Krooninen sairaus

tiivistelmä

solu- ja molekyylitason lähestymistapoja tutkitaan löytää biomarkkereiden joka voi ennustaa kehitystä säteilyn aiheuttamien välitön myrkyllisyys ennen sädehoitoa. SNP säteily reagoiva geenejä voidaan katsoa lähestymistapa kehittää välineitä löytää peritty perusteella kliinisen radioherkkyyttä. Nykyinen tutkimus pyrkii seulomaan yhden emäksen monimuotoisuus /deleetioita DNA-vaurioita vastaus, DNA korjaus, profibroottisia sytokiinien sekä antioksidanttina muuniresponssigeeneinä ja sen ennustavan potentiaali normaalia kudosta haittavaikutukset 183 pään ja kaulan syöpäpotilailla platinajohdoksia kemosädehoito tai sädehoitoa yksin. Analysoimme 22 polymorfismien 17 geenejä, joiden toiminnallinen merkitys säteilylle vastausta. Sädehoito aiheuttama mukosiitin ja ihon punoitusta pidettiin päätepiste kliiniseen radioherkkyyttä. Suora korrelaatio heterotsygoottisten ja Mutanttialleelit akuutti reaktioita sekä haplotyyppi korrelaatio paljasti NBN variantit olevan ennustava merkitys analysoitaessa mukosiitin ennen sädehoitoa. Lisäksi geneettinen kytkentäepätasapaino- olemassa XRCC1 polymorfismien varten luokka 2 mukosiitin ja ihoreaktio osoittaa monimutkainen perintö kuvio. Nykyinen tutkimus osoittaa yhdistyksen polymorfismi NBN normaali kudos säteilyherkkyyttä ja edelleen takaa replikointi tällaisten tutkimusten suuri joukko näytteitä.

Citation: Venkatesh GH, Manjunath VB, Mumbrekar KD, Negi H, Fernandes DJ, Sharan K, et ai. (2014) polymorfismit Radio-Responsive Geenit ja sen yhdessä välitön myrkyllisyys keskuudessa pään ja kaulan alueen syöpäpotilailla. PLoS ONE 9 (3): e89079. doi: 10,1371 /journal.pone.0089079

Editor: Jian Jian Li, University of California Davis, Yhdysvallat

vastaanotettu: 23 elokuu 2013; Hyväksytty: 14 tammikuu 2014; Julkaistu: 04 maaliskuu 2014

Copyright: © 2014 Venkatesh et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Rahoittajat Department of Biotechnology, Intian hallitus myöntää määrä BT /01 /COE /06/02/07 (https://dbtindia.nic.in/index.asp). Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Precise säteilyn toimitus menetelmiä ovat parantaneet merkittävästi kasvaimen hoito ja eloonjäämisaste viimeaikaisesta kehityksestä johtuen, mutta se on ollut kustannuksella merkittävän kasvun normaalia kudosta myrkyllisyys. Heterogeenisyys normaalia kudosta radioresponse havaitaan saaneilla potilailla samanlaisia ​​annoksia säteilyä, mikä edelleen johtaa dynaaminen ja kumulatiivinen prosessi normaalin kudoksen myrkyllisyys. Pään ja kaulan alueen syöpä (HNC) potilaat, mukosiitin ja ihon punoitusta ovat merkittäviä komplikaatioita aikana sädehoitoa. Se vaikuttaa kivun ja asianmukaista hoitoa toimitus, mikä johtaa odottamattomien sädehoidon (RT) taukoja, vaarantamatta hoidon tehon [1]. Aiemmin kliiniset kokemukset ovat osoittaneet, että ainoastaan ​​20%: n vaihtelu johtui stokastisen tai satunnaisia ​​tapahtumia, kun taas loput 80% oli takia potilaan liittyvien geneettisten tekijöiden [2]. Yhdistyksen välinen vakava säteilyherkkyyttä ja geneettisten oireyhtymien, kuten ataksia-telangiektasia, Fanconin anemia, ja Bloom oireyhtymä, jne., Tarjoaa meille osoitus periaatteen noin osallistumisesta geneettinen komponentti takana normaalia kudosta akuutit reaktiot [3]. Myös edellinen havainnot osoittavat genotyyppi riippuva syy akuuttiin ja myöhäinen vaikutukset RT nähdään normaaleissa kudoksissa [4] [5]. Lisäksi molekyyli näkökohtia, aikaisemmassa tutkimukset viittaavat siihen, että on olemassa solun pohjan normaalia kudosta säteilyherkkyydestä [6]. Kaksi kolmasosa tutkimuksista asti mennessä raportti yhdistys geneettistä vaihtelua kandidaattigeenit säteilyn aiheuttamaa myrkyllisyyttä, mutta useimmat näistä tutkimuksista ovat pieniä potilasmäärän ja siitä puuttuu riippumaton validointi [7]. Vaikka tutkimuksia on tehty liittää polymorfismi valitaan kandidaattigeenit on kliinisesti havaittu normaalia kudosta haittavaikutuksia, sen kliininen sovellettavuus biomarkkerina /s on edelleen kyseenalainen [8] [9]. Siksi hyvin suunniteltu kliinisissä tutkimuksissa satoja näytteitä tarvitaan etsimään biomarkkereiden kehittää yksilöllistä hoitomenetelmistä [10] [11].

