摘要
我们的目的是研究血清25-羟维生素D (25(OH)D)水平与肺癌总体发生率和组织学类型之间的潜在因果关系。
我们使用挪威前瞻性队列研究进行了孟德尔随机分析,包括5480名个体和676例肺癌病例。基于维生素D增加等位基因rs2282679、rs12785878和rs10741657生成25(OH)D等位基因评分。肺癌发病率和组织学类型的危险比(95%置信区间)与等位基因评分相关。使用汇总的单个单核苷酸多态性数据的反方差加权方法被用于计算孟德尔随机化估计。
等位基因分数占血清25(OH)D水平变异的3.4%。等位基因评分与肺癌入射之间没有关联,每位等位基因评分为HR 0.99(95%CI 0.93-1.06)。一个25nmol·L.-1遗传确定的25(OH)D水平的增加与整体肺癌的发生率无关(孟德尔随机化估计HR 0.96,95%CI 0.54-1.69)或任何组织学类型。
孟德利安随机化分析并未表明该基于人群的队列研究中的25(OH)D水平和肺癌总体或组织学类型的因果关系。
摘要
孟德尔随机研究未表明血清25-羟维生素D与肺癌风险之间的因果关系http://ow.ly/uoj630jgvh1.
介绍
维生素D被认为具有多种抗癌潜力,如刺激分化、诱导凋亡和抑制侵袭和转移[1那2].关于维生素D循环与各种癌症之间关系的流行病学研究显示了不一致的结果[3.], [4.].肺癌几十年来一直是全球最常见的癌症类型,也是最致命的癌症[5.].肺癌的主要组织学类型为小细胞肺癌、腺癌和鳞状细胞癌[6.].腺癌是许多国家最常见的肺癌组织学类型[7.].与小细胞肺癌和鳞状细胞癌不同,吸烟和腺癌之间的联系要弱得多[8.].因此,需要识别除烟草吸烟以外的危险因素,以进一步预防肺癌总体和某些组织学类型。
两项观察性队列研究的荟萃分析表明,血清维生素D与肺癌风险总体呈负相关[9.那10].然而,由于混杂和反向因果关系的潜在偏差,传统的观察性流行病学研究识别因果关系的能力有限[11].虽然精心设计的预期队列研究可以降低逆转因果的可能性,但在观察研究中,残余和未测量的混淆是不可避免的。然而,已建议孟德利安随机化研究能够克服这些限制,并有助于对有关健康的危险因素进行可改变危险因素的因果推论,条件是满足关键假设[11那12].
因此,我们进行了一项孟德尔随机化研究,使用三个单核苷酸多态性(SNPs)作为血清25-羟基维生素D (25(OH)D)的工具变量,维生素D的主要循环形式,在一项基于人群的前瞻性队列研究中,探讨血清25(OH)D水平与肺癌总体发生率和不同组织学类型的潜在因果关系。
材料与方法
研究人群和数据关联
北特伦德拉健康研究(HUNT)是挪威一项以人口为基础的大型健康研究,包括三项独立调查:HUNT1(1984-1986年)、HUNT2(1995-1997年)和HUNT3(2006-2008年)。目前的研究基于HUNT2的数据,其中65 227名年龄≥20岁居住在Nord-Trøndelag县的受试者参与(应答率70%)。所有参与者都完成了一份包括健康、生活方式和社会经济状况问题的一般问卷。在临床检查时抽取血样,测量体重和身高。HUNT研究中心从挪威国家登记处收到了关于HUNT参与者因各种原因死亡和移民的最新信息,其中记录了居住在挪威的所有人的这类事件的日期。
利用挪威所有居民独有的11位个人识别号码,HUNT2参与者的数据与挪威癌症登记处(www.kreftregisteret.no.).使用国际疾病和相关健康问题统计分类第十版地图学代码C33-C34来识别HUNT2研究参与者中发生的肺癌病例。肺癌的组织学类型根据国际肿瘤学疾病分类[13].HUNT2的参与者从参与之日起至肺癌诊断、死亡、移民或随访结束之日(2014年12月31日),以先发生者为准。
在HUNT2调查问卷中,我们排除了基线时曾患过癌症的受试者(n=2400)、HUNT2研究中在参与日期前诊断的肺癌患者(n=13)和没有基因型信息的受试者(n=8234),在分析队列中留下5480名受试者。此外,在HUNT2参与者中随机抽取10%的样本(n=6613)作为检测血清25(OH)D的亚群。在进一步排除无血清和基因型信息的个体后,5546个个体仍然在分析亚队列中。
血清25(OH)D水平的测量和标准化
血清25(OH)D水平被广泛认为是衡量体内维生素D状况的最佳指标[14那15].在HUNT生物库使用lias25oh维生素D TOTAL (DiaSorin, Saluggia,意大利),一种全自动、基于抗体的化学发光分析法测定血清25(OH)D水平。检测范围为10-375 nmol·L-1.由于挪威的高纬度地理位置,25(OH)D水平预计会出现季节性波动,因此使用基于抽血月份的余量模型来计算季节标准化的25(OH)D水平(nmol·L)-1)该主题的年平均值为25(ob)d [16].季节标准化25(OH)D是使用R版本3.4.2中的cosinor版本1.1包计算的(www.r-project.org.).
