Abstract
Mutasjoner i epitelial vekstfaktor reseptor
(EGFR)
, samt i EGFR nedstrøms målet
KRAS
er ofte observert i ikke-småcellet lungekreft (NSCLC). Kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), en uavhengig risikofaktor for å utvikle NSCLC, er assosiert med en øket aktivering av EGFR. I denne studien fant vi ut nærvær av
EGFR Hotell og
KRAS
hotspot mutasjoner i 325 sammenhengende NSCLC pasienter utsatt for
EGFR Hotell og
KRAS
mutasjon analyse i diagnostiske innstilling og for hvem lungefunksjonen er blitt bestemt på tidspunktet for NSCLC diagnose. Informasjon om alder ved diagnose, kjønn, røykestatus forsert vitalkapasitet (FVC) og forsert ekspiratorisk volum i ett sekund (FEV
1) ble samlet. Kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) ble definert i henhold til 2013 GOLD kriterier. Chi-Square, student t-test og multivariat logistisk regresjon ble brukt for å analysere dataene. Totalt 325 NSCLC pasienter ble inkludert, 193 med KOLS og 132 uten KOLS. KOLS var ikke forbundet med tilstedeværelse av
KRAS
hotspot mutasjoner, mens
EGFR
mutasjoner var betydelig høyere i ikke-KOLS NSCLC pasienter. Både kvinnelige kjønn (HR 2,61, 95% KI: 1,56 til 4,39; p 0,001) og røyking (HR 4,10, 95% KI: 1,14 til 14,79; p = 0,03) var assosiert med
KRAS
mutasjonsstatus. I kontrast, bare røyking (HR 0,11, 95% KI: 0,04 til 0,32; p 0,001) ble omvendt assosiert med
EGFR
mutasjonsstatus. Røyking relaterte G T og G C transversions var signifikant hyppigere hos kvinner (86,2%) enn hos menn (61,5%) (p = 0,008). Den exon 19del mutasjon var hyppigere hos ikke-røykere (90%) sammenlignet med nåværende eller tidligere røykere (36,8%). I konklusjonen,
KRAS
mutasjoner er mer vanlig hos kvinner som røyker, men er ikke forbundet med KOLS-status hos NSCLC pasienter.
EGFR
mutasjoner er mer vanlig i røykfrie NSCLC
Citation. Saber A, van der Wekken AJ, Kerner GSMA, van den Berge M, Timens W, Schuuring E et al . (2016) Kronisk obstruktiv lungesykdom er ikke forbundet med
KRAS
Mutasjoner i ikke-småcellet lungekreft. PLoS ONE 11 (3): e0152317. doi: 10,1371 /journal.pone.0152317
Redaktør: Melanie Königshoff, Omfattende Lunge Center, TYSKLAND
mottatt: 19 november 2015; Godkjent: 11 mars 2016; Publisert: 23 mars 2016
Copyright: © 2016 Saber 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:.. forfatterne har ingen støtte eller finansiering for å rapportere
konkurrerende interesser:. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) er assosiert med lungekreft også etter at regnskap for andre luftveissykdommer og røyking [1-2]. En økt risiko for lungekreft hos KOLS-pasienter var tydelig i en meta-analyse [2]. Om lag en tredjedel av røykere med kols døde av lungekreft i en oppfølging på 14,5 år [3]. På den annen side, har 50-70% av lungekreftpasienter COPD i henhold til resultatene av lungefunksjonstester på diagnosetidspunktet, [4]. I en nyere, stor prospektiv studie, ble sammenhengen mellom KOLS og lungekreft i stor grad forklares med røyking [5]. Den odds ratio (OR) for pasienter med diagnosen kols for å utvikle lungekreft innen en periode på 6 måneder var 11,4. Men ELLER falt til 6,8 etter korreksjon for røyking [5]. Dette er i tråd med forestillingen om at KOLS har blitt anerkjent som en selvstendig risikofaktor for å utvikle lungekreft [6].
KRAS er involvert i regulering av celleproliferasjon [7]. Mutasjoner i
KRAS
er stort sett funnet i kodon 12, 13 og 61, og resulterer i konstitutiv aktivering av protein [8].
KRAS
mutasjoner er observert hyppigere hos røykere pasienter med adenokarsinom (5-40%) enn i de andre undertyper av lungekreft [7, 9]. Mutasjoner i
KRAS
er assosiert med dårligere prognose av NSCLC pasienter [10]. Videre kan en KOLS-lignende luftveisbetennelse øke lunge carcinogenesen i nærvær av p.G12D
K-ras
aktivere mutasjon i en musemodell [11].
