Krooninen sairaus

tiivistelmä

Tulokset monietnisen seurantatutkimus osoitti merkittäviä eroja keuhkosyövän riskiä keskuudessa tupakoineita viidestä eri etnisten /rotuun ryhmiä. Samasta määrä poltettujen savukkeiden, ja erityisesti vaaleista tupakoitsijoita, Afrikkalainen amerikkalaiset ja havaijilaiset oli korkein riski keuhkosyöpään, Whites oli väli riski, kun taas Latinot ja Japani amerikkalaiset oli pienin riski. Analysoimme virtsanäytteitä 331-709 osallistujaa kustakin etninen ryhmä tässä tutkimuksessa aineenvaihduntatuotteiden fenantreenista, korvike syöpää aiheuttavia polysyklisiä aromaattisia hiilivety altistumista. Sopusoinnussa niiden keuhkosyövän riskiä ja aiemmat tutkimukset useiden muiden karsinogeenien ja myrkkyjen tupakansavun, Afrikkalainen amerikkalaiset oli merkittävästi (p 0,0001) korkeampi mediaani tasoilla kaksi fenantreenin aineenvaihduntatuotteiden 3-hydroxyphenanthrene (3-PheOH, 0,931 pmol /ml) ja fenantreeni tetraoli (phet, 1,13 pmol /ml) kuin valkoiset (3-PheOH, 0,697 pmol /ml; phet, 0,853 pmol /ml), kun taas Japani-amerikkalaiset oli merkittävästi (p = 0,002), alempia 3-PheOH (0,621 pmol /ml) kuin valkoiset. Phet tasot (0,838 pmol /ml) Japani-amerikkalaiset eivät poikkea Whites. Nämä tulokset ovat pääosin yhdenmukaisia ​​keuhkosyövän riskiä näistä kolme ryhmää, mutta tulokset havaijilaiset ja Latinot ovat monimutkaisempia. Teimme myös genomin laajuinen yhdistys tutkimuksessa etsimään tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa phet ja 3-PheOH tasoa. Poistaminen

GSTT1

selitti 2,2% vaihtelua Phet, kun taas vahvin yhdistys, rs5751777 (p = 1.8×10

-62)

GSTT2

geeni, selitti 7,7% vaihtelua Phet. Nämä GWAS tulokset viittaavat mahdolliseen suojaava vaikutus alemman

GSTT1

kopiomäärä variantteja on dioli epoksidi polku, joka oli odottamaton tulos. Yhdessä tulokset Tämän tutkimuksen lisänäyttöä, että eri mallien tupakoinnin vastaavat suurempi keuhkosyövän riski Afrikkalainen amerikkalaiset kuin valkoisten ja alemman keuhkosyövän riski Japani amerikkalaisia, kun taas muut tekijät näyttävät olla mukana erilaiset riskit havaijilaiset ja Latinot.

Citation: Patel yM, Park SL, Carmella SG, Paiano V, Olvera N, Stram DO, et al. (2016) aineenvaihduntatuotteet polysyklisten aromaattisten hiilivetyjen Fenantreeni virtsassa tupakoineita Five Etniset ryhmät kanssa riskien eroihin Lung Cancer. PLoS ONE 11 (6): e0156203. doi: 10,1371 /journal.pone.0156203

Editor: Max Costa, New York University School of Medicine, Yhdysvallat |

vastaanotettu: 02 maaliskuu 2016; Hyväksytty: 10 toukokuu 2016; Julkaistu: 08 kesäkuu 2016

Copyright: © 2016 Patel 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.

Data Saatavuus: Kaikki asiaankuuluvat data on julkisesti saatavilla NIH dbGaP tietokannan https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gap, Study Liittymisnumero: phs000220.v1.p1. Ylimääräiset tiedot pyynnöt olisi tehtävä Loic Le Marchand ([email protected]), päätutkija monietnisen kohorttitutkimuksessa.

Rahoitus: Tämä tutkimus tukivat apurahan no. CA-138338 U.S. National Cancer Institute (https://www.cancer.gov). Massaspektrometria toteutettiin vuonna Analytical Biochemistry resurssin vapaamuurareiden Cancer Center, tukee osittain National Cancer Institute Cancer Center Support myönnä. CA-77598.

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

Johdanto

Keuhkosyöpä on johtava syy syövän kuolemaan sekä miehillä että naisilla Yhdysvalloissa, jossa on yli 158000 kuolemantapausta vuonna 2015, noin 90%, josta aiheutuu tupakoinnin [1]. Maailmanlaajuinen vuonna 2012 oli 1.589.800 kuolemista keuhkosyövän, noin 3 minuuttia kohti [2]. Tupakointi osuus 80% maailmanlaajuisesta keuhkosyövän taakka miehillä ja vähintään 50% naisilla [3]. Vähenevät tämä kamala kuolonuhrien by tieteeseen perustuvia tupakoinnin sekä niihin liittyvät näkymiin ennaltaehkäisyssä keuhkosyöpään on kriittinen tavoite syöpätutkimukseen. Ymmärtäminen mekanismeista, joilla tupakointi aiheuttaa keuhkosyöpää on yksi tapa saavuttaa tämä tavoite.

