Abstract
Bukspyttkjertelkreft har vært økende betydning i Shanghai i løpet av de siste fire tiårene. Årsaken til sykdommen er fortsatt uklart. Bevis tyder på at COX-2-reaksjonsvei, en viktig komponent av inflammasjon, kan være involvert i sykdommen. Vi forsøkte å vurdere sammenhengen mellom urin prostaglandin E
2 metabolitt (PGE-M) nivå og risiko for kreft i bukspyttkjertelen. Fra en fersk populasjonsbasert case-control studie i Shanghai, ble 200 pancreatic ductal adenokarsinom tilfeller og 200 kjønns- og aldersfrekvens matchet kontroller valgt for dagens analyse. Urin PGE-M ble målt med en væske-kromatografi /masse-spektrometrisk analyse. Justert ubetinget logistisk regresjon ble brukt for å estimere odds ratio (ORS) og 95% konfidensintervall (CIS). En positiv sammenheng ble observert mellom PGE-M leve og bukspyttkjertelkreft risiko: OR = 1,63 (95% KI 1,01 til 2,63) for tredje tertile sammenlignet med første. Selv om interaksjoner ikke var statistisk signifikant, foreninger tendens til å være sterkere blant pasienter med diabetes historie (OR = 3,32; 95% KI 1.20 til 9.19) og høyere kjøttinntak (OR = 2,12; 95% KI 1.10 til 4.6). Resultatet tyder på at høyere urin PGE-M nivå kan være forbundet med økt risiko for bukspyttkjertel ductal adenokarsinom
Citation. Zhao J, Wang J, Du J, Xu H, Zhang W, Ni Q-X, et al. (2015) Urin prostaglandin E
2 metabolitten og bukspyttkjertelkreft Risiko: Case-Control Study in Urban Shanghai. PLoS ONE 10 (2): e0118004. doi: 10,1371 /journal.pone.0118004
Academic Redaktør: Christopher Heeschen, spansk National Cancer Centre (CNIO), SPANIA
mottatt: 01.11.2014; Godkjent: 05.01.2015; Publisert: 13. februar 2015
Copyright: © 2015 Zhao et al. Dette er en åpen tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Data Tilgjengelighet: All relevant data er i avisen og dens saksdokumenter filer
Finansiering: Denne forskningen ble støttet av det amerikanske National Cancer Institute (5R01CA114421, hAR), Science and Technology Commission av Shanghai kommune (08411954100, ytg) og 100 talent plan av Chinese Academy of Sciences (YG). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
kreft i bukspyttkjertelen er en av de mest dødelige kreftformer i verden [1]. I de siste 40 årene har forekomsten av denne kreftformen vært økende raskt i Kina. Blant alle kinesiske byer, har Shanghai den høyeste dødeligheten av denne sykdommen [2]. I 1973, den urbane Shanghai bukspyttkjertelkreft årlig forekomst var 3,66 per 10
5 for menn og 3.20 per 10
5 for kvinner [3], mens i 2000, prisene hadde økt vesentlig, til 11,22 og 10,93, henholdsvis [3]. Mangelen på effektive metoder for tidlig diagnose eller behandling fører til mindre enn 3% 5 års overlevelse [4]. Sigarettrøyking, familiehistorie med kreft i bukspyttkjertelen, historie av diabetes mellitus og ABO blodtype har vært knyttet til sykdommen, selv om disse faktorene forklarer bare en brøkdel av sykdommen etiologi [5,6].
Betennelse har vært antatt å spille en rolle i karsinogenese i bukspyttkjertelen [7]. Epidemiologiske studier har antydet at kronisk pankreatitt kan være involvert i noen tilfeller av kreft i bukspyttkjertelen [8]. Cyklooksygenase-2 (COX-2), et hovedenzym i inflammasjon, har vist økt protein-ekspresjon i bukspyttkjertelen celler under flertrinns progresjon av kreft i bukspyttkjertelen [9] og øket mRNA-nivå i bukspyttkjertelkreft i forhold til tilstøtende nontumor vev [10,11] . Ikke-steroide antiinflammatoriske midler (NSAIDs) er hemmere av COX enzymer og deres tumorsupressorproteinene effekt på kreft i bukspyttkjertelen har blitt observert i begge vitro studier [10,12,13] og noen epidemiologiske studier [14,15]. I løpet av inflammasjon, COX-2 omdanner arakidonsyre til PGE
2, som kan fremme tumorutvikling gjennom hemming av apoptose, reduksjon av cellemediert immunitet, eller stimulering av angiogenese [16,17].