基因分型和输入snp和等位基因得分作为工具变量
从Hunt2中收集的血液样品中分离DNA并储存在亨特生物汉。基因分型使用豪华Xome(Illumina,San Diego,CA,USA)阵列进行,如其他地方所述[17].使用Minimac3版本2.0.1对最近欧洲血统的样本进行归样(http://genome.sph.umich.edu/wiki/Minimac3) [18]来自由单倍型参考联盟面板释放版本1.1构建的合并参考面板[19]和基于2201个全基因组测序的狩猎参与者的本地参考面板[20.].根据两项被广泛引用的全基因组关联研究,我们总共选择了三个位于维生素D合成和代谢基因或附近的snp作为血清25(OH)D的工具变量[21那22]: rs2282679 (GC), rs12785878 (NADSYN1/dhcr7.)和rs10741657(CYP2R1).关于rs6013897的信息包含在W盎et al。[22], HUNT研究中没有其代理snp;然而,该SNP对25(OH)D水平的影响最弱[22那23].效果等位基因(25(OH)D-增加等位基因编码为1,另一个等位基因编码为0(RS2282679:T = 1; RS12785878:T = 1; RS10741657:A = 1)。产生25(OH)D等位基因评分,这是RS2282679,RS12785878和RS10741657的效果等位基因数量的总和,以增加分析的统计功率[24].R2-计算这三个snp之间的连锁不平衡值[25].
统计分析
采用线性回归计算f -统计量和R2- snp或等位基因评分与季节标准化25(OH)D水平之间的值。f统计量>10的值表明snp或等位基因得分是有效的工具变量[11].线性回归用于估计等位基因评分和连续协变量之间的关联,以便测试仪器变量与血清25(OH)D和肺癌之间关联的潜在混淆相关的假设;物流回归用于二元协变量的相应分析。为了测试血清25(OH)D之间存在因果关系,以及肺癌的风险,我们使用COX比例危害回归来计算危险比率为肺癌总体或组织学类型的发病率为95%的置信区间等位基因分数。年龄被用作模型中的时间尺度。对所有SNP和等位基因评分满足比例危害假设。在分析中估算特定组织学类型的风险,所有其他亚型在诊断之日被审查。
为了计算血清25(OH)D对肺癌风险的孟德尔随机估计,我们从亚队列(n=5546)的季节标准化25(OH)D水平的单个snp的线性回归中生成了系数和标准误差的汇总数据,以及系数(ln(风险比))和Cox回归中单个SNPs对整个队列或一个组织学类型的肺癌风险的标准误差(n= 5480)。采用逆方差加权(IVW)和基于中位数的方法汇总数据,计算肺癌总体和组织学类型血清25(OH)D的孟德尔随机估计[26].因果效应的IVW估计结合了固定效应元分析模型中使用每个遗传变异的比率估计[27].为了检测多向性,我们使用MR-Egger来计算截距和95%置信区间[28].此外,我们使用SNPs测试了异质性一世2和Cochran的Q统计。为了测试我们发现的稳健性,我们使用从先前的联盟研究(N~35 000)的SNP-25(OH)D关联的总结数据进行了两个样本的孟德尔随机化作为敏感性分析。23].
