Abstract
Bakgrunn
Genetiske varianter i nikotin acetylkolin reseptor og alkohol metabolisme gener har blitt assosiert med tilbøyelighet til å røyke tobakk og drikke alkohol, henholdsvis, og også innblandet i genetisk mottakelighet for hodet og halskreft. I tillegg til røyking og alkohol, tobakk tygge en viktig munnhulekreft risikofaktor i India. Det er ikke kjent om disse genetiske variantene påvirke tilbøyelighet eller munnhulekreft mottakelighet i sammenheng med denne distinkte etiologi.
Metoder
Vi undersøkte 639 muntlige og svelget krefttilfeller og 791 kontroller fra to case- kontroll studier utført i India. Vi undersøkte seks varianter kjent for å påvirke nikotinavhengighet eller alkohol metabolisme, inkludert rs16969968 (
CHRNA5)
, rs578776 (
CHRNA3)
, rs1229984 (
ADH1B
), rs698 (
ADH1C
), rs1573496 (
ADH7
), og rs4767364 (
ALDH2
).
Resultater
CHRN
varianter ble assosiert med antall tygger hendelser per dag, inkludert i de som tygget tobakk, men aldri røykt (P = 0,003, P = 0,01 for rs16969968 og rs578776 henholdsvis). Tilstedeværelse av varianten allelet bidratt til ca 13% forskjell i tygge frekvens sammenlignet med ikke-bærere. Mens ingen sammenheng ble observert mellom rs16969968 og oral cancer risiko (OR = 1,01, 95% KI = 0.83- 1.22), rs578776 ble beskjedent assosiert med en 16% redusert risiko for kreft i munnhulen (OR = 0,84, 95% KI = 0.72- 0.98 ). Det var lite bevis for sammenheng mellom polymorfismer i gener som koder for alkohol metabolisme og kreft i munnhulen i denne populasjonen.
Konklusjon
Sammenhengen mellom rs16969968 og antall tygge hendelser innebærer at effekten på røyking tilbøyelighet konferert av dette genet variant strekker seg til bruk av snus
Citation. Anantharaman D, Chabrier A, Gaborieau V, Franceschi S, Herrero R, Rajkumar T, et al. (2014) genetiske varianter i nikotinavhengighet og alkohol metabolisme Genes, Oral Cancer Risk og tilbøyelighet til å røyke og drikke alkohol: A Replication Study in India. PLoS ONE 9 (2): e88240. doi: 10,1371 /journal.pone.0088240
Redaktør: Qing-Yi Wei, Duke Cancer Institute, USA
mottatt: 07.10.2013; Godkjent: 08.01.2014; Publisert: 05.02.2014
Copyright: © 2014 Anantharaman 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
Finansiering:. The International oral cancer studien ble finansiert av International Agency for Research on Cancer. Den Mumbai Studien ble støttet av Institutt for bioteknologi, Government of India (BT /PR 2277/09/333/2000). The National Institute of Dental og kraniofaciale forskningsstipend finansiert laboratorieanalyser for denne studien (R03 DE020116). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av dette manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Kreft i munnhulen og svelget bidra til nesten 400 000 nye tilfeller hvert år over hele verden, mer enn halvparten av disse forekommer i India. Hvert år over 200000 dør av sykdommen, og i løpet av en tredjedel av disse dødsfall forekommer i India [1]. Tobakksbruk og alkoholbruk er de viktigste etablerte risikofaktorer for kreft i munnhulen, med bruk av snus er spesielt viktig i den indiske befolkningen [2]. Eksponering for humant papillomavirus blir stadig viktigere for kreft i orofarynx [3], [4].
Genome-wide assosiasjonsstudier (GWAS) har blitt identifisert sykdom mottakelighet loci til ulike komplekse sykdommer [5]. Lungekreft GWAS og nikotinavhengighet studier har identifisert 15q25 locus husing nikotin acetylkolin reseptor (
CHRN)
genet klynge [6] – [8]. Disse gener koder for reseptorer uttrykt i neuronal og andre epitelceller som binder seg til nikotin og nikotinderivater [9], [10]. To
CHRN
reseptor subenhet varianter, rs16969968 og rs578776 har vært konsekvent assosiert med lungekreft og røykevaner i flere populasjoner [11] – [15]. Homozygot bærere av rs1669968 sjeldne allel er rapportert å røyke ca 1,2 sigaretter mer per dag [13]. Videre har denne varianten også vært forbundet med økt risiko for Øvre Aero-fordøyelseskanalen (UADT) kreft. UADT kreft GWAS og kandidat gen assosiasjonsstudier har identifisert genetiske varianter i 4Q (rs1229984, rs698, rs1573496) og 12q (rs4767364) loci som inneholder gener som er involvert i alkohol metabolisme [16], [17]. Balansen mellom alkohol dehydrogenase og aldehyd-dehydrogenase-aktivitet er blitt foreslått for å regulere blodkonsentrasjoner av acetaldehyd som bestemmer den ubehagelige symptomer assosiert med alkoholforbruk, og dermed påvirker evnen til å konsumere alkohol og potensielt kreftrisiko [18], [19]. De alkohol og aldehyd dehydrogenase gener (
ADH og ALDH, etter henholdsvis) har vært forbundet med hode- og halskreft risiko [16], [17], [20]. Selv om alkohol er en viktig og etablert risikofaktor for kreft i munnhulen i India [21] – [24], er det en sparsommelige data om sammenhengen mellom
ADH Hotell og
ALDH2
varianter i denne befolkning.