Siden pankreasvevet er vanskelig å få tilgang direkte, utvikling av ikke-invasive teknologier, inkludert biomarkører i perifert blod, bukspyttkjertelsaft eller urin, kan legge til rette for tidlig påvisning av sykdommen [6]. Prostaglandin E
2 metabolitt (PGE-M) er urin metabolitt av PGE
2, og den kan anvendes som en indeks for systemisk PGE
2 produksjon
. Flere studier har observert at høye nivåer av urin PGE-M har blitt assosiert med øket risiko for kreft i tykktarm og endetarm [18-20], mage [21] og bryst [22,23], som tyder på at urin PGE-M velde være assosiert med andre inflammasjonsrelaterte krefttyper, inkludert kreft i bukspyttkjertelen. Vår studie forsøkte å utforske sammenhengen mellom urin PGE-M nivåer og bukspyttkjertelkreft risiko i en case-control studie utført i urbane Shanghai.
Materialer og metoder
Study befolkningen
Den aktuelle studien ble gjennomført innenfor en eksisterende case-control studie av kreft i bukspyttkjertelen som har blitt beskrevet tidligere [24,25]. Kort fortalt ble den overordnede case-control studie fra desember 2006 til januar 2011 i urbane Shanghai. Fagene rekruttert var Shanghai innbyggere i alderen mellom 35 og 79 år. En «instant innrapporterte tilfeller system» ble brukt til å identifisere tilfeller i 37 store sykehus. Totalt ble 1241 pasienter nylig diagnostisert med kreft i bukspyttkjertelen rapporteres til Shanghai Cancer Institute. Av disse pasientene, 149 (12%) var ikke i stand til å bli kontaktet eller nektet å delta, og 184 (14%) ble ekskludert på grunn av diagnoser av godartede svulster eller ikke-bukspyttkjertelen primærvalg, som forlot 908 bekreftet bukspyttkjertelen kreftpasienter i studien. Blant dem var 311 tilfeller histologisk bekreftet som bukspyttkjertel duktalt adenokarsinom ifølge WHO klassifisering av svulster i fordøyelsessystemet. For kontroller, ble 1.653 kandidater tilfeldig valgt fra Shanghai Beboere Registeret kontaktet. Blant disse ble 586 (35%) utelukkes for andre ondartede sykdommer (94), deceasing (30) og avvisning (462) og det var 1067 kandidater rekruttert som kontroller. Alle deltakerne ble intervjuet i person til å samle inn informasjon om røyking, familiehistorie med kreft, personlige medisinske tilstander, kosttilskudd inntak og flere andre faktorer. Body mass index (BMI, vekt /høyde
2) ble beregnet ut fra rapporterte høyde i en alder av 21 og kroppsvekt av et år før intervjuet. Deltakerne ble bedt om å beholde natten urin fra 20:00 til neste 08:00 og urin ble samlet inn før eventuell behandling. 12-timers urinprøver ble samlet i sterile kopper som inneholder 1g askorbinsyre og 5 mg EDTA. Prøvene ble holdt på is (4 ° C) for transport til laboratoriet og behandlet innen en time til langtidslagring ved -80 ° C.
For dagens analyse, 200 ductal adenokarsinom tilfeller med patologi diagnoser var tilfeldig valgt fra den overordnede case-control studie. To hundre foreldre-studien kontroller var tilfeldig frekvens tilpasset de 200 tilfeller på kjønn og alder. Denne studien ble godkjent av institusjonelle forsøkspersoner gjennomgang styrene i Shanghai Cancer Institute og Yale University, og alle deltakerne gitt skriftlig informert samtykke.
