的比例1< 80% pred (即。慢性阻塞性肺疾病的全球倡议(黄金)II期或更高)19]。FEV的受试者1/ FVC > 0.70, FEV1> 80%的预测被选为健康的吸烟者。相同的定义被用于三个最近发表GWA研究[8,20.,21限制错误分类的健康吸烟者作为黄金阶段我的病人。
CT成像协议
所有777名参与者收到的第一个研究人口的胸部CT扫描允许破坏肺泡的半定量的评估。完整的协议用于CT成像和量化肺气肿的前面描述的(22]。短暂,蒙蔽放射科医师专门胸CT扫描的成像得到每一个的存在和程度上每个肺肺气肿在三个层次。肺气肿是指面积hypovascular低衰减,在每个级别分级增量5%在组织规模和平均分数反映的程度在两肺肺气肿。如果肺气肿是视觉在任何预定义的字段,病人归类为肺气肿。基于国家肺气肿治疗试验(净)标准(22),四类生成,产生一个肺泡破坏得分范围0 - 3(0:没有肺气肿;1:肺气肿影响< 20%的肺;2:肺气肿影响肺的20 - 50%;3:肺气肿肺的影响> 50%)。
基因分型
外周血样本在钾EDTA塑料真空采血管®(BD、Erembodegem、比利时)管和离心后,细胞DNA就从沉淀白细胞中提取细胞分数根据标准程序。DNA是整除到Vesalius 384 -孔板和基因分型的研究中心(鲁汶)。基因分型肺癌易感性的变异rs31489, rs4635969和rs2736100(确定(23])进行盲法的方式使用iPLEX技术MassARRAY紧凑分析器(Sequenom Inc .)、圣地亚哥、钙、美国),先前报道(9]。rs31489, rs2736100 rs4635969(国家生物技术信息中心dbSNP标识符)变异位于5号染色体非编码区域,在人类基因组构建36地点1395714,分别为1339516和1339516。型自动调用生成使用MassARRAY RTTM软件和被手动审查验证原始质谱。基因分型结果质量控制是由13个样品一式两份,副本一致性为100%。据我们所知,这是第一个研究评估这些变体作为敏感性因素对慢性阻塞性肺病或肺气肿。
统计分析
提出了数据作为分类变量n (%)。提出了连续变量均值±sd或中位数(四分位范围)。支气管梗阻患者基线特征差异,肺气肿和肺癌,和健康的参与者相比,使用未配对t检验,Mann-Whitney紫外线测试或卡方测试。哈迪温伯格不平衡测试使用标准卡方分析(一个自由度)和三个单核苷酸多态性(snp)实现了标准(p > 0.05)。基线特征差异rs31489基因型比较通过单变量分析,或克鲁斯卡尔-沃利斯和卡方检验。λ的数据被用来计算继承的遗传模型(24]。根据这种方法,值等于0,0.5和1对应于一个隐性,添加剂和显性遗传模型,分别。识别疾病有关的基因型(慢性阻塞性肺病、肺气肿和肺癌与健康吸烟者),我们发现了一个λ<系数分别为0.001、0.089和0.055,表明隐性遗传风险模型。卡方分析(一个自由度)和逻辑回归是用来评估协会rs31489与支气管阻塞,肺气肿或肺癌隐性模式下没有调整或调整后的其他协变量。意义的假定值阈值调整为6多个比较使用Bonferroni调整方法,导致阈值的意义p < 0.008。特别是,我们纠正测试三个变种和两个变量之间的关系(慢性阻塞性肺病和肺气肿)。我们没有正确的额外变量,如FEV1和DL,有限公司,这些都是与慢性阻塞性肺病或肺气肿状态密切相关。我们还没有正确的测试与肺癌,因为所有三个变体通过GWA研究确认,他们已经广泛复制。所有使用SPSS统计分析软件版本17.0(美国SPSS Inc .,芝加哥,IL)。
结果
人口特征
总共有777免费重度吸烟者肺癌被纳入本研究。详细统计,吸烟行为和肺功能状态所示表1。简单地说,研究参与者的平均年龄是64.9岁,77.7%为男性吸烟者平均48.8 pack-yrs的吸烟史。rs31489基因分型,rs4635969和rs2736100变体成功在739年(95.1%)、776年(99.6%)和764年(98.7%),分别为。这些变异中确定肺癌GWA研究和每个代表的snp标记不同的连锁不平衡(LD)块:他们成对r2值是0.415,0和0.003 rs4635969和rs31489 rs4635969 rs2736100,分别和rs31489 rs2736100 (CEU根据人类基因组单体型图(犹他州居民祖先来自欧洲北部和西部)的欧洲血统(25])。
rs31489变种与肺功能降低