Tulokset monietnisen Cohort (MEC) tutkimus antaa potentiaalisesti tärkeä johtoa ymmärtämään mekanismeja tupakoinnin aiheuttamien keuhkosyöpä. Tämä tutkimus osoitti, että sama määrä poltettujen savukkeiden, ja erityisesti alhaisilla tasoilla tupakoinnin, Afrikkalainen-amerikkalaiset ja havaijilaiset oli huomattavasti suurempi riski keuhkosyöpään kuin valkoisten samalla riskejä Latinot ja Japani-amerikkalaiset olivat merkittävästi alhaisemmat kuin niille Whites [4]. Meidän hypoteesi on, että fenotyyppisen ja genotyyppisten eroja näiden ryhmien jotka voisivat selittää heidän riskien eroihin keuhkosyöpään. Niinpä olemme analysoineet virtsanäytteiden lla kummankin etnisen ryhmän aineenvaihduntatuotteiden syöpää aiheuttavien aineiden ja myrkkyjen, joita esiintyy tupakansavu ja suorittivat myös genomin laajuinen yhdistys tutkimukset (GWAS) etsimään yhteisiä geneettisiä variantteja, jotka saattavat ennustaa eroista näiden aineenvaihduntatuotteiden [5-8]. Tulokset mennessä osoittavat merkittäviä eroja tasojen aineenvaihduntatuotteiden nikotiinin, tupakan erityisiä keuhko karsinogeeniksi 4- (methylnitrosamino) -1- (3-pyridyyli) -1-butanoni (NNK), akroleiini, krotonaldehydi, ja bentseenin kesken etnisten ryhmät, jotka voivat myötävaikuttaa havaittu eroja keuhkosyövän alttius MEC [5-8]. Olemme myös havainneet, vahvat suhteet polymorfismit tietyissä genes-

CYP2A6

,

UGT2B10

, ja

GSTT1

-ja pitoisuudet erityisten aineenvaihduntatuotteiden [5-8].

Polysykliset aromaattiset hiilivedyt (PAH) ovat suuri ryhmä rakenteellisesti samankaltaisten yhdisteiden aikana muodostunut epätäydellinen palaminen ja pyrolyysi orgaanista ainesta. Yleiset syyt altistuminen PAH sisältää saastuneen ilman, työperäinen altistus joita esiintyy alumiini- ja koksin tuotanto teollisuudessa ja katto- ja päällystys kanssa kivihiiliterva, kulutus paistettua ruokaa, ja tupakointi [9,10]. Tasomainen PAH-ainemolekyyliä, joista yleisin on 3-5 aromaattista rengasta, aina esiintyy yhdessä seoksina. Monet yksittäiset PAH osoittaa vahvaa karsinogeeninen keuhkoissa ja muissa kudoksissa laboratorioeläinten ja tietyissä ammateissa liittyvät PAH altistuksen katsotaan ihmiselle syöpää aiheuttava [9]. Bentso [

] pyreeni, laajalti tutkittu prototyyppi ja erittäin syöpää aiheuttavien PAH, on myös luokiteltu ihmisille syöpää aiheuttaviksi [9]. PAH pidetään joukossa Syinä keuhkosyövän tupakoineita [11]. Fenantreeni, jossa 3 kulmikas rengasta, on tyypillinen jäsen PAH luokan vaikka se ei ole merkittävää karsinogeenisuus [9]. Fenantraseenia metaboliittia on laajalti käytetty annosmittarit PAH altistuksen koska niiden tasot vaihtelevat kanssa syöpää aiheuttavia PAH aineenvaihduntatuotteiden ja johtuen suurempaa fenantreenin PAH seosten fenantreeniä metaboliitit helpommin määrällisesti [12]. Tutkimuksessa raportoitu täällä, me määrällisesti 3-hydroxyphenanthrene (3-PheOH) ja fenantraseenia tetraoli (Phet) (kuvio 1) virtsassa tupakoitsijoista viidestä eri etnisten ryhmien MEC, ja toteutti GWAS tutkimaan liittyvien geenien 3-PheOH ja phet korkeana näissä tupakoitsijoita.