PGE-M måling
Væskekromatografi /masse spektrofotometrisk analyse (LC /MS /MS) ble benyttet for å måle nivåer av urin-11-α-hydroksy-9,15-diokso-2,3,4,5-tetranor-prostande-1,20-dioicacid (PGE-M) , hovedmetabolitten av PGE
2. Metoden er blitt beskrevet tidligere [26]. I korthet, 0,5 ml urin med 15,0 ul (200 ng /ml) av deuterert indre standard (PGE-M-d6) ble justert til pH 3 med HCl, og PGE-M i prøven ble omdannet til sitt
O
-methyloxime derivat med methyloxim HCl. Etter at urinprøver ble inkubert i et 37 ° C vannbad i 30 minutter, ble SepPak plus-C18 anvendt for å ekstrahere methyloximed PGE-M under anvendelse av etylacetat som elueringsmiddel. Eluatet ble deretter inndampet til tørrhet, og residuet ble oppløst på nytt i 80.0μL av rekonstituert mobil fase oppløsning. Analysen ble utført ved væskekromatografi (Phenomenex Kinetex-C18-kolonne) festet til en MDS Sciex API-4000 massespektrometer med ESI-probe. For endogene PGE-M, det dominerende produkt ion, m /z 336 representerer [M- (OCH
3 + H
2o)], og det analoge ion, m /z 339 [M- (OC [
2 H
3] + H
2o)] for deuterert intern standard, ble overvåket i valgte reaksjon overvåking modus (SRM). Kvantifisering av endogent PGE-M anvendes, er forholdet av massen kromatogram topparealene av M /z 336 og 339 ioner. Urin kreatinin nivåer ble målt ved hjelp av et Olympus AU5400 klinisk kjemi analysator med 0,1 ml urinprøver. De 400 prøver ble testet i fem grupper. Førti kvalitetskontroll (QC) prøver (10%) fra en enkelt prøve ble tilfeldig fordelt blant de test-prøven grupper. Den laborant ble blindet til sak /kontroll og QC prøve status. Koeffisientene til variasjon for PGE-M og kreatinin av QC prøvene var 4,3% og 3,7%, respektivt. CV for QC prøven PGE-M korrigert av kreatinin var 4,8%. En prøve resultat var under den nedre grensen for måling (0.2ng /ml) og ble tildelt den laveste PGE-M nivå gruppe for analysen.
Statistiske analyser
t-test for kontinuerlige variabler og chi-kvadrat test for kategoriske variabler ble brukt for å undersøke forskjeller i grunnleggende egenskapene mellom saker og kontroller. Urin PGE-M nivåene ble standardisert av urin kreatinin verdier og ble uttrykt som ng /mg kreatinin. Som fordelingen av PGE-M var høyre skjev, verdier var log
10 forvandlet til analyse av kontinuerlige trender. Forsøkspersonene ble klassifisert i tertiles henhold til PGE-M fordeling i kontroller, med lavest tertile som referansegruppen. Vi har benyttet to metoder for å velge kovariatene som inngår i multivariable justert modeller: (1) den potensielle confounder er assosiert med kreft i bukspyttkjertelen risiko og med PGE-M nivåer og potensialet confounder endrer risikoestimatet med minst 10%; (2)
P
verdi for -2Loglikelihood test er mindre enn 0,05. I de siste modellene, bruker vi to forskjellige sett med confoundere. Basert på den tidligere metoden, brukte vi den grunnleggende modellen inkluderte kjønn og alder som confoundere. Ifølge den andre metoden, med unntak av kjønn og alder, oppnådd utdanning, familiehistorie med kreft i bukspyttkjertelen og diabetes historie var involvert i full modell. For å hindre revers kausalitet, ble diabetes historie delt inn i tre kategorier: ingen diabetes historie, selvrapportert diabetes diagnostisert mindre enn 3 år før intervju og diagnostisert minst 3 år før intervjuet
For å utforske kombinerte effekter og modifikasjon. effekter av noen
a priori
risikofaktorer på sammenhengen mellom PGE-M og bukspyttkjertelkreft risiko, ble stratifisert analysene utført av kjønn, historie av diabetes mellitus, kjøtt inntak, grønnsaker /frukt inntaket og nåværende aspirin bruk m.fl. . Kontinuerlige variabler ble klassifisert i høy
vs
lav nivåer basert på mediannivået i kontroller. Interaksjoner ble evaluert med log likelihood ratio statistikken. Alle analyser ble utført med SAS 9.3-programvaren og all
P
-verdier er tosidig.