首先,我们评估是否有三个单核苷酸多态性与人口有关的参数,吸烟暴露或肺功能。rs31489基因型之间的显著差异被发现在肺功能水平(表1)。纯合子的运营商rs31489 C-allele FEV明显降低1值与AA航空公司相比(p = 0.006, p = 0.014平均绝对值和% pred值,分别;表1)。有趣的是,也出现了类似的协会DL,有限公司,意思是DL,有限公司值最低的运营商CC-genotype (p = 0.004;表1)。调整了年龄、性别、身高、pack-yrs和年辞职证实,FEV rs31489协会1和DL,有限公司是独立于其他已知的危险因素(p = 0.008, p = 0.007)。没有明显的关联是观察rs4635969和rs2736100 (p = 0.650, p = 0.724 FEV1和p = 0.827, p = 0.374DL,有限公司值,分别)。
协会rs31489支气管阻塞
自rs31489 FEV与减少1,我们也评估之间的联系rs31489和慢性阻塞性肺病。病例对照关联分析,在这种情况下被定义为慢性阻塞性肺病患者诊断为严重支气管阻塞(黄金阶段II或更高),和控制作为FEV参与者1/ FVC > 0.70, FEV1pred > 80%,。基线特征为653人,其中245是健康的吸烟者,408黄金阶段II或更高的COPD患者,所示表2。在原油分析,rs31489 C-allele更为普遍在阻塞性支气管梗阻患者(60.8%与在健康吸烟者54.8%,p = 0.037;表3)。利用λ统计计算rs31489继承的遗传模型,C-allele被确认为一种隐性易感性的等位基因(24]。在基因型的水平,39.1%的慢性阻塞性肺病患者CC-carriers相比健康的吸烟者的28.6%(或1.60,95%可信区间1.13 - -2.27;根据隐性风险模型p = 0.010)。逻辑回归证实CC-carriers显著增加支气管阻塞的风险独立于年龄、性别、身高、pack-yrs和年辞职(或1.82,95%可信区间1.24 - -2.69;p = 0.002;表3)。rs31489变体没有,然而,与严重的慢性阻塞性肺病因为之间的基因型分布不同的黄金阶段相似(p = 0.268;在线辅料表S1)。我们没有找到一个重要的关联rs4635969或rs2736100和支气管阻塞(p = 0.636, p = 0.598基因型,分别)。
协会rs31489肺气肿和肺气肿的严重性
自从rs31489与DL,有限公司,我们也调查了rs31489协会与肺气肿。408名慢性阻塞性肺病患者,318例(78%)患者表现出肺气肿,评估CT(见表2基线特征)。病例对照分析这318年之间肺气肿患者和245名健康吸烟者随后透露,C-allele肺气肿患者的更为普遍比健康的吸烟者(62.5与分别为54.8%;p = 0.010;表3)。在基因型的水平,42.1%的肺气肿患者CC-carriers相比健康的吸烟者的28.6%(或1.80,95%可信区间1.29 - -2.56;根据隐性风险模型p = 0.001)。逻辑回归证实rs31489和肺气肿之间的关系是独立于年龄、性别、身高、pack-yrs和年辞职(或2.04,95%可信区间1.41 - -2.94;p = 1.73×10−4在隐性模型;表3)。该协会包括FEV后依然重要1作为协变量分析(或2.07,95%可信区间1.23 - -3.46;p = 0.006)。我们没有找到一个重要的关联rs4635969或rs2736100和肺气肿(p = 0.620, p = 0.687基因型,分别)。
评估严重肺气肿,肺气肿是得分在每个肺癌和组织三个层次分数,分数的平均值的百分比表达的个人六个字段和肺的影响,计算了。CC-carriers表现出更高分数的六个字段与其他rs31489基因型(p < 0.05为每个字段;数据未显示)。此外,CC-carriers也表现出更高的组织评分(p = 0.003;在线辅料表S2)。接下来,根据最后的条件(22],肺泡破坏组织分类的得分是由进行分数分为四个类别的肺气肿严重程度增加,屈服破坏肺泡得分范围0 - 3(0:没有肺气肿;1:肺气肿影响< 20%的肺;2:肺气肿影响肺的20 - 50%;3:肺气肿肺的影响> 50%)。CC-carriers经常表现出比AA-carriers > 50%的肺气肿肺(18.8与7.6%;p = 0.010;在线辅料表S2)。总的来说,这些数据表明,rs31489与肺气肿在慢性阻塞性肺病患者的严重程度。