Materiaalit ja menetelmät

Oppiaineet

hyväksyntä tähän tutkimukseen, mukaan lukien lupamenettely, saatiin Institutional Review Boards of Minnesotan yliopiston, Havaijin yliopiston ja University of Southern California. TET toimitti kirjallisen suostumuksen. IRB koodinumero: 0912M75654. Koehenkilöt Tässä tutkimuksessa ovat alaryhmä virran tupakoijat monietnisen kohorttitutkimuksessa (MEC). MEC on tulevaisuuteen kohorttitutkimuksessa tutkivat yhdistyksen geneettisten ja elämäntapaan liittyvien tekijöiden, joilla on kroonisia sairauksia populaation monipuolisia etniseltä taustaltaan [13]. Kohortti koostuu 215251 miehiä ja naisia, iältään 45-75 lähtötilanteessa, jotka kuuluvat pääasiassa yhden seuraavista viidestä etnisten /roturyhmiä: Afrikkalainen amerikkalaiset, havaijilaiset, Whites, Latinos, ja japanilaiset amerikkalaisia. Mahdolliset osallistujat tunnistettiin ja palvelukseen vuosien 1993 ja 1996 Havaijilla ja Kaliforniassa (lähinnä Los Angeles County) kautta äänestäjien rekisteröinti listojen ajokortin tiedostoja, ja terveydenhuollon rahoitus Administration tiedot. Kukin osallistuja suorittanut posti-itsehallinnollinen kyselylomake, joka sisälsi kysymyksiä demografiset, ruokavalion, elintapojen, tupakoinnin ja muiden altistumisen tekijöistä.

Noin 10 vuoden kuluttua niiden saavuttua MEC, 2393 tupakoijilla osallistui MEC bio-näytteen osa-kohortti jossa verinäyte ja ensimmäisen aamuvirtsalla (aiheet palvelukseen Kaliforniassa) tai yön virtsanäyte (aiheet palvelukseen Havaijilla) kerättiin. Osallistujat myös suorittanut epidemiologisissa kyselylomake, tupakointi historia kyselylomake ja pistoskalenteriin. Yön yli virtsanäyte kerättiin alkaa seitsemäntoista-kaksikymmentäyksi (aiheesta riippuen) ja se sisältää kaikki virtsaneritys yöllä sekä aamuvirtsassa. Kaikki virtsa pidettiin jäissä, kunnes käsittely. Alikvootit jälkeen säilytettiin -80 ° C: ssa pakastimessa kunnes ne analysoitiin. Hyväksyntä tätä tutkimusta varten, mukaan lukien lupamenettely, saatiin Institutional Review Boards of Minnesotan yliopiston, Havaijin yliopiston ja University of Southern California.

Yöpyminen tai aamuvirtsassa käytettiin mittaamaan yhteensä nikotiini ekvivalenttia (TNE), joka sisältää summan nikotiinin ja sen metaboliittien nikotiinin glukuronidi, kotiniini, kotiniini glukuronidi, 3′-hydroksikotiniini, 3′-hydroksikotiniini glukuronidi, ja nikotiinin

N

-oksidi [5], yhteensä 4- (methylnitrosamino) -1- (3-pyridyyli) -1-butanolia (NNAL) [7],

S

-phenylmercapturic happoa (SPMA) [14], 3-hydroxypropylmercapturic happo (3-HPMA [8]), 3-hydroksi-1-methylpropylmercapturic happo (HMPMA) [8] sekä phet ja PheOH, jonka menetelmät on kuvattu alla. Kreatiniini analysoitiin käyttämällä kolorimetristä mikrolevyn määritys (CRE34-K01) hankittiin Eagle Bioscience (https://stores.eaglebio.com/creatinine-microplate-assay-kit).

Tilastolliset menetelmät

tätä analyysiä varten 2310 aiheita olivat säilyneet. Näiden koehenkilöiden TNE 1,27 nmol /ml (4-kertainen määritysrajan) [5] ja oli joko phet tai 3-PheOH mitattuna. Niistä 2310 aiheita, 14 koehenkilöiden puuttuu toimenpiteitä Phet ja 56 koehenkilöllä puuttui toimenpiteitä 3-PheOH.

Lisäksi aiheisiin säilytetään tämän analyysin, osallistujat, jotka puuttuivat toimenpiteet BMI tai savuketta päivässä (CPD) ajankohtana virtsan keräys olivat laskennallisia käyttämällä Markovin ketju Monte Carlo -menetelmää ja PROC MI lausunto SAS v9.2 ohjelmiston (SAS Institute, Cary, NC). Tiedot koskevat yhtiöveron on julkaistu [5,7].

tutkia korrelaatio phet, 3-PheOH ja toimenpiteitä tupakoinnin [savuketta päivässä (CPD) ja TNE], Pearsonin osittainen korrelaatiokertoimet (r ) oikaistiin iän, sukupuolen ja rodun /etnisyyden ja kreatiniinipitoisuus (luonnollinen log). Wilcoxonin Mann-Whitneyn testiä käytettiin vertaamaan listalla Phet ja 3-PheOH tasoilla koko rodun /etnisyyden. Myös kovariaattina korjattu geometriset välineet Phet ja 3-PheOH laskettiin kunkin etnisen /rodullisen ryhmän keskiarvoon kovariaatin vektorin. Käytimme neljä monimuuttuja lineaarisia malleja. Ensimmäinen säädetty seuraavien ennustajia: ikä hetkellä virtsan keräys (jatkuva), sukupuoli (tarvittaessa), rodun, BMI (luonnollinen log) ja kreatiniinipitoisuus (luonnollinen log) ja toinen lisäksi oikaistu TNE. Loput kaksi mallia ei sisältänyt kreatiniinitasoja. Vastata paremmin mallin oletusten toimenpiteiden Phet ja 3-PheOH oli muuttaa ottamalla luonnollinen logaritmi. Helpottamiseksi tulkinnan arvot esitetään taulukoissa olivat takaisinmuunnoksen kuin geometristen keskiarvojen niiden luonnollisessa mittakaavassa.