Resultater
Grunnleggende kjennetegn ved case og kontrollpersoner er gitt i tabell 1. saker og kontroller var lik i kroppsmasseindeks, røyking eksponering, familiehistorie med kreft, pankreatitt, grønnsaker /frukt inntak, kosttilskudd energitetthet, vanlig grønn te drikking, og dagens bruk av aspirin. Sammenlignet med kontroller, tilfeller hadde høyere utdanning og større kjøttinntak, og var mer sannsynlig å ha slektshistorier av kreft i bukspyttkjertelen, personlige historier diabetes og høyere PGE-M nivåer. Blant alle de 200 tilfellene, 177 (88,5%) personer var i scenen.
I grunnmodellen, sammenlignet med den laveste tertile, det høyeste nivået av urin PGE-M var assosiert med økt risiko for kreft i bukspyttkjertelen, med odds-ratio (OR) estimat av 1,63 (95% CI 1,01 til 2,63) (tabell 2). Med hensyn til full modell, oppnådd utdanning, familiehistorie med kreft i bukspyttkjertelen og diabetes historie ble ikke funnet å endre størrelsene av foreningen for PGE-M (tabell 2).
Vi har utforsket den kombinerte effekter av PGE-M og flere a priori risikofaktorer på bukspyttkjertelkreft risiko, herunder kjønn, diatetes status (ja og nei), inntak av kjøtt og frukt /grønnsaker (høy og lav), og nåværende aspirin bruk (ja og nei) (fig. 1, S1 tabell). Den positive sammenhengen mellom PGE-M og bukspyttkjertelkreft risiko tendens til å være sterkere blant deltakerne som hadde diabetes historie og høyere kjøttinntak med ORS av 3,32 (95% KI 1.20 til 9.19) og 2,12 (95% KI 1.10 til 4.6), henholdsvis ( fig. 1, S1 tabell). Vi utforsket også potensielle modifiserende effekten av disse faktorene (S2 Table). Den positive forening for tertile 3 blant alle fag var fortsatt betydelig blant deltakerne som rapporterte ikke bruker aspirin: OR 1,69 (95% KI 1,02 til 2,80). Signifikante interaksjoner mellom urin PGE-M ble ikke sett på de fem faktorene (S2 Table). I tillegg, vi utforsket sammenhengen mellom urin PGE-M nivåer og risiko av kreft i bukspyttkjertelen ved stadier (S3 Table), og foreningen holdt lik for stadium II (OR = 1,76, 95% CI = 1,07 til 2,89).
Justert ORS for pancreactic kreft i henhold til de tertiles av PGE-M og diabetes status (A), kjøtt inntak (B), grønnsaker /frukt inntak (C), og nåværende aspirin bruk (D). Justert for kjønn og alder. Diabetes Historie ble ansett positiv for selvrapportert diabetes diagnostisert i minst 3 år før intervjuet.
Diskusjoner
I dagens case-control studie, observerte vi en positiv sammenheng mellom høy urin PGE-M nivå og økt risiko for kreft i bukspyttkjertelen. Den positiv sammenheng med høy urin PGE-M nivået var fortsatt betydelig etter utelukkelse av personer med nåværende aspirin bruk og sterkere hos pasienter med diabetes historie eller høyere kjøttinntak.