使用R版本3.4.2中的孟德尔随机化版本0.2.2软件包对单个snp的汇总数据进行分析。所有其他统计分析采用Stata/SE版本14.2 (StataCorp, College Station, TX, USA)。
道德
该研究得到了挪威区域委员会的医疗和健康研究道德的批准。所有参与者都在参与狩猎和针对以前的狩猎调查和具体注册管理机构的追捕时提供了知情同意。
结果
在中位随访18年期间,5480名队列参与者中共诊断出676例肺癌病例。表1显示了HUNT2研究中队列(n=54 580)和亚队列(n=5546)的基线特征分布。总体而言,队列和亚队列之间的基线特征分布相似。补充表S1呈现了HUNT2研究中25(OH)D等位基因评分中包含的snp特征。没有证据表明这三个单核苷酸多态性偏离哈迪-温伯格平衡。等位基因频率与1000个基因组3期数据一致(www.internationalgenome.org.).R2- 三个SNP之间的连接不平衡为<0.1。
F统计和r2- SNP/等位基因评分与季节标准化25(OH)D水平之间的值表2.SNP rs2282679具有最高的f统计量和R统计量2-值,显示为4.0 nmol·L-1每个效应等位基因增加25(OH)D。25(OH)D等位基因评分的f -统计量为197,占血清25(OH)D水平变异的3.4%。等位基因评分和潜在混杂因素之间的关联在补充表S2.一般来说,考虑到多次测试,没有观察到的明确关联。
表3表明,25(OH)D等位基因评分与整体肺癌的发病率无关,每个等位基因评分为HR 0.99(95%CI 0.93-1.06)。等位基因评分与任何组织学类型的肺癌风险之间没有明确的关联。基于孟德尔随机化估计使用IVW方法或加权中值方法,几乎没有证据表明遗传确定的季节标准化25(OH)D与肺癌的风险或任何组织学类型有关(表4和图1).使用IVW方法,肺癌的孟德尔随机评估HR为0.96 (95% CI 0.54-1.69) / 25 nmol·L-1基因决定的25(OH)D水平增加
如图所示表4那一世2Cochran的Q统计数据显示了SNP之间的异质性(一世20.00,95%CI 0.00-0.24;P.=肺癌总体为0.87)。总体而言,MR-Egger方法截距的p值为0.79(截距−0.03,95% CI−0.25-0.19),表明这些snp没有实质性的多效性影响(表5).
孟德尔随机化估计,在两样本的孟德尔随机化中,基因确定的25(OH)D水平与肺癌和组织学类型的风险增加10%补充表S3和S4以及补充图S1敏感性分析。两样本孟德尔随机化的所有估计与原始分析得出的估计相似。
讨论
主要发现
在孟德尔随机分析一项以人群为基础的前瞻性队列研究中,包括5480名受试者,我们发现血清25(OH)D水平与肺癌、小细胞肺癌、腺癌或鳞状细胞癌发病率之间没有因果关系的实质证据。
与其他研究比较
目前的孟德尔随机化研究的发现与来自观察研究的两个荟萃分析的结论不一致[9.那10].meta分析的结果可能在很大程度上是受一项大型队列研究的推动,该研究显示25(OH)D水平与肺癌发病率呈负相关[29],而其他人则没有关联[9.那10].目前的研究也与我们自己在同一队列中的观察研究结果不一致,该研究显示,较低的25(OH)D水平与较低的腺癌风险相关,尤其是在肥胖个体中[30.].目前的孟德尔随机化分析符合我们的推测,即肥胖或肥胖相关因素的残余混杂可能导致观察结果有偏差[30.].
很少有孟德尔随机化研究探索循环维生素D水平与肺癌风险之间的潜在因果关系。我们的发现与Dimitrakopoulouet al。[31他使用了一个包括大量肺癌病例(n=12 537)的联盟(the Lung - international Lung Cancer consortium (TRICL-ILCCO))的汇总数据。在假设有足够的统计能力来检测中度影响后,他们发现循环维生素D浓度与肺癌和某些组织学类型(腺癌和鳞状细胞癌)的风险之间没有因果关系[31].虽然结论是一样的,但我们的研究与Dimitrakopoulou等.[31]在研究设计中。我们的研究调查了一项基于同质人群的前瞻性队列研究,随访时间长,而TRICL-ILCCO主要包括来自不同地理区域和种族的病例对照研究(http://ilcco.iarc.fr.).选择偏倚在病例对照研究中比在前瞻性队列研究中更有可能出现,孟德尔随机研究中的幸存者偏倚最近被作为方方法论问题进行了讨论[32].然而,我们需要注意的是,无论随访时间如何,孟德尔随机化研究中的因果效应估计通常都反映了终生风险。
优势和局限性
目前的研究是首批使用长期前瞻性人群研究的孟德尔随机分析之一,以调查血清25(OH)D水平与肺癌风险和组织学类型的相关性。挪威癌症登记处关于肺癌诊断的信息几乎完整且相当准确[33].然而,许多病例的亚型未知,导致组织学类型分析的统计能力有限。
与观察性研究相比,孟德尔随机化研究在满足研究假设的情况下不容易出现反向因果关系和未经测量的混淆。我们进行了单样本孟德尔随机化(在一个相当大的亚队列中测量血清25(OH)D水平)和双样本孟德尔随机化(作为敏感性分析)。尽管两样本孟德尔随机化在获得MR-Base (www.mrbase.org),单样本孟德尔随机化仍有其优势,例如直接检验孟德尔随机化的重要假设。F统计和r2-从25(OH)D水平上的SNP/等位基因评分的回归值表明,在本研究中暴露的工具变量有足够的强度。本研究中使用的三个snp解释的25(OH)D变异较大(3.4%)与1.9%),而Vimaleswaranet al。[23].我们还可以调查SNP/等位基因评分与广泛测量和报告的基线特征之间的关联。尽管这些仪器可能仍与未测量的混杂因素有关,但它们与重要的混杂因素如HUNT2中的吸烟和社会经济地位无关。孟德尔随机化的最后一个重要假设是,工具(SNP或等位基因评分)应该只与感兴趣的结果(肺癌)相关通过暴露(循环维生素D水平)。我们发现根据MR-Egger测试没有违反这一必要的假设,但遗传仪器的较少可能具有相对较低的功率来检测水平胸膜功能[28].