EGFR spiller en avgjørende rolle i sårheling og reparasjon av vev i lungen, spesielt i det bronkial veggen. Overekspresjon av EGFR ble rapportert i bronkial slimhinnene i røykfrie astmatiske individer sammenlignet med normale kontroller [12]. Videre langvarig aktivering av EGFR fører til metaplasi [13]. Eksponering av epitelceller for sigarettrøyk indusert avvik fosforylering og aktivering av EGFR og dette kan senere megle utvikling av lungekreft [14-15]. Mutasjoner i kinasedomenet også fører til aktivering av EGFR veien uavhengig av binding til dets ligand [16]. Disse aktivere
EGFR
mutasjoner er vanlige i ikke-småcellet lungekreft (NSCLC) med en frekvens på ca 10-15% i kaukasiere [17-18].
EGFR
mutasjoner har blitt assosiert med røykfrie NSCLC pasienter [19]. P. (L858R) i ekson 21 (referert til som L858R) og slettinger i ekson 19 (referert til som ekson 19del) av
EGFR
genet er de hyppigst observerte aktiverende mutasjoner [20]. Vi har tidligere viste en signifikant sammenheng mellom
EGFR
mutasjoner og klinisk utfall [21].
In vivo
studier i musemodeller betinget uttrykker enten L858R eller en exon19del mutant allel av det humane
EGFR
gen har støttet rollen til disse mutasjoner i initiering og utvikling av lungekreft [22] .
Røyking er en kjent risikofaktor for både kols og lungekreft [23-24].
KRAS
mutasjoner er beskrevet som en signatur for sigarettrøyking [25], mens
EGFR
mutasjoner er mer vanlig hos ikke-røykere. Vi hypotese at
KRAS
mutasjoner er positivt assosiert med KOLS status i NSCLC pasienter, mens aktivering av
EGFR
mutasjoner er negativt assosiert med kols i NSCLC pasienter. For å studere denne hypotesen vi analysert NSCLC pasienter screenet for tilstedeværelse av
EGFR Hotell og
KRAS
mutasjoner i en diagnostisk innstilling og undersøkt om tilstedeværelsen av
EGFR Hotell og
KRAS
mutasjoner i NSCLC var relatert til KOLS.
Materialer og metoder
pasienter
Fortløpende pasienter med avansert NSCLC, diagnostisert mellom november 2008 og juli 2012, og for hvem
KRAS Hotell og
EGFR
mutasjonsanalyse ble utført i en klinisk setting, ble valgt for denne studien. I dette kullet vi videre valgt pasienter hvor lungefunksjons data var tilgjengelige. Alle pasientene hadde stadium IV NSCLC og hadde en eller flere viscerale metastaser ved diagnose. Tidligere 165 av NSCLC pasienter har blitt beskrevet i en studie på
EGFR Hotell og
KRAS
mutasjoner i forhold til klinisk utfall [21]. Pasienter med NSCLC etter lungetransplantasjon ble ekskludert fra denne studien. For alle pasienter, data om kjønn, røykestatus (inkludert pakken år hvis tilgjengelig), alder ved diagnose, stadium ved diagnose i henhold til 6
th TNM-utgaven, lokalisering av metastaser, startdato og (ulike) behandlingslinjer var oppsamlet. Data om lungefunksjon ble nylig samlet for alle pasienter som er inkludert i denne studien. Alle prosedyrer og protokoller ble utført i henhold til de retningslinjer for god klinisk praksis og etter informert samtykke ble innhentet fra alle pasienter.
Informert samtykke og etikk
Skriftlig informert samtykke for blod og svulstvev fra alle pasienter ble innhentet før biobanker. Denne prosedyren ble godkjent av Medical Etisk komité University Medical Center Groningen. Denne studien ble gjennomført i samsvar med bestemmelsene i Helsinkideklarasjonen og god klinisk praksis retningslinjer. For denne studien ble alle pasientdata anonymisert og avidentifisert før analyse. Foruten mutasjonsanalyse, ble lungefunksjonstester utføres som en del av rutinemessige diagnostiske tilnærming og utfallet av disse testene ble dokumentert i pasientjournalen og kommunisert med pasienter. På grunn av den retrospektive natur denne studien, i henhold til nederlandsk lov for human medisinsk forskning (WMO), ingen spesifikk tillatelse var obligatorisk fra Institutional Review Board.