PGE-M er urin metabolitt av PGE
2, og dermed indirekte reflekterer blodnivåer av PGE
2. Utskilles urinmetabolitter målt ved LC /MS /MS gi svært nøyaktige indikatorer av endogen eicosanoid produksjon hos mennesker [26,27]. Oral administrering av både ikke-selektive og selektive inhibitorer av COX-2 kan resultere i lavere urin PGE-M-nivåer i friske individer, noe som tyder på at urin PGE-M kan reflektere COX-2-produksjon og aktivitet [26].
Så vidt vi vet, seks epidemiologiske studier oppdaterte har utforsket assosiasjoner mellom urin PGE-M nivåer og kreftrisiko, inkludert fire studier av gastrointestinale svulster [18-21] og to studier av brystkreft [22,23]. Både en studie på avansert /flere kolorektal adenom [19] og en studie på tykktarmskreft [18] observerte signifikante assosiasjoner mellom PGE-M og sykdomsrisiko. I en sak seriestudie, urin PGE-M nivåer hos pasienter med Crohns sykdom, tykktarmskreft og store adenomer var omtrent to ganger økt sammenlignet med pasienter som hadde små polypper eller ingen polypper [20]. For magekreft [21], ble en betydelig økende trend i risiko observert med økende PGE-M nivåer blant kvinner som hadde blitt diagnostisert innen 46 måneder etter baseline urin samlingen. For brystkreft, ble risikoen øker med urin PGE-M nivået blant postmenopausale kvinner uten NSAIDs bruk [22] eller med en BMI 25 kg /m
2 [23]. I samsvar med disse studiene, observerte vi en positiv sammenheng mellom høy urin PGE-M nivå og økt risiko for kreft i bukspyttkjertelen. Disse resultater antyder at PGE-M, muligens som en markør for inflammasjon, kan være assosiert med gastrointestinal kreft utvikling.
PGE
2 er ett av produktene av arakidonsyre katalysert av COX-2, som har blitt foreslått å spille en rolle i utviklingen av visse krefttyper [16,28]. COX-2 engasjement kan fremme kreftcelle proliferasjon, migrering, invasjon, og inhibere celle apoptose via et antall signalveier [29]. PGE
2 kan også regulere angiogenese og tumor immun-undertrykkelse i svulsten mikromiljøet [16]. Flere kliniske studier har observert at COX-2 er oppregulert i bukspyttkjertelen adenokarsinom [9-11]. COX-2-mRNA-ekspresjon var mer enn 60 gangers økning i bukspyttkjertelkreft vev sammenlignet med tilstøtende ikke-tumorvevet [30]. I hamster modell av kjemisk induserte duktalt pankreatisk adenokarsinom, det selektive COX-2-inhibitor, Celebrex, ble observert å hemme tumorvekst i levermetastaser [31]. Forskjellige epidemiologiske studier har foreslått at inhibitorer av COX-2 kan beskytte mot kreft i bukspyttkjertel [32]. Videre er ekspresjon tap av 15-hydroxyprostaglandindehydrogenase (15-PGDH), et viktig enzym som er involvert i PGE
2 degradering, blitt koblet til tumordannelse og endetarmskreft, lungekreft og overgangs blærekreft [29]. Således økte PGE
2 kan være forbundet med øket risiko for kreft, inkludert kreft i bukspyttkjertelen.
Urin PGE-M er gjenstand for påvirkning av mange faktorer. Aspirin, er en COX-2-inhibitor i forbindelse med redusert PGE-M nivåer [26]. Interessant, bare 9,5% av individer i vår studie tok aspirin regelmessig; med unntak av personer med nåværende aspirin bruk styrket den positive sammenhengen mellom PGE-M og bukspyttkjertelkreft risiko. Dette er å legge ytterligere bevis som støtter den negative sammenhengen mellom aspirin og PGE-M. Røyking status har blitt observert å være positivt assosiert med urin PGE-M nivå røykestatus, som hadde en dose-respons effekt [33]. Våre data også antydet at urin PGE-M var høyere hos kvinner røykere enn aldri røykere (median (interkvartilt): 12,71 (9,07 til 19,24)
vs
11,51 (8,77 til 16,45) ng /mg Cr). Økt BMI er assosiert med økt urin PGE-M nivå [34]. Konsekvent, i vår studie, pasienter med BMI mer enn 28kg /m
2 hadde høyere PGE-M nivå enn pasienter med BMI mindre enn 24 kg /m
2 (median (interkvartilt): 13,55 (10,76 til 18,41)
vs
11,42 (8,56 til 16,93) ng /mg Cr).