i denne studien vi forsøkte å (i) avgjøre om sammenhengen mellom
CHRN
varianter og tilbøyelighet til røyk strekker til røykfrie former for tobakksbruk (ii) undersøke om
CHRN
genetiske varianter innflytelse mottakelighet for munnhulekreft risiko i India, (iii) klargjøre sammenhengen mellom potensielle årsaks variantene i 4q23 (
ADH) Hotell og 12q (
ALDH2)
locus og risikoen for kreft i munnhulen i India.
Materialer og metoder
Etikk uttalelse
Skriftlig informert samtykke ble innhentet fra alle deltakerne. IARC multisenterstudie ble godkjent sentralt av Cancer Institute Etisk Komité i Chennai, India og den totale studie ble godkjent av IARC Ethical Review Committee ved International Agency for Research on Cancer (IARC), Lyon, Frankrike. Den Mumbai Studien ble godkjent av Hospital Ethics Committee av Tata Memorial Hospital Cancer Research Institute ved Mumbai, India
Study beskrivelse
Denne analysen benyttes saker og kontroller fra to tidligere gjennomførte studier i India. Det internasjonale multisentermunnhulekreft studie (IARC studien), og Mumbai studien. IARC studien ble koordinert av International Agency for Research on Cancer (IARC) over ni land i løpet av 1996 til 1999. Studien rekrutterte tilfeller og kontroller fra tre sentre over hele India, inkludert Bangalore, Chennai og Trivandrum. Tilfeller ble histologisk eller patologisk bekreftet primære kreft i munnhulen og oropharynx. Sykehus baserte kontroller, ett for hvert tilfelle frekvens matchet for alder (5 års periode), ble sex og sentrum rekruttert. Den totale studiedeltakelsen var 93%, detaljer har blitt beskrevet andre steder [25] – [27]. Den Mumbai Studien ble gjennomført ved Cancer Research Institute, Avansert senter for behandling, forskning og utdanning i Cancer ved Tata Memorial Center, i løpet av 2001 til 2004. Tilfeller ble histologisk bekreftet diagnose på munnhulen kreft og hensiktsmessige kontroller, frekvens matchet for alder ( 5 års intervaller), ble kjønn og tobakksvaner rekruttert fra Tata Memorial sykehus blodbank og nærliggende tannklinikker [28]. Livsstil og demografiske data ble samlet inn ved personlig intervju i begge studiene.
Laboratoriemetoder
Genomisk DNA ble ekstrahert fra blodprøver som bruker QIAamp 96 DNA Blood Kit (Qiagen, Hilden, Tyskland), eller med Puregene kjemi (Gentra Systems, Minneapolis, Minnesota, USA) på en Autopure instrument (Gentra Systems) i IARC studien. I Mumbai studien ble DNA ekstrahert følgende standard protokoll av Sambrook et al [29]. DNA-konsentrasjoner ble målt ved hjelp av PicoGreen doble DNA kvantifisering kits (Molecular Probes, Leiden, Nederland). Alle polymorfismer ble analysert sentralt hos IARC bruker 5 «eksonuklease analysen. PCR-primere og TaqMan prober ble syntetisert ved Applied Biosystems (Foster City, CA). For å sikre kvalitetskontroll, ble DNA-prøver fra case-pasienter og kontrollpersoner tilfeldig fordelt på hver PCR plate, og alle genotyping ble utført av personell blindet til case-control status. Ti prosent av forsøkspersonene (dvs. både case-pasienter og kontrollpersoner), ble tilfeldig valgt for re-genotyping av hver polymorfisme å undersøke påliteligheten av genotyping analyser, alle analyser hadde samstemmighet av 99%. De endelige analysene inkluderte prøver som sendes strengere kvalitetskontroll (QC) kriterier. Forsøkspersonene ble ekskludert dersom de ikke klarte to eller flere av de seks genotyping analyser utført. Videre bare saker med 95% genotyping suksessrate ble inkludert. Den opprinnelige IARC studien rekrutterte 582 tilfeller og 582 kontroller fra India. Av disse ble 935 fag genotypet, hvorav 872 føres de beskrevne QC kriterier og ble inkludert i den foreliggende analyse. I Mumbai studie av de 576 fagene genotypet, 226 tilfeller og 332 kontroller ryddet beskrevet QC og ble inkludert i denne analysen. I alt 639 tilfeller og 791 kontroller ble inkludert i denne analysen følgende unntakene som er beskrevet ovenfor.
