Genetisk variation i CYP3A4 och CYP3A5in primär lever, mag- och kolorektal cancer patients

genetiska variationen i CYP3A4 Mössor och CYP3A5
i primär lever, mag- och tjocktarmscancerpatienter Bild Sammanfattning
Bakgrund
narkotika enzymer spela en roll i kemisk carcinogenes genom enzymatisk aktivering av procarcinogener till biologiskt reaktiva metaboliter. Rollen av genen polymorphisms av flera cytokrom P450-enzymer i matsmältnings cancerrisk har undersökts. Men läkemedels enzymer med bredare substratspecificitet, CYP3A4 och CYP3A5, har inte analyserats hittills. Denna studie syftar till att undersöka samband mellan gemensamma CYP3A4 och CYP3A5 polymorphisms och mag cancerrisk.
Metoder
CYP3A4 och CYP3A5-genotyper bestämdes i 574 personer, inklusive 178 patienter med primär levercancer, 82 patienter med magcancer, 151 patienter med . kolorektal cancer, och 163 friska individer
Resultat sälja The variant allel frekvenser för patienter med levercancer, magsäckscancer, kolorektal cancer och friska kontroller, respektive, var: CYP3A4 * 1B
, 4,8% (95% CI 2,6-7,0), 3,7% (0,8 till 6,6) 4,3% (2,0 till 6,6) och 4,3% (2,1 till 6,5); CYP3A5 * 3
, 91,8% (93,0 till 97,4), 95,7% (92,6 till 98,8), 91,7% (88,6 till 94,8) och 90,8% (87,7-93,9). Sambandet mellan CYP3A4 * 1B Mössor och CYP3A5 * 3
variant alleler skilde sig inte signifikant mellan patienter och kontroller. Inga skillnader i genotyper, allel frekvenser, eller association mellan variant alleler observerades med avseende på kön, ålder vid diagnos, tumörstället eller scen.
Slutsats
Vanliga polymorfismer av CYP3A4 Mössor och CYP3A5
gener gör inte ändra risken för att utveckla cancer i matsmältningsapparaten i Västeuropa.
bakgrund
identifiering av låga penetrans gener som kan öka risken för att utveckla cancer skulle kunna utgöra ett viktigt verktyg för att identifiera personer med ärftlig ändrad känslighet. I detta avseende, har betydelsen av narkotika enzymer i cancerrisk varit föremål för flera hundra studier genomförda under det senaste decenniet [1]. Huvudhypotesen bakom sambandet mellan narkotika enzymer och kemisk karcinogenes är baserad på den enzymatiska aktiveringen av procarcinogener till biologiskt reaktiva metaboliter. Dessa reaktiva metaboliter skulle samverka med DNA och därigenom orsakar förändrad genexpression eller funktion, och så småningom karcinogenes. Den primära metabolism av en mängd olika xenobiotiska carcinogener huvudsakligen medieras av cytokrom P450 (CYP) enzymer som tillhör de CYP 1, 2 eller 3 familjer, som tillsammans utgör 25 olika isoenzymer. Bland dem, den mest relevanta är CYP1A1, CYP1A2, CYP1B1, CYP2E1, CYP3A4 och CYP3A5 [2-4]. De flesta av de sistnämnda enzymerna är polymorfa, muterade alleler orsakar avskaffas, minskad eller förändrad enzymaktivitet. Hittills har flera studier fokuserat på rollen av genen polymorfism eller enzymaktiviteter av CYP1A1 [5-11], CYP1A2 [7, 12-14], CYP1B1 [7, 15] och CYP2E1 [6, 16-19] i matsmältnings cancerrisk. Icke desto mindre påverkan på cancerrisken av polymorfismer av CYP enzymer med den bredare substratspecificitet, nämligen CYP3A4 och CYP3A5, har inte analyserats i detalj så långt.