Tässä tutkimuksessa, yhden emäksen monimuotoisuus /poistot valittu ehdokas liittyvistä geeneistä DNA-vaurioita ja korjaus, antioksidantti vaste ja detoksifikaatioentsyymejä ja profibroottisia sytokiinin analysoitiin. SNP ehdokas säteilyn reagoiva geenejä kuten ATM, XRCC1, XRCC3, XRCC4, Ku70, Ku80, LIG4, OGG1, NBN, RAD51, TGFp 1, SOD2, CAT ja GST valittiin. Vakavuus mukosiitin ja ihoreaktio kirjattiin mukaan Sädehoito Oncology Group (RTOG) perusteet [12] ja yhdistyksen välistä geneettistä vaihtelua ja mukosiitin ja ihoreaktio arvioitiin lisääntynyt riski sairastua näihin normaalia kudosta haittavaikutuksia.

Materiaalit ja menetelmät

potilaat ja kliiniset tiedot

tutkimus suoritettiin 183 HNC potilailla, joille sädehoitoa at Kasturba sairaalassa, jossa on ennakkohyväksyntää yliopiston eettisen komitean (UEC /15/2007) ja kirjallinen suostumus potilailta ennen veren keräämiseksi ennen RT. Kaikkia potilaita hoidettiin käyttäen 3-ulotteinen Conformal Sädehoito. Gross kasvaimen tilavuus (GTV), Clinical Target Volume (CTV) ja suunnittelu kohdetilavuudesta (PTV) määriteltiin käyttämällä näitä suunnittelussa CT. Gross kasvaimen tilavuus käsitti kaikki tiedossa brutto taudista, siten kliinisen lääkärintarkastus ja kuvantamisen havainnoista. Potilaille, joiden sairaus hoidettiin käyttämällä Linac 6-MV röntgen lineaarikiihdyttimellä (Elekta Tarkka digitaalinen, Tukholma, Ruotsi) kanssa koko kasvain annos 70 Gy (2 Gy päivässä 5 päivää viikossa). Potilaat jälkeen kirurgisen resektion positiivisia marginaalit annettiin annos 66 Gy 33 jakeet. Potilaat, joilla ei ole positiivista katetta annettiin 60 Gy 30 jakeet. Annos korvasylkirauhasessa, submandibular sylkirauhaset, constrictor lihaksia ja muita rakenteita ei rajoitu ottaen 3-ulotteinen hoidon suunnittelussa kaikilla potilailla. Sisplatiini kemoterapiaa (100 mg /m

2 kerran 3 viikkoa) annettiin suurin osa potilaista, kun seerumin kreatiniini oli normaali. Vanhukset saivat viikoittain 40 mg /m

2 6 viikkoa ja potilaille, joilla on raja seerumin kreatiniinipitoisuus sai karboplatiinin (pinta-ala (AUC) @ 1,5) viikoittain 6 viikon ajan. Kaikkiaan 148 potilasta sai samanaikaista sädehoitoa ja loput potilaat saivat sädehoitoa yksin. Potilaat, joilla on uusiutuva kasvain ja etäpesäkkeiden jätettiin pois. Akuutti haittatapahtumat (mukosiitin ja iho-oireet) aikana kirjattiin ja hoidon päätyttyä, mukaan RTOG kriteerien [10]. Yksityiskohdat HNC potilasryhmät on kuvattu taulukossa 1.

genotyypin, haplotyypin ja kytkentäepätasapaino- analyysi

Perimän DNA eristäminen suoritettiin käyttämällä tavanomaista fenoli kloroformiuuttamisen ja etanolisaostus menettely . Genotyypitys suoritettiin polymeraasiketjureaktiolla perustuu restriktiofragmenttipituuspolymorfismin. Yksityiskohdat ovat saatavissa taulukossa 2. Viisi prosenttia näytteistä valittiin satunnaisesti ja uudelleen genotyyppi arvioimaan johdonmukaisuuden tuloksista.