Statistiske metoder
Data om alkoholforbruk, bruk av tobakk, tygge og røyking ble samlet i begge de deltakende studiene . Definisjonen av drikker, røyker og chewer var konsistente på tvers av både studier og inkluderte personer som svarte bekrefter stadig bruker av alkohol, aldri røyke tobakksprodukter (sigarett, sigar, pipe, hooka, sigarett og /eller bidi), gang, bruk av annen røykfri tobakksprodukt med eller uten betel pund. Flere former for snus er konsumert i India, mens
khaini, mawa, mishri, Zarda, gudakhu Hotell og
Gutkha
er alle formuleringer som inneholder tobakk med forskjellig smakstilsetning
s, pan masala
er en areca mutter produkt som ikke inneholder tobakk, i hvilken tobakken kan tilsettes eksternt. Varighet og hyppighet av eksponering for tobakk og alkohol ble beregnet i hver studie, som beskrevet tidligere [25] – [28]. Kort fortalt var røyking varighet beregnes som differansen mellom alder ved start og alder ved stopp av røyking, tar hensyn til overlappende perioder av ulike typer røyking (unntatt i Mumbai studie der bare sigarett og bidi bruk ble spilt inn, og svært få overlappende eksponeringer ble observert). Røyking frekvens ble beregnet som antall sigarett ekvivalenter røykt per dag, med en sigar = 4 sigaretter, en rør = 5 sigaretter og en bidi = 0,5 sigaretter. Tygging inkludert bruk av røykfri tobakk, inkludert betel pund, areca mutter med /eller uten tobakk og
pan masala
i IARC studien, og tobakk med lime,
pan masala, khaini, mawa, mishri, Zarda, gudakhu, snus Hotell og
Gutkha
i Mumbai studien. Tygging frekvens ble beregnet som den kumulative antall tygge hendelser per dag, tar hensyn til overlappende perioder av eksponering. For beregning av levetid alkoholforbruk, var prosentandelen av etanol beregnes som 40% for brennevin (whisky, gin, rom, brandy, arrack og landet brennevin), 3% for øl og 5% for toddy (unntatt i Mumbai studien) . Røyking, tygging og alkoholrelatert kreft i munnhulen risiko ble beregnet ved hjelp av logistiske regresjonsmodeller justert for alder, kjønn, utdanningsnivå og sentrum. De tilsvarende tilskrives fraksjonene ble beregnet basert på formelen: p (EF) x (OR-1) /ELLER; hvor p (EF) er andelen eksponerte blant sakene [30], [31]. Khikvadrattester ble utført for å sammenligne allelfrekvenser observert i denne studien med våre tidligere publiserte resultater [16], [17]. Assosiasjonene mellom genetiske varianter og munnhulekreft ble estimert ved logistisk regresjon justert for alder, kjønn og sentrum og bruk tobakk der det er hensiktsmessig. Foreningen mellom
CHRN
varianter og tilbøyelighet til å bruke tobakk ble vurdert ved hjelp av lineære regresjonsmodeller med log transformert antall sigarett ekvivalenter røkt per dag, eller antall tygge hendelser per dag som resultat variabel. Resultater representerer fold-endringen i antall sigaretter per dag eller antall tygge hendelser per dag for hvert eksemplar av den sjeldne allel. Disse analysene ble justert for alder, kjønn, sentrum og case-control status. Lignende analyser ble utført for å undersøke sammenhengen mellom ADH /ALDH2 varianter og tilbøyelighet til å drikke alkohol, målt som antall drinker etanol konsumert per dag. Alle statistiske analyser ble utført ved hjelp av Stata versjon 11 (STATA Corp, College Station, Tx), og de rapporterte p-verdiene er tosidig.