Analyysi 3-PheOH ja phet

Nämä analyysit suoritettiin oleellisesti kuten on kuvattu aiemmin [15,16]. Tiettyjä muutoksia tehtiin 3-PheOH määritys mahtuu suuri määrä näytteitä. Määritys suoritettiin 350 ul näytettä virtsan, käyttäen 96-kuoppaisilla levyillä. Ensimmäisen kiinteän faasin uuttaminen suoritettiin Isolute (Biotage) 400 mg tuettu neste-neste-uutto levy eluoimalla tolueenilla. Näytteet puhdistettiin edelleen 96-kuoppalevyillä, jotka sisältävät 30 mg per kuoppa kupariftalosyaniinia Rayon, sitten silyloida ja analysoitiin GC-elektroni vaikutus-MS olennaisesti aikaisemmin kuvatulla tavalla. Niistä sokea kahtena näytteitä oli välinen erän CV 12,2% varten Phet ja 19,7% 3-PheOH. Sisäiset erän ansioluettelot olivat 5,8% ja 9,5% vastaaville aineenvaihduntatuotteiden. Jokainen erä sisälsi suunnilleen saman määrän aiheita kustakin sukupuolen ja etnisen ryhmän.

geneettisten menetelmien

genotyyppi yhteensä 2418 nykyisen tupakoitsijoita käyttäen Illumina Human1M-Duo BeadChip (1199187 SNP), aikaisemmin on kuvattu muualla [6]. Olemme myös laskennalliset variantteja 1000 Genomes Project (https://www.1000genomes.org/) käyttäen SHAPEIT [17] ja IMPUTE2 [18], jossa on kosmopoliittinen viitaten paneeli, jossa kaikki ryhmät mukana. Lähetä syytöksensä SNP: tä suodattaa sellaisen IMPUTE2 info pisteet ≥0.30 ja pieniä alleelin taajuus (MMM) 1% kaikissa MEC etnisen ryhmän. Saat PhET ja 3-PheOH, yhteensä 2225 ja 2185, vastaavasti, TET täysin genotyypin ja fenotyypin tietojen ja 11892802 SNP /indeleitä (1131426 genotyyppi ja 10761376 laskennalliset) sisällytettiin lopulliseen analyyseissä. GWAS analyysit ikä-, sukupuoli, painoindeksi, TNE, rotu ja pääkomponentit, joiden p-arvo katkeaminen 5×10

-8 varten genominlaajuisten merkitys. Alueiden välillä useiden maailmanlaajuisesti merkittävä yhdistysten käytimme ehdollinen malleja määrittämiseen johtava loci. Olemme myös suorittaa etnisen erityisiä analyyseja löytää väestölle erityinen loci merkitystä.

GSTT1

poisto polymorfismi onnistui genotyyppi keskuudessa 2111 yksilöiden kautta TaqMan käyttäen valmiiksi suunniteltu TaqMan

GSTT1

kopioluvun määritys (Hs00010004), ja ajaa 7900HT Fast Real-Time System (Life Technologies, Foster City, CA). Kopioi numero laskee laskettiin Life Technologies CopyCaller v2.0 ohjelmisto.

tupakointi muuttujista vähiten neliön välineet (tai geometristen keskiarvojen) arvioitiin ja verrattiin kesken väestö, tässä tapauksessa kopiot

GSTT1

. R-potenssiin arvot arviointiin käytettiin prosenttiosuutta vaihtelua Phet ja 3-PheOH osuus, jotka vaihtoehtojen tarkastelu.

Tulokset

Ominaisuudet tutkimushenkilöillä, joiden virtsassa analysoitiin 3-PheOH tai Phet, ja tietoja niiden savukkeiden kulutusta ja TNE on koottu taulukkoon 1. oli 331-709 aiheista kohti etnisen ryhmän, jonka keskiarvo on iät vaihtelevat 60-65 vuotta, ja BMI 24,4-26,9 kg /m

2 . Kreatiniini vaihtelivat alimmillaan 54 mg /dl Whites korkeimmillaan 89 mg /dl Afrikkalainen-amerikkalaiset, ja savuketta päivässä alimmillaan 7,1 vuonna Latinot ja korkeimmillaan 20 Whites. TNE olivat alhaisimmat (27,2 nmol /ml) Japani amerikkalaiset ja korkein (44,4 nmol /ml) Afrikkalainen amerikkalaiset. Kaikki ominaisuudet olivat merkittävästi erilaiset ryhmien kesken (P 0,0001).