协会rs31489肺癌患者的慢性阻塞性肺病
接下来,我们评估了rs31489变体在一个独立的212名新诊断的肺癌患者,探讨rs31489是否有助于支气管阻塞的共同遗传易感性和肺癌。详细统计,吸烟行为和212名患者的肺功能状态所示表4。短暂,所有招募了肺癌患者重度吸烟者pack-yrs历史平均为43.6岁,72.6%是男性,平均年龄为66.2岁。多用于rs31489, rs4635969 rs2736100成功在203年(95.7%)、208年(98.1%)和210例(99.1%),分别为。
在第一个分析,我们比较rs31489等位基因频率在212年肺癌患者和245名健康吸烟者(表4)。正如所料,高危C-allele是更常见的肺癌患者(61.3与54.8%;p = 0.049;表5)。在基因型的水平,39.4%的肺癌患者CC-carriers相比健康的吸烟者的28.6%(或1.65,95%可信区间1.11 - -2.45;p = 0.018根据隐性风险模型;表5)。回归分析显示,rs31489和肺癌之间的关系是独立于年龄、性别、身高、pack-yrs熏和年辞职(或1.90,95%可信区间1.21 - -2.99;p = 0.005)。自从与FEV rs31489直接相关1队列的重度吸烟者(表1)和与COPD相关显著(表3),我们也评估是否高危rs31489 C-allele FEV的独立与肺癌有关1。类似的回归分析,同时为FEV纠正1和允许FEV之间的交互1rs31489。CC-carriers rs31489显示患肺癌的风险更高(p = 0.006),建议直接rs31489对肺癌的影响独立于FEV的风险1。值得注意的是,rs31489和FEV之间的交互1也显著,表明吸烟者携带CC-genotype更容易减少FEV吗1患肺癌和交互项(p = 0.002)。因此,当作为分层肺癌病人分为两类,基于慢性阻塞性肺病的存在与否,我们观察到rs31489 CC-carriers几乎是两倍的肺癌COPD患者频繁在肺癌患者慢性阻塞性肺病(65.0与分别为35.0%)。二元逻辑回归分析,纠正在年龄、性别、身高、pack-yrs熏一年辞职,证实CC-carriers更容易开发肺癌和支气管阻塞比肺癌(或2.11,95%可信区间1.04 - -4.26;p = 0.038)。
讨论
当前的研究确定了染色体5 rs31489 p15.33作为支气管阻塞的敏感性变异和肺气肿。事实上,rs31489肺功能减低有显著相关。特别是,CC-carriers显著降低FEV展出1值,以及减少DL,有限公司。此外,rs31489授予的风险增加发展中支气管阻塞,而CT扫描获得的相同的病人提供了证据rs31489和肺气肿的存在和严重程度之间的联系。调整后,这些协会依然显著吸烟行为和其他临床变量,包括年龄和身高。此外,我们的数据证实,rs31489也充当一个共享肺癌和支气管阻塞的敏感性因素。实际上,运营商的rs31489 CC-genotype在肺癌患者更常见癌症健康的吸烟者。合并之后,这种关联依然显著FEV1作为协变量的分析。有趣的是,与FEV rs31489显著互动1,这表明rs31489也与FEV有关1在肺癌患者。分层的肺癌患者有无支气管阻塞证实CC-carriers两倍更容易发展都比肺癌支气管阻塞和肺癌。这些发现与以前的观测协议由年轻和同事(26,27)报道,变异的Hedgehog-interacting蛋白(HHIP)和乙酰亚基基因更与肺癌和慢性阻塞性肺病比肺癌密切相关。在更一般的层面上,这些位点的更加明显协会与COPD和肺癌表明共享与吸烟有关的肺疾病的致病的途径。
的TERT-CLPTM1L轨迹包含了大量的遗传变异,彼此息息相关,位于两个基因,可能每个功能受到这些变体(7,12,13,23]。第一个基因CLPTM1L,也是位于rs31489变体。这个基因的超表达可以增强细胞凋亡在回应顺铂在卵巢肿瘤细胞系(15]。顺铂的细胞毒性效应是由于核DNA的共价结合,称为DNA加合物的形成。有趣的是,最近的证据表明,在一个变体CLPTM1L基因(rs402710;成对rs31489 r2= 0.67)支持DNA损伤通过DNA加合物的形成28]。因此,变异CLPTM1L基因可能是功能参与COPD和肺癌的发展通过提高DNA损伤,以应对有害吸烟引起的粒子。此外,该地区的LD在rs31489驻留还包含的5′末端叔基因。