Tilastollinen

Jokainen polymorfismin testattiin poikkeama mistä Hardy-Weinberg tasapaino. Tilastollinen merkitsevyys analysoitiin Fisherin tarkkaa testiä. Ristitulosuhde arvioitiin testata onko mitään yhteyttä välillä luokka akuutin myrkyllisyyden ja valittujen SNP /haplotypes. Haplotyyppianalyysissä ja kytkentäepätasapaino- arviot tehtiin käyttäen SHEsis ohjelmistojen [13]. Kaikki tilastolliset testit suoritettiin käyttämällä Prism v.5.0 (GraphPad Software, San Diego, Kalifornia, USA) ja tilastollinen Package for Social Science (versio 16.0, Chicago, USA).

Tulokset

jakelu potilaista perustuu histopatologiset luokittelua, kasvain vaiheessa ja välitön myrkyllisyys laadut annetaan taulukossa 1. keskimääräinen ikäryhmän potilaiden tutkimuksessa mukana oli 54,74 vuotta. Säteilyannokset vaihtelevat 60-70 Gy (mediaani = 66 Gy) vuonna 30-35 jakeet annettiin potilaille. Kaikkiaan 148 potilaalle tehtiin platinapohjaisen kemosädehoito ja loput annettiin sädehoitoa yksin. Out of 183 potilasta, 71 (38,79%) potilailla esiintyi vaikeaa mukosiitin (asteen 3 ja 4) ja 44 (24.04%) koki vaikeita ihoreaktioita. Analysoimme läsnä sekoittavat tekijät, kuten diabetes, kohonnut verenpaine, tupakointi, alkoholin, kirurgia ja kemoterapia, ja havaitsivat, että potilailla, joilla on alkoholismi liittyi luokka ≤2 mukosiitti (p = 0,02) (taulukko 3).

mukaan säteilylle onkologit, myrkyllisyys upto luokka 2 yleensä potilaat sietävät ilman hoitotoimenpiteitä mutta asteen 3 ja 4 vaatii väliintuloa kanssa terapeuttisia aineita. Tämän perusteella ja ottaen huomioon raportit aikaisempien tutkimusten [14] [15], me ryhmitelty potilaan normaalia kudosta myrkyllisyystietoja luokkaa ≤2 tai 2. Koska annos altistetaan suuontelon /nielun alueen vaihtelee 0-40% vuonna hypopharynx, kurkunpään, kilpirauhasen ja alue alkuperä on tuntematon, tiedot syövät näillä alueilla ei otettu analysointiin mukosiitin. Kaikki polymorfismien testattu, RAD51 (rs1801321) Ku70 (rs2267437) ja XRCC4 (rs1805377) havaittiin poiketa Hardy-Weinberg tasapainon. Univariate analyysi osoitti, että mikään polymorfismien esitetty mitään merkittävää yhdistyksen ihoreaktio (taulukko 4). On kuitenkin osoitti, että kertoimet kokeneiden potilaiden vaikean mukosiitin (luokka 2) resessiivinen alleeli NBN (rs1805794) oli 3,75 kertaa suurempi joiden luottamusväli on +1,201-+11,70 ja p = 0,023. Myös heterotsygoottinen variantit CAT (rs7943316) näytetään 0,452 (kertoimella arvo) kertaa vähemmän altis kokemaan vaikean mukosiitin (luokka 2) luotettavuusvälin 0,206-0,993 ja p = 0,048. Jatkumiseen, monimuuttuja-analyysi osoitti, että kertoimet kokeneiden potilaiden vaikean mukosiitin (luokka 2) resessiivinen alleeli NBN (rs1805794) oli 4,72 kertaa suurempi joiden luottamusväli on +1,384-+16,151 ja p = 0.013 (taulukko 5). Kun kuitenkin luokiteltu tiedot on kemosädehoito ja sädehoidon erillisinä ryhmät, emme noudata tällaista merkittävää yhteyttä normaalia kudosta toksisuuden kemosädehoito ryhmässä (taulukko S1 ja taulukko S2). Edelleen, koska näytteen numero on vähemmän sädehoito yksinään (n = 35) on vaikea tehokkaasti tehdä päätelmiä.