Poikien savustettu huomattavasti enemmän savuketta päivässä kuin naisilla kaikissa ryhmissä paitsi Afrikkalainen amerikkalaiset (p = 0,08). TNE olivat merkittävästi korkeampia miehillä kuin naisilla keskuudessa Afrikkalainen amerikkalaiset, valkoiset, ja japanilaiset amerikkalaiset (p = 0,01).

korrelaatiot joukossa 3-PheOH, phet, TNE, yhteensä NNAL, SPMA, 3-HPMA ja HMPMA on esitetty yhteenvetona taulukossa 2, koko ryhmä ja erikseen miehille ja naisille. Kaikki korrelaatiot olivat tilastollisesti merkitseviä (useimmat P 0,0001).

Voimakkaimmin korrelaatiot yleisessä ryhmässä olivat välillä 3-PheOH ja Phet (Pearsonin r = 0,49-0,59).

Koska suuria eroja kreatiniinitasoissa ryhmien kesken, metaboliittitasoihin ilmaistiin per ml virtsaa. Mediaanit ja kvartiiliväliä 3-PheOH ja Phet on koottu taulukkoon 3. huippunimistä 3-PheOH, 0,931 pmol /ml virtsaa, havaittiin Afrikkalainen amerikkalaiset, ja nämä olivat huomattavasti korkeampia (P 0,0001) kuin valkoiset , 0,697 pmol /ml virtsaa. Alhaisin 3-PheOH, 0,621 pmol /ml virtsaa todettiin Japanin amerikkalaiset ja nämä olivat huomattavasti pienemmät kuin valkoisten (P = 4.50×10

-3). Korkea Phet, 1,13 pmol /ml virtsaa, löydettiin myös Afrikkalainen amerikkalaiset ja olivat huomattavasti korkeammat kuin valkoiset (0,853 pmol /ml virtsaa, P = 0,0001). PhET tasot Japani amerikkalaiset eivät olleet merkittävästi erilaisia ​​kuin valkoiset. Kun kahtia sukupuolen, Afrikkalainen amerikkalaiset oli korkeampi sekä 3-PheOH ja phet kuin valkoiset ja japanilaiset amerikkalaiset olivat alhaisempi kuin valkoisten, ja useimmat erot olivat merkittäviä.

Tasot 3-PheOH vuonna virtsaa Latinot olivat samanlaisia ​​kuin valkoisten samalla tasolla havaijilaiset olivat huomattavasti pienemmät kuin valkoisten (P = 0,0107). Tasot Phet virtsassa Latinot oli merkittävästi korkeampi kuin valkoisten (P 0,0001) kun taas havaijilaiset olivat samanlaiset kuin valkoiset. Kun kahtia sukupuolen, suurin osa näistä vertailuja oli ei-merkitsevä tai rajatapaus, paitsi Phet Latino naisilla, mikä oli merkittävästi korkeampi kuin valkoisten (P = 7.00×10

-4).

geometrisia keskiarvoja 3-PheOH ja phet ilmaistuna per ml virtsaa, on esitetty taulukossa 4. Malli 1, säätämisen ikä, sukupuoli, ja BMI, Afrikkalainen amerikkalaiset oli korkeimman sekä 3-PheOH ja phet ja japanilaiset amerikkalaiset alhaisin; nämä tasot olivat merkittävästi erilaisia ​​kuin valkoiset. Model 2, lisäksi säätämisen TNE, samanlaisia ​​tuloksia saatiin, paitsi että Japani amerikkalaisten 3-PheOH tasoa eivät olleet merkittävästi erilaiset kuin valkoisten, ja niiden PhET tasot olivat merkittävästi korkeammat kuin valkoiset. Latinot oli merkittävästi korkeampi 3-PheOH ja phet kuin valkoiset molemmissa malleissa taas havaijilaiset oli alhaisempi kuin valkoisten, ja nämä olivat merkittäviä 3-PheOH Model 1. Muita säätö kreatiniinin Model 1 poisti merkittävää eroa Afrikkalainen amerikkalaiset ja valkoisten tasoja 3-PheOH ja Phet (tuloksia ei esitetty), johtuen suhteellisen korkeat kreatiniinipitoisuuksia Afrikkalainen amerikkalaiset (taulukko 1).