Resultater
Tabell 1 beskriver kjennetegn ved studien befolkning. Av de 639 sakene og 791 kontroller som er inkludert i denne analysen, IARC internasjonal studie bidro den største andelen av pasienter (61%). Flertallet av tilfellene var menn (65%) og hadde fullført lavere utdanningsnivå og var kreft i munnhulen (96%). Tobakksrøyking og tygde var assosiert med økt risiko for kreft i munnhulen (OR = 5,23, 95% KI = 3.39- 8.07 og OR = 8,30, 95% KI = 5.78- 11.93, henholdsvis), og kombinert bruk av røyking og snus produkter dratt en 12-ganger økt risiko for kreft i munnhulen (OR = 12,40, 95% CI = 7.80- 19.70). Ever bruke alkohol var assosiert med en 1,67 ganger økt risiko for kreft i munnhulen (OR = 1,67, 95% KI = 1.25- 2.22).
Fordelingen av alle seks varianter undersøkt i denne analysen var i samsvar med forventningene av genotype distribusjoner basert på Hardy-Weinberg prinsippet. Allelfrekvensene var lik på tvers av de deltakende studier (data ikke vist). Vi fant ut at de variantene i alkohol dehydrogenase genes- rs1229984 (
ADH1B)
, rs698 (
ADH1C) Hotell og rs1573496 (
ADH7) Kjøpe og den nikotinavhengighet genvariant rs16969968 var mindre vanlig blant indianere i forhold til tidligere studier i overveiende vestlige populasjoner. På den annen side, rs578776 var mer vanlig blant indianere (table2)
Vi undersøkte sammenhengen mellom
CHRN
varianter og tilbøyelighet til å bruke tobakk.; Resultatene er oppsummert i tabell 3. De bærere av rs16969968 sjelden allel (A) viste noen tendens til å røyke mer, selv om det ikke var statistisk signifikant. Vi har også observert en økning i tilbøyeligheten til å tygge tobakk med rs16969968 variant (p = 0,03). Tilstedeværelse av hvert eksemplar av A-allelet tilsvarer en økning på 13% flere tygge hendelser per dag (fold-endring = 1,13, 95% KI = 1.01- 1.25) sammenlignet med ikke-bærere. Foreningen med tygge forble robust ved nærmere justering for røyking frekvens (fold-endring = 1,13, 95% KI = 1.01- 1.26) og foreningen var konsekvent blant aldri røykere som tygget tobakk (p = 0,003) (fold-endring = 1,19, 95% KI = 1.06- 1.34). Vi observerte en lignende reduksjon i tilbøyelighet til å tygge blant bærere av rs578776 sjeldne varianten (fold-endring = 0,91, 95% KI = 0.84- 0.99), foreningen blir sterkere blant chewers som aldri hadde røykt.
det ble ikke observert for rs16969968 og oral kreftrisiko i denne studien samlet (OR = 1,01, 95% KI = 0.83- 1.22), etter kjønn (p-heterogenitet = 0,33). Selv ble observert noen effekt modifikasjon av røyking eller tygge status, ble det observert en statiscally ikke-signifikant oddds ratio på 1,22 (95% KI = 0.69- 2.13) i chewers og røykere (figur 1). Vi observerer lite bevis for en statistisk interaksjon mellom rs16969968 variant og tobakksbruk i risikoen for kreft i munnhulen (OR: 1,18, 95% KI: 0.68- 2.07). På den annen side ble rs578776 forbundet med redusert risiko for oral cancer i denne studien (OR = 0,84, 95% CI = 0.72- 0.98). Et gen-doseeffekt ble observert for bærere av sjeldne allelet (p-trend = 0,02). Selv om det ikke er observert heterogenitet basert på tobakksvaner, ble en redusert risiko også observert blant aldri-røykere og aldri chewers (OR = 0,64, 95% CI = 0,43 til 0,96) (figur 1).
Panel A viser sammenheng mellom rs16969968 og kreft i munnhulen; Panel B viser sammenhengen mellom rs578776 og kreft i munnhulen. Forest tomten representerer odds ratio avledet fra loggen additive multivariate modellen justert for alder, kjønn, utdanningsnivå og sentrum, som passer.
Vi undersøkte varianter i gener relatert til alkohol metabolisme siden de ble sterkt assosiert med hode og nakke kreft i tidligere studier. Ingen av de fire variantene (rs1229984, rs698, rs1573496 og rs4767364) undersøkte, viste noen sammenheng med munnhulekreft risiko (tabell 4). Vi utførte også begrenset analyserer blant ever drinkers gitt viktig effekt endring av alkoholforbruk. Selv om mangel på foreningen vært konsekvent, fulgte de observerte estimater retning forventet basert på forventninger fra forrige GWAS og kandidat genet studier. Stratifiserte analyser basert på kjønn ikke gjenspeiler noen heterogenitet i den observerte mangelen på foreninger (tabell 4). Videre har ingen av de genetiske varianter i alkohol metabolisme gener syntes å påvirke alkoholforbruksnivå (Tabell S1).