Lungefunksjonen testing
Spirometri ble utført med en daglig kalibrert pneumotakograf (MasterscreenPneumo, Jaeger, Würzburg, Tyskland) i henhold til standardiserte retningslinjer [26]. Lungefunksjonstestene er gitt etter bronchodilatator (salbutamol 100 mikrogram). Pasientene ble klassifisert med KOLS om forsert ekspiratorisk volum i ett sekund (FEV
1) /forsert vitalkapasitet (FVC) (FEV1 /FVC) var mindre enn 0,70 med fast bronkial obstruksjon over tid ikke skyldes endobronchial svulst hindringer. Iscenesettelse av KOLS ble utført i henhold til gull kriterier [27].
Histologi og
KRAS /EGFR
molekylær testing
tumorprøver ble oppnådd enten ved bronkoskopi, transtorakal lunge biopsi og /eller fra lunge resections. Histologisk subtyping ble utført i henhold til 2004 WHOs kriterier [28]. Mutasjonsanalyse ble utført som tidligere beskrevet [21].
statistikker
For normalfordelte data viser vi gjennomsnitt og standardavvik (SD) og brukt en student t-test for å fastslå betydelige forskjeller. For ikke normalfordelte data median og utvalg er gitt og Chi-Square test brukes til å bestemme betydning. Logistisk regresjon ble utført for å undersøke om tilstedeværelse av KOLS hadde noen effekt på
KRAS
eller
EGFR
mutasjonsstatus ved hjelp av kjønn, alder, histologi, og røyking som kovariater. Statistisk analyse ble utført ved hjelp av SPSS versjon 22.0. Nominell
P
-verdier mindre enn 0,05 ble betraktet som signifikant. Data er tilgjengelige i S1 tabell.
Resultater
Pasient egenskaper og
KRAS Twitter /
EGFR
mutasjoner
Totalt 325 scenen IV NSCLC pasienter ble inkludert. Over 80% hadde adenokarsinom, 174 (53,5%) var menn og 151 (46,5%) kvinner. Gjennomsnittlig alder ved diagnosetidspunktet var 63,6 (± 10,5 år). Ett hundre og fem pasienter (32,3%) hadde en
KRAS
mutasjon. For en av 105 pasienter med
KRAS
mutasjon, typen av mutasjonen var mangelfulle med en positiv høy oppløsning og som smelter (HRM) PCR resultat, men med en villtypesekvensen, basert på Sanger-sekvensering resultat. For en pasient med en
EGFR
mutasjon,
KRAS
mutasjonsstatus var ikke tilgjengelig. De resterende 219 pasientene ikke har mutasjoner i
KRAS
hotspot-regionen. Tjueni pasienter (8,9%) hadde en
EGFR
mutasjon. I fem pasienter,
EGFR
mutasjonsstatus var ikke tilgjengelig; fire av disse pasientene hadde en
KRAS
mutasjon. De øvrige 291 pasientene ikke har
EGFR
mutasjoner i hotspot regioner. Gjennomsnittsalderen for menn var høyere enn gjennomsnittsalderen for kvinner (66,3 ± 9,8 år mot 60,5 ± 10,5 år; p 0,001). Hanner viste en signifikant høyere antall røyke pakke år enn kvinner (gjennomsnittlig 37,5 ± 20,6 pakke år vs. 30,1 ± 15,7 pakke år; p = 0,015).
Pasient egenskaper i KOLS stratifisert undergrupper
nesten 60% (193/325) av NSCLC pasientene hadde KOLS. To tredjedel av KOLS-tilfellene var menn. Fordelingen av kvinner var nesten lik i KOLS og ikke-KOLS grupper (Tabell 1). Gjennomsnittsalder i KOLS var høyere med 65,6 år (± 9,9 år) sammenlignet med ikke-kols gruppen med 60,6 (± 10,8 år) (p 0,001). Vi fant en signifikant sammenheng mellom røyking og kols, 62,6% av nåværende eller tidligere røykere hadde KOLS, mens bare 18,2% av ikke-røykerne hadde KOLS (p 0,001). En logistisk regresjonsmodell for KOLS ved hjelp av kjønn, alder og røyking som kovariater viste signifikante assosiasjoner med alderen (Hazard ratio [HR] 1,05; 95% konfidensintervall [CI]: 01.02 til 01.07; p 0,001) og røyking (HR 8,28; 95 % CI:. 2,61 til 26,24; p 0,001), men ikke med kjønn (tabell 2)
bilder
KOLS og tumor
KRAS /EGFR
hotspot mutasjoner
KRAS
mutasjoner ble observert oftere hos kvinner enn hos menn (65/151 (43%) versus 40/173, (23%), p 0,001) og også oftere i nåværende eller tidligere røykere (34,5%) enn hos ikke-røykere (13,6%) (p = 0,045) (tabell 3).