GWAS analyysit 3-PheOH ja Phet, havaitsimme vähän todisteita inflaation testisuureen yleisessä monikansaisen näyte (λ = 1,0, S1 ja S2 kuvioissa) tai minkään yksittäisen etnisen ryhmän (0,96 ≤ λ n ≤ 1,0) joko fenotyyppi. Yleisessä analyysi Phet oli 408 maailmanlaajuisesti merkittävä varianttien välissä 24,2-24,4 Mb lähellä alueella

glutationi S-transferaasi T1

ja

T2

(

GSTT1

ja

GSTT2

) kromosomissa 22q11 (S3 kuvio, S1 taulukko). Oli kolme muiden harvinaisten maailmanlaajuisesti merkittävä yhdistysten kromosomeissa 1, 6 ja 14. kromosomi 1 muunnos sijaitsee introni alueella avoimen lukukehyksen geenin

C1orf159

, 109 Mb päässä

GSTM1

geeni. Kromosomi 6 variantti sijaitsee geenin

PPP1R14C

, proteiini fosfataasin geeni osallistuu proteiinisynteesiä ja aineenvaihduntaan, ja kromosomi 14 variantti on lähellä geeni

TTC6 /FOXA1

. Koska nämä kolme vaihtoehtoa ovat harvinaisia, keskitämme esityksen maailmanlaajuisesti merkittävä yhdistysten kromosomissa 22 lähellä geenejä

GSTT1

ja

GSTT2

.

Kun 408 maailmanlaajuisesti merkittävä yhteydet olivat perustu

GSTT1

poisto polymorfismi, jäljelle jäi 262 maailmanlaajuisesti merkittävä variantteja;

GSTT1

poisto ei täysin selitä yhdessä Phet (S2 taulukko).

GSTT1

poisto selittää vain 2,2% vaihtelua phet verrattuna vahvin yhdistys, rs5751777 (p = 1.8×10

-62), joka omasta selittää 7,7% vaihtelua Phet . Poistaminen alleeli, joka liittyy merkittävästi pienempi Phet tasoilla koko ryhmän (p = 3,4 x 10

-16) ja havaijilaiset, valkoiset, ja Latinot, taajuus vaihtelee vastapäätä väestöä 0,40 Latinot 0,66 in japani (taulukko 5). Erittäin merkitseviä havaittiin 22q11 ovat osittain selittyä

GSTT1

poisto (n = 2097; taulukko 5). Kautta eteenpäin valinta regressioanalyysillä (at kynnys 1×10

-3) 262 variantit pysyivät merkitsevästi yhteydessä phet oikaistu

GSTT1

poisto polymorfismi tunnistimme 5 riippumaton variantteja myös meidän top yhdistys rs5751777 (taulukko 6). Yhdessä nämä 5 vaihtoehtoja selitti 9,33%: n vaihtelua phet.

etninen erityisiä GWAS analyysit Afrikkalainen amerikkalaiset oli 16 maailmanlaajuisesti merkittävä variantit kromosomissa 22 lähelle

GSTT2

geeni, sillä Latinot oli 141 maailmanlaajuisesti merkittävä variantteja, sillä japanilaiset amerikkalaiset oli 206 maailmanlaajuisesti merkittävä variantteja, sekä havaijilaiset ja valkoisten oli 59 maailmanlaajuisesti merkittävä variantteja lähellä

GSTT2

ja

GSTTP1

geenit (S4-S8 kuviot).

GSTT1

poisto polymorfismi selittää 0,1% vaihtelua Phet keskuudessa Afrikkalainen amerikkalaiset 5,7%: n vaihtelua Phet keskuudessa Latinot (taulukko 5). Lisääntyvä

GSTT1

kopio numerot olivat merkitsevästi yhteydessä korkeampaan Phet tasolla (p = 3,4 x 10

-16) yleisessä ryhmässä ja havaijilaiset, valkoiset ja latinot (taulukko 5).

ei ollut maailmanlaajuisesti merkittävä variantteja joko koko tai etnisen erityisiä analyyseja 3-PheOH käyttämällä genomista kynnyksen p 5×10

-8 (S2 Kuva).

keskustelu

Aiemmissa analyyseissä tupakansavun syöpää aiheuttavaksi ja myrkyllistä ainetta aineenvaihduntatuotteiden virtsanäytteistä päässä MEC, olemme havainneet, että Afrikkalainen amerikkalaiset oli suurin TNE tasoa ja japani amerikkalaiset alimman, molemmat ovat merkittävästi erilaisia ​​kuin väli- tasot Whites [ ,,,0],5]. Yhdenmukaisesti näiden havaintojen, Afrikkalainen amerikkalaiset oli myös korkeimmat NNAL ja sen glukuronideiksi, aineenvaihduntatuotteiden tupakan erityisiä keuhko karsinogeeni NNK, kun taas Japani amerikkalaiset oli pienin, ja nämä olivat merkittävästi erilaisia ​​kuin Whites [7]. Lisätutkimukset osoittivat täysin samoin tulokset