Diskusjoner
CHRN
varianter, rs16969968 og rs578776, har vært forbundet med nikotinavhengighet og risikoen for lungekreft og disse assosiasjonene synes å være uavhengig [15], [32]. Her viser vi at sammenhengen mellom
CHRN
varianter også strekker seg til tilbøyelighet til å tygge tobakk, en relevant oral cancer risikofaktor i den indiske befolkningen.
Flere formuleringer av snus er kommersielt tilgjengelig og som vanligvis brukes i India; disse ble gruppert sammen i denne studien. Antallet tygge hendelser per dag ble registrert i begge studiene som inngår i denne analysen; men det er viktig å merke seg at dette ikke gjenspeiler mengden av produktet tygget hver gang og dermed utgjør en potensiell kilde til feilklassifisering av eksponering. Gitt at vi observerer en målbar sammenheng med et slikt grovt overslag tilsier at den sanne effekten av
CHRN
varianter og tygger avhengighet kan være potensielt høyere enn det som ble observert i denne studien. Tidligere studier har vist at UADT kreftrisiko forbundet med rs16969968 er høyere blant kvinner, og for kreft i munnhulen og strupehodet [13], [33]. I denne studien ble det økt tilbøyelighet til å tygge tobakk ikke oversette til en økt risiko for kreft i munnhulen for rs16969968; selv om rs578776 var assosiert med både redusert tygge tilbøyelighet og en beskjeden nedgang i oral kreftrisiko. Interessant, rs578776 ble også assosiert med redusert oral kreftrisiko hos kvinner som aldri tobakksbrukere, riktignok basert på små tall. Denne foreningen kan bli påvirket av feilklassifisering av eksponering eller potensielt gjennom en tobakk selvstendig effekt. Større fokus studier vil være nødvendig for å løse dette problemet.
ADH
gener, korrelerte som en konsekvens av koblingsulikevekt, er plassert i 4q23 locus. Tre alleler, rs1229984, rs698 og rs1573496 i
ADH
locus har blitt assosiert med UADT kreftrisiko hos europeere og andre asiatiske populasjoner [17], [34] – [36]. Mens det har vært noe som tyder på
ADH
varianter kan påvirke muntlig og hals kreftrisiko i India, særlig rs698 [37], observerte vi ingen sammenheng mellom rs1229984, rs698 og oral kreftrisiko. Tilsvar
ALDH2
variant rs4767364, identifisert gjennom en nylig UADT GWAS [17], var ikke assosiert med kreft i munnhulen i denne studien. Fraksjonen av alkohol forbrukere i denne studien var sammenlignbare med andre rapporter fra denne populasjon, men er særlig lavere enn rapportert blant europeere [38], [39]. Videre sjeldenhet av risikoallelene i den indiske befolkningen tyder på at bidraget av alkohol og alkoholrelaterte varianter til munnhulekreft mottakelighet i India vil trolig være begrenset.
Så langt vi kjenner til, rapporterer vi for første gang at sammenhengen mellom 15q25 locus og tilbøyelighet til å røyke strekker til tobakk tygge. Vi tilbyr også tankevekkende bevis for at 15q25 regionen inneholder
CHRN
clusteret kan bidra til kreft i munnhulen mottakelighet i India. I denne studien ble rs16969968 variant assosiert med økt tilbøyelighet til å tygge tobakk, og rs578776 ble assosiert med redusert tygge tilbøyelighet og muntlig kreftrisiko. Større studier vil være nødvendig for å avklare omfanget av risiko modifikasjon mediert av tilbøyelighet til å bruke tobakk. Denne studien indikerer også at varianter i alkohol metabolizing genene synes å være mindre viktig for kreft i munnhulen mottakelighet i India. Disse dataene gjenta viktigheten av sykdommen etiologi, den relative bidraget av risikofaktorer og deres innvirkning på replikering av GWAS identifisert risiko loci over populasjoner.
Hjelpemiddel Informasjon
Tabell S1.
Varianter i alkohol metabolizing gener og alkohol forbruk. Fold-endring ble avledet fra lineære regresjonsmodeller justert for alder, kjønn, sentrum og case-control status. Logg forvandlet antall alkoholenheter per dag ble behandlet som utfallet variabel for hver av de respektive genetisk variant som den forklarende
doi:. 10,1371 /journal.pone.0088240.s001 plakater (docx)
takk
forfatterne takker alle deltakerne som deltok i denne undersøkelsen.