KRAS
mutasjoner var ikke signifikant forskjellig mellom KOLS (34,2%) og ikke-KOLS-pasienter (29,8%) (tabell 1), sothe nærvær av
KRAS
mutasjoner var uavhengig av KOLS. Stratifisering i henhold til FEV1 /FVC og GOLD stadium viste ingen signifikant sammenheng med forekomst av
KRAS
mutasjon (Fig 1A og 1B). Men FEV1 prosenten som en kontinuerlig variabel var signifikant relatert til tilstedeværelsen av
KRAS
mutasjoner (fig 1c), men ikke i en multivariat analyse. Putting variablene (kjønn, alder, røyking og KOLS) i en logistisk regresjonsmodell bekreftet signifikant sammenheng mellom
KRAS
hotspot mutasjoner med kvinnelige kjønn (HR 2,61, 95% KI: 1,56 til 4,39; p 0,001) og røyking (HR 4,10, 95% KI: 1,14 til 14,79; p = 0,03). (tabell 2)
(A) FEV1 /FVC, (B) KOLS GOLD klassifisering og (C) FEV1 prosentandel i
KRAS
mutant og villtype pasienter med NSCLC.
AP-verdi ble beregnet ved student t-test.
BP-verdi ble beregnet ved Chi-kvadrat test.
EGFR
mutasjoner viste en trend til en høyere frekvens hos kvinner sammenlignet med menn, (p = 0,073). Ti av 22 (45,5%) ikke-røykerne hadde aktivere
EGFR
mutasjoner, mens bare 19 av 289 (6,5%) av de nåværende eller tidligere røykere hadde en
EGFR
mutasjon (p p 0,001) og
EGFR
mutasjonsstatus (tabell 2).
KOLS og type
KRAS /EGFR
mutasjoner
KRAS
p. (G12C) var den vanligste aminosyre endring i både menn og kvinner med en frekvens på omtrent 41%. P. (G12V) og s. (G12D) mutasjoner var den nest hyppigste mutasjoner i hunner og hanner, med en frekvens på 20% og 25,6%, henholdsvis (tabell 4). Førti-tre prosent av
KRAS
mutasjoner i nåværende eller tidligere røyker gruppen var p. (G12C) mutasjoner, mens ingen av de røykfrie pasientene hadde denne mutasjonen. I tillegg G T og G C transversions i
KRAS
skjedde i 86,2% av kvinnene og 61,5% av menn. G En overgang var mer vanlig hos menn enn hos kvinner (p = 0,008) (tabell 5). KOLS status var ikke forbundet med noen form for
KRAS
aminosyre endringer eller nukleotidsubstitusjoner.
Av alle
EGFR
mutasjon positive tilfeller andelen pasienter med en ekson 19del var ikke signifikant forskjellig mellom kvinner (11/18) og menn (5/11). I ikke-røykere, 9 av 10
EGFR
mutasjonspositive tilfeller hadde en ekson 19del (tabell 6), mens det i nåværende eller tidligere røykere bare 7 av 19 pasienter med en
EGFR
mutasjon hadde en ekson 19del.
Diskusjoner
i motsetning til vår hypotese vi viste at KOLS ikke er assosiert med tilstedeværelse av
KRAS
mutasjoner i lungekreft, mens tilstedeværelsen av
EGFR
mutasjoner var hyppigere i ikke-KOLS i forhold til KOLS lunge kreftpasienter, etter korrigering for sex og røyking. Vi fant signifikant høyere gjennomsnittsalder i KOLS gruppen sammenlignet med ikke-KOLS-gruppen. Dette funnet er konsistent med det faktum at KOLS prevalensen øker med alderen [29].
KRAS
mutasjoner ble identifisert i 32% av NSCLC pasienter, som i hovedsak er inkludert adenokarsinom pasienter. Vi observerte en sammenheng mellom tilstedeværelsen av
KRAS
hotspot mutasjoner og røykestatus i samsvar med tidligere studier [25, 30], men ikke med KOLS. I andre studier ingen sammenheng mellom røyking og forekomsten av
KRAS
mutasjoner er blitt observert hos lungekreftpasienter [25, 30-32]. Disse forskjellene kan skyldes forskjeller i valg av studiegrupper, etnisitet, antall pasienter og røykestatus. Mangelen på en forening med KOLS er i samsvar med resultatene rapportert ina fersk studie [33].