CYP3A4 och CYP3A5 enzymer är de viktigaste enzymerna för läkemedelsmetabolism hos vuxna [ ,,,0],20], båda enzymerna utgör nästan 30% av de totala CYP-enzymer som uttrycks i den mänskliga levern [21]. Eftersom ingen individuell kvantifiering av CYP3A4 och CYP3A5 in vivo
är för närvarande möjligt på grund av en bred substratspecificitet överlappning, är de förenade enzymaktivitet betecknas som CYP3A [22]. Både CYP3A4 och CYP3A5 uttrycks i lever, mage, kolorektal epitel och kolorektal cancervävnad [23-26], även om stora inter skillnader i uttrycket av båda enzymerna [27-29]. Förutom en lokal effekt av enzymaktiviteter i metabolismen av cancerframkallande ämnen, kommer sannolikt att påverka den luminala eller vaskulär leverans av cancerframkallande molekyler till levern eller kolon CYP3A4 /5-beroende metabolism i den proximala tarmen.
Dessa fakta ger en rimlig hypotes för organspecifika kost procarcinogen aktivering och därför mag cancerrisken. Hypotesen att motivera den aktuella studien är baserad på det faktum att CYP3A4 och CYP3A5 enzymaktiviteter är involverade i aktiveringen av flera procarcinogener, inklusive aflatoxin B1 stergmatocystin, livsmedels härrör heterocykliska aminer, alfa-hydroxitamoxifen och N'-nitrosonornikotin, och att både enzymer uttrycks till en hög nivå i mag-tarmkanalen [27 30-36]. Således kan man hypotesen att genetiska skillnader som orsakar variation i förordningen, uttryck eller aktivitet av CYP3A-enzymer skulle vara relevanta faktorer som modifierar cancerbenägenhet eller kliniskt utfall. Dessa föreningar allel-sjukdoms har redan visats för CYP3A gen polymorfism och prostata, bröst och lungcancer [37-43], om än med kontroversiella resultat. Även CYP3A4 och CYP3A5 spela en relevant biologisk roll i levern och i tarmepitelet har inga studier behandlas om polymorfism av dessa enzymer är relaterade till mag cancerrisken, förmodligen på grund variant alleler för motsvarande gener har nyligen beskrivits. I detta avseende, visar nya upptäckterna att CYP3A5
genotyper som leder till hög enzymaktivitet är relaterade till matstrupscancer [44]. Men interaktionen av CYP3A4 Mössor och CYP3A5
gen polymorphisms och risken för att utveckla de stora cancermatsmältnings såsom lever, mage eller kolorektal cancer förblir outforskad. Denna studie syftar till att analysera en sådan interaktion.
Metoder
Undersökningsgruppen bestod av 411 obesläktade patienter med cancer i matsmältningsapparaten, inklusive 178 patienter med primär levercancer, 82 patienter med magcancer och 151 patienter med kolorektal cancer, och 163 friska ämnen. Tabell I visar en sammanställning av studiegrupperna som ingår i studien. Alla deltagare var vita spanska individer, som bor i samma områden som patienterna (Madrid och omgivande områden), och ingick i studien efter att informeras skriftligt medgivande. Alla patienter med diagnosen lever, mage eller kolorektal cancer som deltog de samarbetande Tjänster av utvalda sjukhus ingick i studien. Diagnosen var baserad på histologi analyser av endoskopiska biopsier och /eller kirurgisk resektion prover. Uppgifter om kända tidigare sjukdomar matsmältnings, alkohol och tobakskonsumtion, tester Serum för hepatit B och C-virus och andra sjukdomar samlades. Storkonsumenter definierades som individer dricker mer än 50 g alkohol per day.Table 1 Sammanfattning av studiegrupperna.