这项研究有几个潜在的限制。Hunt2中的非公共侵害是人口的30%。随着狩猎研究的参与者被证明与非唾液体更健康,我们的调查结果可能与挪威人群的真实情况不同[34].应用孟德尔随机化分析是基于暴露-结果关系是线性、剂量-反应关系的假设[11].由于缺乏二元结果的方法,我们无法调查孟德尔随机化中的非线性关联[35],而循环25(OH)D水平和健康结果之间的许多报告的关联是非线性的[30.那36].该研究的样本量可能不足以揭示维生素D基于孟德尔随机化估计的广泛置信区间对维生素D对肺癌风险的弱势效应,但我们队列的样本量似乎足以检测风险因素对肺癌的影响很大,如吸烟(补充表S5).此外,我们的结果与上述孟德尔随机化研究的无效结果一致,该研究报告了病例对照设计的充分研究力量[31].尽管如此,财团包括来自欧洲人口的前瞻性研究的数据,并有权进一步调查孟德尔随机化分析中维生素D对肺癌的因果关系。孟德利安随机化研究也呼吁亚洲和中东地区,其中据报道群体的维生素D水平低于欧洲的人群[37].此外,正在进行的大型临床试验的结果有望澄清维生素D与癌症和其他不良后果的因果关系,特别是在干预前维生素D水平低的个人[38那39].
结论
总之,孟德尔随机化分析表明,血清25(OH)D水平与肺癌总体或组织学类型在基于人口的预期队列研究中的风险没有因果关系。
补充材料
补充材料
请注意:补充材料不是由编辑部编辑的,而是由作者提供的。
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确认
Nord-Trøndelag卫生学习(亨特)是亨特研究中心(医学和医学院,挪威理工大学(NOTNU),Nord-Trøndelag县议会和挪威公共卫生研究所的合作。作者尤其感谢亨特研究中心实验室人员,用于测量血清25(OH)D水平。
脚注
本文提供了补充材料www.qdcxjkg.com
免责声明:该研究已经使用来自挪威癌症登记处的数据。这些数据的解释和报告是作者的唯一责任,挪威癌症登记处没有应对,也不应该被推断出来。
作者贡献:Y-Q.太阳,陈和x-m。MAI促成了研究设计。X-M。MAI为数据收集做出了贡献。y-q。太阳,下午Brumpton,C.Bonilla,S.J.刘易斯,伯尼塞和X-M。MAI有助于孟德尔随机化的统计分析。 Y-Q. Sun conducted statistical analyses, interpreted results and wrote the initial draft of the manuscript. B.M. Brumpton, C. Bonilla, S.J. Lewis, S. Burgess, F. Skorpen, Y. Chen, T.I.L. Nilsen, P.R. Romundstad and X-M. Mai participated in the data interpretation and helped to write the final draft of the manuscript.
利益冲突:Y-Q。在研究期间,Sun报告挪威癌症会(项目ID 5769155-2015)的补助金。下午在研究期间,在研究期间,Brumpton报告了联络委员会的教育,研究和创新委员会的补助金。
支持声明:Y-Q。Sun和这项工作得到了挪威癌症协会(项目ID 5769155-2015)和挪威研究委员会“Gaveforsterkning”的支持。B.M. Brumpton是由挪威中部教育、研究和创新联络委员会的研究拨款(46055500-10)资助的。K.G. Jebsen遗传流行病学中心由Stiftelsen Kristian Gerhard Jebsen、挪威科技大学(NTNU)医学和健康科学学院和挪威中部地区卫生局资助。本文的资金信息已存入Crossref资助者注册表.
- 已收到2018年2月14日。
- 公认2018年4月22日。
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