这种基因的作用在人类疾病,特别是在致癌作用,比这更好的理解CLPTM1L(14]。端粒酶,这种酶的产物叔基因,确保人类染色体的末端被端粒功能覆盖。一个适当的端粒长度对细胞的完整性至关重要,因为它可以防止染色体的端到端融合和随后的染色体畸变29日]。细胞中端粒酶活性通常更高,更高的增殖潜力是必要的,例如在细胞干细胞。然而,在分化的体细胞端粒酶水平较低或察觉和端粒变短每次细胞分裂,直到点端粒长度不足以成为防止基因组不稳定性和增生性衰老是诱导30.]。有趣的是,罕见的胚系突变叔被发现在家族性疾病,如角化病congenita,再生障碍性贫血和家族性特发性肺纤维化(14),它的特点是一个有限的细胞和组织更新能力和较高的致癌作用。淋巴细胞从影响个人的特点是降低端粒酶活性和端粒短得多。
基于这些观察,提出常见的变体TERT-CLPTM1L被确定为癌症的易感因素,都与端粒酶活性降低,短端粒,组织更新能力有限和染色体不稳定(31日]。的确,降低端粒长度和rs401681之间的相关性,与rs31489密切相关(r2= 0.87),已经观察到13),而Mirabello等。(32)也报道之间的直接相关性rs31489和较短的端粒在隐性遗传模型。较短的端粒也被观察到具有从慢性阻塞性肺病患者外周白细胞33)和降低端粒长度在气性肺部的组织(34]。有趣的是,最近GWA研究还发现了基因变异BICD1,这是已知的与短的端粒,肺气肿的易感性因素(35]。除了遗传素质,我们观察到在这项研究中,端粒缩短在慢性阻塞性肺病和肺气肿数量的增加也可能导致细胞分裂由于持续的炎症36]。短端粒可能也使更严重的肺气肿,因为它们限制组织更新能力和增强肺泡破坏环境因素,如吸烟(30.]。正如前面提到的,也非常短的端粒导致基因组不稳定性,促进致癌作用[29日),这可以解释临床观察肺气肿和肺癌之间的联系。
当前研究的优势是广泛的肺功能描述,包括DL,有限公司测量的所有参与者,CT扫描对所有重度吸烟者的可用性。此外,我们包括第二项研究人口与慢性阻塞性肺病复制rs31489协会。因为这个人口包括肺癌患者肺功能状态,我们不仅能够证实rs31489协会与支气管阻塞,但也建立一个独立的rs31489与肺癌的相关性。然而,由于后者研究人口很小,后续研究将需要确认的独立协会TERT-CLPTM1L轨迹与慢性阻塞性肺病、肺气肿和肺癌。另一个限制是,我们使用主观视觉评分来评估肺气肿的严重程度,而不是一个客观的和自动化的量化方法。此外,尽管一些研究已经表明TERT-CLPTM1L轨迹功能影响端粒长度和DNA加合物的形成,因果变异在这个轨迹仍不清楚。因此,我们仅限于评估协会三个标记snp,之前确定为肺癌易感性变异,在这个轨迹,慢性阻塞性肺病和肺气肿。最后,尽管我们的分析可能是受人口异质性,我们不能应用基因组控制方法,从全基因组的数据无关的变量无关的基因并不用于这项研究。
总的来说,当前的研究的结论是,rs31489变种5号染色体上p15.33强烈、独立与支气管阻塞,肺气肿的存在和严重性,肺癌。在更一般的层面上,这些数据支持了假设肺癌、支气管阻塞和肺气肿有共同的遗传基础。此外,本研究提出了一个有趣的假设,表明端粒缩短的遗传多样性可能至少部分解释支气管阻塞之间的联系,肺气肿和肺癌。
确认
作者感谢k . Debent c . Carremans g . celi(所有呼吸部门、大学医院Gasthuisberg KU鲁汶鲁汶,比利时),b·克拉斯和g Peuteman (VIB, VRC KU鲁汶)优秀的协助数据收集,血液取样,DNA提取和基因分型。我们还要感谢的肺功能和放射技术员Universitair Ziekenhuis鲁汶(比利时鲁汶)为他们的奉献和努力。我们也愿意承认那些评论家的建设性和有价值的评论。
脚注
可以从本文的补充材料www.www.qdcxjkg.com
支持声明
E。Wauters was supported by the Vlaamse Liga tegen Kanker and W. Janssens was supported by the Fund for Scientific Research Flanders (FWO).
感兴趣的语句
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- 收到了2010年12月4日。
- 接受2011年4月13日。
- ©2011人队