NO

HANAR
TIKAR
medelålder (SD; RANGE)
Levercancer cancer~~POS=HEADCOMP
178
145
33
66,1 (9,8; 20-88) katalog Magcancer
82
54
28
67,7 (13,9; 31-99) katalog Colorectal cancer
151
82
69
66,3 (11,2; 33-89) katalog Friska försöks
163
111
52
46,3 (12,7; 21-95) katalog nr: antal ämnen
Alla patienter ombads att delta i studien, och alla av dem gick med på att göra det. Kontrollprover erhölls från läkarstuderande, universitet och Sjukhuspersonal. En medicinsk undersökning gjordes för att identifiera patienter med god hälsa. Över 95% av de friska försökspersoner begärda överens om att delta i studien. Protokollet godkändes av den etiska kommittén i San Carlos Universitetssjukhuset, Madrid. En möjlig confounding faktor i den aktuella studien är att, inom en studiegrupp, kan frekvensen av individer som bär en bestämd variant allel förändras med åldern i den händelse att förekomsten av sådana allel skulle vara relaterade till allvarliga sjukdomar. Om en bestämd genotyp har en "skyddande effekt" mot någon sjukdom, kan man förvänta sig att i populationer som består av äldre patienter Det finns en ökad frekvens av en sådan skyddande genotyp. Därför har vi ingår i kontrollgruppen en vald undergrupp av 41 friska försökspersoner med åldrar från 90 till 95 år [45]. Analysen av CYP3A4 Mössor och CYP3A5
genotyp indikerar frekvenser för genotyper som var identiska med de yngre friska försökspersoner. Frekvenserna för CYP3A4 * 1B Mössor och CYP3A5 * 3
alleler var likartat för yngre och äldre kontroller (se avsnittet Resultat). 4,33% och 90,7% för yngre kontroller och 4,18 och 91,2% för äldre kontroller. En annan möjlig confounder är relaterad till det faktum att kontrollpersoner är högutbildade människor, och skillnader i livsstil jämfört med cancerpatienter kan förväntas. Eftersom cancer i matsmältningsapparaten delvis relaterade till kost, kan dessa förändringar i livsstil vara relevant. Emellertid bör det framhållas att patienter och kontroller intervjuades att försäkra att dieten och livsstilen gör ingen skiljer sig mellan patienter och kontrollpersoner.
Blodprov från alla deltagare ades vid -80 ° C fram till analys lagras. Det genomiska DNA framställdes från perifera leukocyter, och löstes i sterilt 10 mM Tris-HCl, pH 8,0, 1 mM etylendiamintetraättiksyra, vid en slutkoncentration på 400 till 600 mg per ml. DNA-prover renades enligt standardförfaranden [46] och lagras vid 4 ° C i sterila plastflaskor.
Analyserna för CYP3A4 * 1B Mössor och CYP3A5 * 3
genvarianter genomfördes genom förstärkning-begränsning förfaranden som beskrivits på annat håll [47, 48]. Dessa allelvarianter analyserades i stället för andra eftersom dessa är vanliga varianter som orsakar funktionella förändringar. [47, 48].
Statistisk analys
Studien var utformad med hänsyn till den förväntade frekvensen av individer som uttrycker CYP3A5, det vill säga som har minst en CYP3A5 * 1
allelen, vilket motsvarar 13% av den kaukasiska populationen [20]. Konstruktionen medger identifiering som statistiskt signifikant av en 1,7-faldig ökning eller en 2-faldig minskning i frekvensen för CYP3A5 expressers bland cancerpatienter. Statistisk styrka utvärderades med en genetisk modell för att analysera frekvensen för bärare av sjukdomsgenen med ett RR-värde = 2,5 (α = 0,05). Kraften beräknas för föreningar med cancerrisk för närvaron av CYP3A4 * 1B Köpa och CYP3A5 * 3
alleler är 90,2% och 99,3% för levercancer, 74,5% och 93,9% för magcancer och 87,7% och 98,8 % för kolorektal cancer, respektive. De tvärpolitiska jämförelsevärden beräknades med hjälp av statistiska paketet SPSS 11.0.1. (SPSS Inc. Chicago, Illinois, USA). Chi-square (X 2) test användes för jämförelse av genotyp frekvenser och sammanslutning av CYP3A4
och CYP3A5
variant alleler, om inte villkoren för tillämpning av detta test inte var tillräckliga. I sådana fall, var Fishers exakta test användes för att beräkna p
värdet.