haplotyping ja että riskin alleelien

haplotyyppianalyysissä tehtiin 4 SNP XRCC1, 2 polymorfismien RAD51 sekä 2 polymorfismien NBN tutkia yhdistyksen yhdistelmämuta- vaikutuksen näiden varianttien lisääntyneeseen normaalia kudosta radioherkkyyttä. Haplotyyppianalyysissä NBN (rs1805787, rs1805794) geeni osoitettiin G-C haplotyyppi liittyvän kehittämiseen mukosiitin (riskisuhde on 1,687 ja 95%: n luottamusväli 1,005-2,831 p = 0,047) (taulukko 6). Edelleen, onko mahdollisesti useita SNP on additiivinen vaikutus mukosiitti sekä ihoreaktioita, keskimäärin variantin alleelien potilasta kohti kussakin RTOG ryhmässä analysoitiin (kuvio 1). Perustuu alleelifrekvensseiltään raportoitu dbSNP tietokantaan, olemme raportoineet villityypin, heterotsygoottinen ja väistyvä genotyypit. Mietimme alaikäisen alleeli tässä ryhmässä, koska riski alleeli ja lasketaan lukumäärä riskin alleelien kullekin potilaalle. Tulokset viittaavat siihen, että määrä variantin alleelien ei ole vaikutusta vakavuudesta normaalin kudoksen myrkyllisyys.

tulokset Kruskalin-Wallisin testi osoittaa, että vertailu ryhmien välillä, ovat ei-merkitsevä (p 0,05). Virhe pylväät edustavat minimistä maksimiarvot Riskimuodon edustettuina jokaisessa ryhmässä.

Lisäksi olemme analysoineet kytkentäepätasapaino- malli SNP XRCC1 ja totesi, että rs3213245, rs1799782, rs25489 ja rs25487 liittyivät Vaikeaa mukosiitin aikana, rs1799782 ja rs25489 olivat yhteydessä voimakas ihoreaktio. Myös vahvistaa tämä liittyy SNP analysoitiin kytkentäepätasapaino- kuvio erikseen normaalia kudosta overreactor ja ei-overreactor fenotyyppejä. D ’arvot olivat silmiinpistävän suurempi normaalissa kudoksessa säteilylle fenotyypit (kuva 2).

Numerot sisällä jokaisen laatikon edustavat r 2 arvot (%) on kytkentäepätasapaino-.

Keskustelu

Vaikka kasvavaan SNP tiedot viittaavat geneettinen perusta alttius sädehoidon aiheuttama akuutteja vaikutuksia, se ei ole yhtä selvää, SNP voi toimia biomarkkerina ennustamiseksi normaalia kudosta myrkyllisyyttä. Tunnistaminen geneettisen liittyviä profiileja parannettu tai pienempi riski sädehoidon komplikaatioiden näyttää olevan lupaavin tekijä parantaa tehoa sädehoidon [9] [16]. Määrä ihmisen geneettinen monimuotoisuus on valtava, ja olemme juuri nyt alkaa ymmärtää, miten nämä muutokset vaikuttavat erityisen ilmiasuilmeneminen. Merkittävä geneettisiä variaatioita esiintyy keskuudessa väestön ja ymmärrystä tämä vaihtelu auttaa meitä räätälöimään hoidon yksilökohtaista lähestymistapaa turvallisempia ja tehokas lopputulos.

Perustuu toiminnallista merkitystä geenien säteilyn vastaus, olemme analysoineet yhdistys joidenkin tärkeistä geenivarianttien kuuluvat DNA-vaurioita vastaus, DNA korjaus, profibroottisia sytokiinien, hapettumisenestoaine geenien normaalia kudosta overreactor fenotyyppi (luokka 2 myrkyllisyys). Emme löytäneet mitään merkitsevää yhteyttä joko valitun SNP tai haplotyyppien kanssa riski mukosiitin ja ihon reaktio HNC potilailla. Kuitenkin havaitsimme yhdistys NBN (rs1805794) polymorfismi yhden muuttujan sekä monimuuttuja malli analyysi. Lisäksi, yksi NBN haplotyyppi liittyy vaikeaa suun mukosiitti. NBN on osa MRE monimutkaisia ​​(MRE11-RAD50-NBN), joka on mukana vahinko tunnistus, signalointi ja vastaaminen DSB: ihin [17]. Tämä polymorfia tuo muutos Nibrin proteiinia 185. kodoniasemassa välillä glutamiinihappo ja glutamiini ja toiminnallista merkitystä tämän muutoksen vielä epäselvää [18]. Kerrottiin, että rs1805794 ei liittynyt akuutteja sivuvaikutuksia sädehoidon syöpäpotilaista [18] [19]. Lisäksi on olemassa tutkimuksia, jotka raportoivat ei yhdistys rs1805794 ja myöhään säteilyn toksisuuksia [20] [21].