S

-phenylmercapturic happo, metaboliitti haihtuvan myrkyllisyyttä ja karsinogeeni bentseeni [14]. Tutkimuksessa raportoitu täällä, olemme laajentaneet näitä analyysejä 3-PheOH ja phet, aineenvaihduntatuotteiden fenantreenista edustaja PAH. Yhdenmukainen aiempien tutkimusten löydämme korkeista 3-PheOH ja phet vuonna Afrikkalainen amerikkalaiset, ja alin taso 3-PheOH in Japani amerikkalaisia, ja nämä olivat merkittävästi erilaisia ​​kuin valkoiset. Kaiken kaikkiaan nämä tulokset antavat vakuuttavia todisteita siitä, että altistuminen edustaja tupakansavulle karsinogeenejä-NNK, bentseeni ja PAH-on korkein Afrikkalainen amerikkalaiset, jotka ovat suurin riski keuhkosyöpä MEC, ja pienin japanilainen amerikkalaiset alhaisimmalla riski keuhkosyöpä. Siten erot karsinogeeni altistuminen tupakansavulle näistä kolmesta ryhmät voivat ainakin osittain selittää eri riskejä keuhkosyöpään. Afrikkalainen amerikkalaiset tupakoi eri Whites, talteen enemmän nikotiinia ja enemmän karsinogeeneja savuketta kohden (taulukko 1 ja [5,7]). Tämä on sopusoinnussa myös havainto, että joukossa Afrikkalainen amerikkalaiset, aikaa ensimmäisen savukkeen herätessä aamulla on huomattavasti lyhyempi kuin valkoiset [19]. Japani amerikkalaiset ovat suurempi määrä

CYP2A6

polymorfismien liittyy pienempi nikotiinia aineenvaihdunta kuin valkoiset, ja näin ollen tarve saada vähemmän nikotiinia savuketta kohti ja altistuvat sen vuoksi alentaa määriä muita myrkkyjen ja karsinogeeneja kuin valkoiset [20], vaikka asia ei ollut niin vahva tässä tutkimuksessa, ehkä johtuu muista PAH altistumisen reitit Japanin amerikkalaiset.

Hydroksyloituja PAH kuten virtsan 3-PheOH ja läheistä sukua yhdiste 1-hydroxypyrene hyväksytään biomarkkerit PAH altistumisen [21]. Nämä yksinkertaiset hydroksyloitu PAH metabolisesti muodostettu P450-katalysoitu epoksidaatio PAH rengas seuraa uudelleenjärjestely epoksidi ( ”NIH shift”) tai suoralla hapetuksella PAH rengas [9,10]. Nämä yksinkertaiset aineenvaihduntaan suosivat suora suhde PAH altistumisen ja taso hydroksianalogin metaboliitin virtsassa. Lisäksi kun kyseessä on fenantreenin, noin 90% sen erittyy metaboliittien löytyy virtsasta, joka perustuu rotilla [22]. Siten virtsan 3-PheOH on erinomainen biomarkkereiden altistumisen fenantreenin edustaja PAH läheisesti syöpää aiheuttavien PAH kuten bents [

] antraseeni, kryseeni, benzofluoranthenes, ja bentso [

] pyreeniä joka muodostuu samanaikaisesti aikana tupakointi polttamalla tupakkaa. Nhanes tutkimus 3-PheOH ilmoiteta tasoa tämän virtsametaboliitista tupakoitsijoilla, jotka ovat samanlaisia ​​kuin tutkimuksessamme [12]. Aineenvaihduntaa johtava väylä PhET on monimutkaisempi, ja tulkinta tuloksena tiedot eivät ehkä ole niin yksinkertaista. [23] Aluksi muodostunut epoksidi hydratoidaan on dihydrodioliksi, katalysoivat epoksidihydrolaasia. Tämä dihydrodioliksi sitten edelleen hapetetaan dihydrodioliksi epoksidi, joka sitten hydrolysoituu muodostaen Phet. Kuten alla, epoksidit mahdollisesti voidaan myrkyttömäksi glutathione-

S

-transferases, jotka voivat vaikuttaa phet tasoilla. Suuremmille PAH kuten bentso [

] pyreenin, samassa järjestyksessä reaktioiden tuloksena Phet johtaa suuren perimmäinen karsinogeeni, bentso [

] pyreeni-7,8-dihydrodiol- 9,10-epoksidi (BPDE) [10,24,25]. Siten PhET voidaan pitää korvikkeena PAH altistuminen

plus

metabolista aktivointia, ja tasot Phet ihmisen virtsassa korreloi ne Tetraolin peräisin BPDE [26]. Huolimatta näistä monimutkaisuutta, altistuminen fenantreeniä on merkittävä liikkeellepaneva voima phet muodostumiseen, kuten on osoitettu korrelaatio 3-PheOH ja Phet (Pearsonin r = ,49-,59).