Vi utforsket også kombinerte effekten av flere a priori faktorer med PGE-M på bukspyttkjertelkreft risiko, og funnet en sterkere assosiasjon mellom fagene med høyere kjøttinntak. Kjøtt inneholder rikelig arakidonsyre [35] (den precusor av PGE
2) og økt mengde av kost arakidonsyre trolig utvidet PGE
2 formasjon [36, 37]. Derfor kan kjøtt inntak her bli assosiert med kreft i bukspyttkjertelen gjennom PGE
2, som garanterer videre forskning. Vi har også observert en signifikant sammenheng mellom PGE-M og bukspyttkjertelkreft blant personer med diabetes, som var rimelig siden diabetes var en viktig risikofaktor knyttet til kreft i bukspyttkjertelen [38].
Vår studie har flere sterke sider. De diagnoser av alle tilfeller ble validert av et panel på fem kliniske eksperter som brukte patologi rapporter, patologi lysbilder og /eller bildemateriale som minimerte feilklassifisering av krefttilfeller. Videre ble bare duktale bukspyttkjertelen adenokarsinom pasienter involvert i vår studie, noe som økte homogenitet av sykdommen studerte.
Et par potensielle begrensninger av denne studien bør også vurderes. For det første, som en case-control studie, kan vår analyse være gjenstand for omvendt kausalitet, hvor tilstedeværelsen av bukspyttkjertelsvulster kan teoretisk øke serumnivåer av PGE
2. Vi har imidlertid ikke observere nevneverdig variasjon i urin PGE-M i henhold til sykdom scenen. Dernest ble stratifisert analysene av scenen begrenset av makt siden 88,5% av tilfellene var i stadium II. Videre studier med større utvalg er nødvendig. For det tredje kan aspirin eller NSAID behandling på tidspunktet for intervjuet påvirke urin PGE-M nivåer. Men det var bare 18 tilfeller og 20 kontroller rapporterte nåværende aspirin-bruk i denne studien, og foreningen var fortsatt statistisk signifikant etter eksklusive disse personene.
I sammendraget, antyder studien at høyere nivåer av urin PGE -M kan være forbundet med økt risiko for kreft i bukspyttkjertelen. Store prospektive studier vil være nyttig for videre utforskning.
Hjelpemiddel Informasjon
S1 Table. Kombinerte effekten av PGE-M og noen
a priori
faktorer på risikoen for kreft i bukspyttkjertelen
doi:. 10,1371 /journal.pone.0118004.s001 plakater (docx)
S2 Table. Association of urin PGE-M nivåer og risiko for kreft i bukspyttkjertelen av potensielle modifikatorer
doi:. 10,1371 /journal.pone.0118004.s002 plakater (docx)
S3 Table. Association of urin PGE-M nivåer og risiko for kreft i bukspyttkjertelen i ulike kreft stadier
doi:. 10,1371 /journal.pone.0118004.s003 plakater (docx)
Takk
Vi uttrykker vår oppriktige takknemlighet til alle deltagerne og forskere involvert i Shanghai Bukspyttkjertelkreft kreft~~POS=HEADCOMP case-control studie. Vi takker Lu Søn fra Shanghai Cancer Institute for hennes hjelp i prøvetakingen. Vi takker også Hong-Xing Xu og Shaojie Ma for å få hjelp i prøveopparbeidelse. Vi er takknemlige for hjelp fra professor Huiyong Yin ved Institutt for Nutritional Sciences, Chinese Academy of Sciences, for PGE-M målinger konsultasjon.