Resultat
Sju olika kombinationer av CYP3A4
och CYP3A5
genotyper identifierades i studiegrupperna. Sammanfattningen av genotyper visas i tabell 2. En jämförelse av genotyp frekvenser bland matsmältnings cancerpatienter och friska kontroller indikerar en liknande genotyp frekvens över studiegrupperna. Inga statistiskt signifikanta skillnader observerades. Varianten allel frekvenser, beräknat med utgångspunkt från genotyper som visas i tabell 2, var nästan identiska för alla studiegrupper: CYP3A4 * 1B
fanns med allel frekvenser av 4,8 (95% CI 2,6-6,9), 3,7 (95% CI 0,8 -6,5) och 4,3% (95% CI 2,0-6,6) för lever, mage och patienter med kolorektalcancer, respektive, och 4,3% (2,1 till 6,5) för friska individer. Allelen frekvenser för CYP3A5 * 3
var 91,9 (95% CI 89,0-94,7), 95,7 (95% CI 92,6-98,8), och 91,7% (95% CI 88,6-94,8) för lever, mage och tjocktarmscancerpatienter , respektive, och 90,8% (95% CI 87,7-93,9) hos friska individer. Inga statistiskt signifikanta skillnader i allelfrekvensema observerades, även om frekvensen för den funktionella CYP3A5 * 1
allelen bland patienter magsäckscancer är lägre (ca 50%) än de som observerats för resten av studiegrupperna (p = 0,051 som jämfört med friska försökspersoner) .table två CYP3A4 Köpa och CYP3A5
genotyper i matsmältnings cancerpatienter och friska kontrollpersoner.
CYP3A4

CYP3A5
Levercancer cancer~~POS=HEADCOMP
N (frekvens, 95% CI)
Magcancer
N (frekvens, 95% CI)
kolorektal cancer
N (frekvens, 95% CI)
kontrollindivider
N (frekvens, 95% CI)
* 1A /* 1A
* 3 /* 3
144 (80,9; 75,1 till 86,7) Review 74 (90,2, från 83,8 till 96,7) katalog 121 (80,1; 73,8-86,5) Review 134 (82,2; 76,4 till 88,1) Review * 1A /* 1A
* 1 /* 3
17 (9,6; 5,2-13,9)
2 (2,4; 0-5,8) Review 18 (11,9; 6,8-17,1) Review 14 (8,6; 4,3-12,9) Review * 1A /* 1A
* 1 /* 1
0
0
0
en (0,6, 0-1,8) Review * 1A /* 1B
* 3 /* 3

5 (2,8; 0,4 till 5,2) katalog 1 (1,2; 0-3,6) Review 5 (3,3; 0,5 till 6,2) katalog 1 (0,6; 0-1,8) Review * 1A /* 1B
* 1 /* 3
12 (6,7; 3,1-10,4) Review 5 (6,1; 0,9-11,3) katalog 6 (4,0, 0,9 till 7,1) katalog 12 (7,4; 3,3-11,4) Review * 1A /* 1B
* 1 /* 1
0
0
0
en (0,6; 0-1,8) katalog * 1B /* 1B
* 1 /* 3
0
0
en (0,7, 0-2,0) katalog 0
både CYP3A4 Mössor och CYP3A5
genotyper var på Hardy-Weinberg jämvikt mellan fall och kontroller och variant allel frekvenser överensstämmer med de som rapporterats för både europeiska och amerikanska kaukasier [20, 49]. När det gäller sambandet mellan den CYP3A4 * 1B Mössor och CYP3A5 * 1
alleler, andelen individer som bär båda varianterna är mycket högre för alla studiegrupperna (6,7%, 6,1% och 4,6% för lever, magsår eller kolorektal cancerpatienter och 7,4% för kontrollpersoner) än väntat från en slumpmässig association av dessa alleler (0,3 till 0,8% av individer, som beräknas utifrån faktiska allel frekvenser i studiegrupperna). Dessa rön överensstämmer med en tidigare studie som rapporterar en sådan SNP förening i en annan kaukasiska populationen med en frekvens på 7,1%. [22 43]. Bland patienter, ålder vid diagnos var likartad i alla undergrupper av patienter, och denna parameter var inte relaterad till de genotyper. Beträffande kontrollpersoner, de frekvenser för CYP3A4 * 1B Mössor och CYP3A5 * 3