Selv om røykende kvinner var yngre og lettere røykere basert på pakke år enn hannene, la vi merke til at
KRAS
mutasjoner var mer vanlig i røyking kvinner enn hos røykere hanner med NSCLC. Dette støtter en økt mottakelighet for kvinner å sigarett kreftfremkallende som rapportert tidligere [34]. Videre disse resultatene er også i overensstemmelse med en tidligere studie som viser at kvinner hadde en høyere eller for lungekreft på alle nivåer av tobakk eksponering [35]. Dette forhøyet sårbarhet for røyking kan være forårsaket av de høyere uttrykk nivåer av gener som koder for tobakk carcinogen-enzymer som CYP1A1 og CYP1B1, i normal lungevevet av kvinnelige røykere i forhold til mannlige røykere [36]. Uppstad og kolleger [37] viste også høyere uttrykk av CYP1A1 i cellelinjer avledet fra lunge adenokarsinom kvinnelig forhold til cellelinjer avledet fra adenokarsinomer av mannlige pasienter.
Selv om vi observert røyking relaterte p. (G12C)
KRAS
mutasjon på samme frekvens i begge kjønn, røykerelaterte transversions, dvs. G T og G C, var signifikant mer vanlig hos kvinner enn hos menn. I en tidligere studie med en utvalgsstørrelse på over 2500 pasienter, den c.34G T; P. (G12C)
KRAS
mutasjonen forekom hyppigere hos kvinner og nåværende eller tidligere røykere, mens c.35G A; s. (G12D)
KRAS
mutasjoner var hyppigere hos kvinner som aldri røyker [20]. Dette tyder igjen på at kvinner er mer utsatt for sigarettrøyk relatert
KRAS
mutasjoner i forhold til menn.
Vi viste at
EGFR
aktiverende mutasjoner var mer vanlig hos kvinner, ikke- røykere og hos ikke-kols NSCLC pasienter. I en fersk undersøkelse,
EGFR
mutasjoner ble sett hos 12,8% (51/399) av lungekreftpasienter uten KOLS og 6,3% (7/111) av pasientene med KOLS [38]. Suzukiand kolleger [39] identifisert
EGFR
mutasjoner i 32% (56/177) av den ikke-kols og i 8% (4/52) av KOLS NSCLC pasienter. Lim og kolleger [33] funnet
EGFR
mutasjoner i 37,3% (91/244) av ikke-kols og i 16% (17/106) av KOLS-pasienter. De har også funnet en invers sammenheng mellom tilstedeværelsen av
EGFR
mutasjon med alvorlighetsgraden av luftveisobstruksjon. Oppdagelsen av at
EGFR
mutasjoner er mer vanlig i ikke-KOLS lungekreftpasienter kan tyde på at lungekreft utvikling er avhengig av aktivering
EGFR
mutasjoner i ikke-kols patients.Chronic lungesykdommer, slik som alvorlig astma og KOLS, føre til en øket aktivering av epitelial vekstfaktor reseptor (EGFR) [12, 40]. Videre er COPD karakterisert ved epitel-inflammatoriske reaksjoner og mange pro-inflammatoriske kjemokiner og vekstfaktorer blir indusert av transkripsjonsfaktor nukleær faktor kB (NFkB). Dette transkripsjonsfaktor kan aktiveres via fysisk og kjemisk stress som røyk [41]. I tillegg økte aktivering av EGFR av oksidativt stress, som er involvert i patogenesen av COPD, eller sigarettrøyk kan forekomme i humane bronkiale epitel-celler [14-15, 42]. Alt sammen tyder på at EGFR aktivering i KOLS er forårsaket av røyking, oksidativt stress og senere av betennelse sannsynligvis via NFkB.
I konklusjonen,
KRAS
mutasjoner var mer vanlig hos kvinner, og røykere, men er ikke forbundet med KOLS-status hos NSCLC pasienter.
EGFR
mutasjoner er mer vanlig hos kvinner og røykfrie NSCLC pasienter.
Hjelpemiddel Informasjon
S1 Table. Pasienter data brukes for statistisk analyse
doi:. 10,1371 /journal.pone.0152317.s001 plakater (XLSX)
Takk
Vi er takknemlige til molekylær diagnostikk team for
EGFR Hotell og
KRAS
mutasjonsanalyse og hjelp med datainnsamling.