Tällä hetkellä on vain harvoja tutkimuksia liity normaaliin kudokseen myrkyllisyys ja genotyypin analyysi HNC potilailla, ja se on vähemmän selvää, onko SNP voi toimia biomarkkerina predicitng normaalia kudosta myrkyllisyys. Werbrouck ja työtoverit [22] raportoivat, että SNP DNA korjaavien geenien XRCC3 (rs861539) ja Ku70 (rs2267437) voi auttaa arvioimaan henkilön riskiä akuutin nielemisvaikeuksia. Tutkimuksessa Pratesi et al. [23] on ehdottanut, että potilailla, joilla XRCC1 (rs25487) ja RAD51 (rs1801320) on suurempi todennäköisyys sairastua mukosiitin ja nielemisvaikeudet in HNC potilailla. Toisin kuin aiemmat raportit, null variantteja GSTM1 ja GSTT1 ei myöskään todettu yhdessä kehittämään akuutit reaktiot [24]. Myös, suuren mittakaavan analyysi seulonnassa 3144 SNP: 156 rintasyöpäpotilaiden on paljastanut, että ABCA1 ja IL12RB2 polymorfismi ovat erittäin herkkiä säteilyn aiheuttamien dermatiitti [25]. Toisaalta useat tutkimukset, joiden tavoitteena on validointi vaikutusta TGFp 1 [26], [27], ATM, GSTP1, SOD2, TGFp 1, XPD ja XRCC1 [28] ovat osoittaneet tällaista yhdistys riskiä sairastua normaalia kudosta myrkyllisyys. Aiemmin raportit lähestymistavan kanssa haplotyyppianalyysissä ovat paljastaneet useita haplotyyppien kanssa merkittävää näyttöä ennustamiseksi akuutit reaktiot sädehoidon [4] [29] [30]. Meidän analyysi XRCC1 haplotyypin ei yhdistää suurenemisriskin akuutit reaktiot, mutta NBN haplotyyppi oli yhdistyksen mukosiitin .. Tutkimukset viittaavat siihen, että SNP tai haplotyyppien toiminnallisesti tärkeä kandidaattigeenit yksinään eivät lisäisi säteilyn aiheuttama akuutti reaktioita. Lisäksi laaja kirjallisuuskatsaus [8], [31] on ilmoittanut ristiriitainen yhdistys alttius säteilyn aiheuttamaa myrkyllisyyttä, joka tukee tarvetta lisätutkimuksia.

Yhteenvetona me raportoimme että geenivarianttien ja haplotyyppien NBN liittyy riski sairastua mukosiitin pään ja kaulan alueen syöpä potilailla, jotka saavat sädehoitoa /sädehoitoa. Sen lisäksi, että seulonta harvinaisia ​​variantteja, joilla on suuret vaikutukset sekä yhteinen variantteja pieniä vaikutuksia, meidän täytyy tunnistaa muun tyyppisiä vaihtelua ja tutkia geeni ympäristön vuorovaikutukset kehittää ennustavia malleja. Edelleen replikointi tuloksemme suuria tietomääriä kanssa polku lähestymistavan ja suuri genomin laajuinen yhdistys tutkimukset metodologinen lähestymistapa voi olla suurta hyötyä kehittää ennustavia biomarkkereita tämän monimutkaisen piirre, ja havainnot on itsenäisesti vahvistettava eri populaatioissa.

tukeminen Information

Taulukko S1.

univariate analyysi ehdokkaan yhden emäksen monimuotoisuus ja säteilyn aiheuttamaa ihon reaktioita luokittelemalla näytteiden perustuu kemosädehoito ja sädehoidon yksin.

doi: 10,1371 /journal.pone.0089079.s001

(DOCX) B Taulukko S2.

univariate analyysi ehdokkaan yhden emäksen monimuotoisuus ja säteilyn aiheuttamien suun mukosiitin jälkeen luokittelemalla näytteiden perustuu kemosädehoito ja sädehoidon yksin.

doi: 10,1371 /journal.pone.0089079.s002

(DOCX) B

Kiitokset

Olemme kiitollisia kaikkien osallistuvien potilaiden niiden yhteistyöstä. Olemme kiitollisuudenvelassa tohtori K. Satyamoorthy, johtaja, School of Life Sciences hänen kannustusta ja Manipal University tarjota tilat vaikka yrityksen tässä tutkimuksessa. Kiitämme professori P. Gopalakrishna Bhat, prof Padmalatha Rai S. ja Dr. Saadi Abdul Vahab varten hyödyllisiä kommentteja käsikirjoituksen.