alleler var 4,33% och 90,7% för yngre kontroller och 4,18 och 91,2% för äldre kontroller. Kön, tidigare kirurgisk behandling eller kemoterapi, alkoholmissbruk eller tobaksbruk inte påverka fördelningen av polymorfismer studerade bland patienter. Bland cancerpatienter lever inga skillnader i fördelningen av polymorfism om kronisk infektion med hepatit B eller C virus observerades. Bland gastric cancerpatienter inga statistiskt signifikanta skillnader observerades beträffande den anatomiska platsen för tumören. Däremot signifikanta skillnader visar en ökad frekvens av bärare av CYP3A4 * 1A
plus CYP3A5 * 3
haplotyp, observerades hos patienter med intestinal-typ magcancer jämfört med friska kontroller (95,3% jämfört med 82,8 %, p. < 0,05) katalog cancerpatienter Colorectal delades in i tre undergrupper enligt den anatomiska platsen för tumören (icke-colon sigmoideum, colon sigmoideum och rektum), eftersom skillnaderna i sammanslutning av andra polymorfismer av narkotika metaboliserande enzymer relaterade till tumörstället har rapporterats [50, 51]. Resultaten sammanfattas i tabell 3. Ett överskott av patienter med icke-sigmoideum tjocktarmscancer som bär de kombinerade genotyp CYP3A4 * 1A /* 1B
plus CYP3A5 * 3 /* 3
observerades jämfört med friska försökspersoner (Chi fyrkant = 10,3, p = 0,0015, icke signifikant i multipla jämförelseanalyser) När det gäller allel frekvenser, CYP3A4 * 1B
allelfrekvens var 6,6%, 5,9% och 1% och CYP3A5 * 3 frekvens var 91,1%, 90,1% och 93,6% hos patienter med icke-colon sigmoideum, colon sigmoideum och rektum, respektive. Andelen individer som bär CYP3A4 * 1B Mössor och CYP3A5 * 1
alleler var 13,3%, 9,8% och 1,8% för patienter med icke-colon sigmoideum, colon sigmoideum och rektum, respektive. Inga av dessa skillnader var statistiskt signifikanta. Inga skillnader avseende Dukes stadium av tumören var observed.Table tre CYP3A4 Köpa och CYP3A5
genotyper i tjocktarmscancerpatienter enligt tumörstället.
CYP3A4
CYP3A5
ICKE-sigmoideum
N (FREKVENS; 95% CI)
sigmoid
N (FREKVENS; 95% CI) katalog
ÄNDTARM
N (FREKVENS; 95% CI)
* 1A /* 1A
* 3 /* 3
33 (73,3; 60,4 till 86,3)
40 (78,4, från 67,1 till 89,7) Review 48 (87,3, från 78,5 till 96,1) Review * 1A /* 1A
* 1 /* 3
6 (13,3 , 3,4-23,3) Review 6 (11,8; 2,9-20,6) katalog 6 (10,9; 2,7-19,1) Review * 1A /* 1B
* 3 /* 3

4 (8,8; 0,6-17,2) *
en (2,0; 0-5,8) katalog 0
* 1A /* 1B
* 1 /* 3
2 (4,4; 0 -10,5) Review 3 (5,9; 0-12,3) katalog 1 (1,8; 0-5,3) Review * 1B /* 1B
* 1 /* 3
0
en (2,0; 0-5,8) katalog 0
* p < 0,0015 jämfört med friska försöks
Diskussion
Metabolism relaterade till CYP-enzymer skiljer sig mellan organ och vävnader, och därför förväntas det att vävnadsspecificitet mot cancerframkallande ämnen är relaterat till platsspecifik uttryck av xenobiotiska-enzymer. Cancer i matsmältningsapparaten är starkt relaterade till kostfaktorer, och mekanismer som omfattar interaktion av sådana kostfaktorer med bestämda polymorphisms av xenobiotiska-enzymer har föreslagits [10]. De flesta av de CYP
gener som uttrycks i människans tarm och lever, nämligen CYP1A1
, CYP1A2
, CYP1B1
, CYP3A4 Mössor och CYP3A5
[25], är av stor betydelse för cancerframkallande aktivering. Med undantag av CYP3A4
och CYP3A5
, har alla gener som kodar för dessa enzymer studerats med avseende på matsmältnings cancerrisk [1]. Denna studie syftade till att fylla den lucka i nuvarande kunskap förmodade roll polymorfismer av de två återstående relevanta CYP-enzymer i mag-tarmkanalen.