Huomattavaa näyttöä suosii merkittävä rooli PAH koska syyt keuhkosyövän tupakoineita [27]. Useita PAH on havaittu tupakansavun ja jotkut näistä ovat voimakkaita karsinogeeneja, helposti asiakkuutta kasvaimia antokohdassa, kuten keuhkoihin, sekä kaukaisiin sivustoja [11,28,29]. Subfraktioita tupakansavun lauhde rikastunut PAH ovat kasvain aloitteentekijöitä hiiren ihon, ja yhdistelmä tupakansavun PAH ja kasvainjouduttimet tai co-karsinogeenejä osittain yhteenveto siitä karsinogeeninen tupakansavun lauhde hiiren ihon kokeiluja [28]. Yhteensä tasot vahvistettu keuhkojen syöpää aiheuttavien PAH tupakansavun ovat noin 50-60 ng /savuke, samanlainen taso keuhkojen karsinogeeni NNK [27]. DNA additiotuotteet BPDE on havaittu keuhkokudosanalyysin joitakin tupakoitsijoita, ja reaktiot BPDE ja muiden PAH diolin epoksidi aineenvaihduntatuotteiden kanssa

p53

tuumorisuppressorigeeniä tuottaa additiotuotteiden samaan sivustot tiedetään olevan mutaatiostatuksesta kriisipesäkkeisiin ihmisen keuhkosyöpä (vaikka sama kuvio muodostuu myös akroleiini) [30-33].

tasot 3-PheOH olivat merkittävästi alhaisemmat havaijilaiset kuin valkoiset, joka on sopusoinnussa aikaisempien havaintojen varten TNE ja koko NNAL. Nämä tulokset viittaavat siihen, että saanti savun ainesosien havaijilaiset on vähemmän kuin valkoiset, huolimatta siitä, että ne ovat suurempi riski keuhkosyöpään. Olemme raportoineet kuitenkin, että virtsan tasoilla akroleiinin biomarkkereiden 3-HPMA olivat korkeimmat havaijilaiset verrattuna muihin MEC ryhmiä, mikä viittaa siihen, että endogeeninen liittyviä prosesseja lipidiperoksidaatiossa ehkä osansa suhteellisen korkea riski havaijilaiset keuhkosyöpään. Tasot Phet olivat merkittävästi korkeammat Latinot kuin valkoiset, ja tämä vaikutus rajoittui naisilla. Tämä eroaa havaintojemme kanssa TNE ja koko NNAL, ja vaatii lisätutkimuksia. Yhdessä nämä havainnot viittaavat siihen, että on olemassa tekijöitä, jotka vaikuttavat keuhkosyöpää alttius havaijilaiset ja Latinot, joita ei ole kirjattu aineenvaihdunta ja geneettiset tutkimukset tasalla.

GWAS osoitti signaalin liittyy phet kromosomissa 22 lähellä

GSTT1

ja

GSTT2

. Vaikka glutationi-S-transferaasit M1 (GSTM1), GSTP1, ja GSTA1 tiedetään katalysoivan vieroitus diolia epoksidien muodostettu eri PAH on niukasti näyttöä siitä, että GSTT1 tai GSTT2 on aktiivisuutta vieroitus PAH epoksidien tai dioli epoksidit, mukaan lukien muodostuu fenantreeni [34-39]. Siinä määrin, että tällainen toiminta on olemassa, olisimme odottaa

alhaisemmat

tasoja Phet yksilöissä sekä jäljennökset

GSTT1

geeni koska dioli epoksidin edeltäjä PhET olisi siepata (kuvio 1 ), mutta sen sijaan havaitsimme merkittävästi

suurempi

tasoja Phet yksilöissä sekä kopiota geenistä (taulukko 5). On olemassa näyttöä joidenkin aikaisempien tutkimusten että

GSTT1

poisto on suojaava, joka olisi sopusoinnussa meidän yllättävä havainto alempien Phet tasoilla null yksilöitä, mutta tämä edellyttää lisätutkimusta [40]. Ilmeisesti suhde GSTT1 ja GSTT2 toiminta PhET tasoja voi olla monimutkaisempi kuin aiemmin luultiin.

Yhteenvetona Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat korkeampi otto syöpää aiheuttavien PAH, kuten on osoitettu virtsan 3-PheOH ja PhET tasoilla Afrikkalainen amerikkalainen tupakoitsijoita kuin valkoisten ja alemmat tasot japani Amerikan tupakoitsijoita. Nämä havainnot ovat yhdenmukaisia ​​aiempien tutkimusten osoittavat malleja nikotiinin, tupakan erityisiä nitrosoamiinin, ja bentseeniä otto näissä ryhmissä, sopusoinnussa niiden riskien eroihin keuhkosyöpään. Suhteet PAH oton keuhkosyöpään riskiä havaijilaiset ja Latinot näyttävät olevan monimutkaisempi. Havaitsimme myös vahva vaikutukset

GSTT1

poisto ja

GSTT2

polymorfismin vaikutus phet tasolla, mikä viittaa aiemmin tuntemattomia tekijöitä, jotka vaikuttavat PAH dioli epoksidi- metabolisen aktivaation kautta.

tukeminen tiedot

S1 Kuva. Rikvantiilin-rikvantiilin juoni havaittujen ja odotettavissa -log

10 transformoituja p-arvot assosiaatio phet tasojen ja genotyyppi tai laskennallisia alleeleissa monietniselle GWAS analyysi.

Doi: 10,1371 /journal.pone.0156203.s001

(JPG)

S2 Kuva.