CYP3A enzymaktivitet visar interindividuell variation på grund av den kombinerade effekten av genetik och interaktion med läkemedel eller kemikalier i miljön [22]. Både CYP3A4 Mössor och CYP3A5
gener är polymorfa och flera variant alleler har beskrivits för antingen CYP3A4
eller CYP3A5
genen (för en uppdaterad lista över alleler, se [52]). Endast två variant alleler som är på länkdisekvilibrium, nämligen CYP3A4 * 1B Mössor och CYP3A5 * 3
är vanliga i olika etniska populationer och har funktionell betydelse. Andra variant alleler är antingen extremt sällsynt eller irrelevant för enzymaktivitet [20], och därför är de inte analyserades i denna studie.
Nuvarande bevis tyder på att CYP3A4 * 1B Köpa och CYP3A5 * 3
är funktionella polymorfismer i vivo
. Beträffande CYP3A4 * 1B
, verkar det att ändra förmågan att metabolisera vissa CYP3A substrat, såsom kinin [53], även om det inte påverkar metabolismen av andra substrat såsom midazolam eller dextrometorfan [49, 54]. CYP3A5 * 3
är den vanligaste CYP3A5
allel och förknippas med kraftigt minskad enzymaktivitet [20].
Aktuella studien ger nya rön om den förmodade rollen av CYP3A4 Mössor och CYP3A5
polymorphisms i matsmältnings cancerrisk. Trots närvaro av CYP3A enzymaktiviteter i tarmen och levern, och relevant roll sådana enzymaktiviteter i cancerframkallande aktivering, inte våra resultat inte stöd för en större koppling mellan gemensamma CYP3A4 Mössor och CYP3A5
polymorphisms och mag cancer risk. Icke desto mindre möjligheten för en låg till måttlig effekt för dessa polymorfismer i synnerhet i den minsta gruppen, magcancer, kan inte uteslutas. Mindre skillnader i frekvenser för individer som bär CYP3A4 * 1A
plus CYP3A5 * 3
haplotyper observerades i vissa subgrupper av magsår eller tjocktarmscancer, jämfört med friska försökspersoner, med p värden under 0,05. Dessa skillnader kan inte betraktas som statistiskt signifikant i flera jämförelse analyser, och verkar inte ha en relevant klinisk effekt. Detta är dock ett ämne som förtjänar utredning och fortsatta studier bör fokusera på betydelsen av sådana polymorfismer i lever, mag- eller kolorektal cancer i populationer med extrema frekvensen av dessa cancerformer.
Slutsats
tar tillsammans resultaten redovisas i den aktuella studien, kan man dra slutsatsen att vanliga polymorfismer av CYP3A enzymer med funktionell relevans är inte viktiga faktorer i mag cancer i Västeuropa. Detta står i kontrast till andra mänskliga cancerformer som är relaterade till sådana polymorfismer. Eftersom mänskliga tarmar är de primära vävnader som har kontakt med kost carcinogener, är det intressant att risken mag cancer inte modifieras av genetiska faktorer som är relaterade till andra humana cancerformer, såsom prostata, bröst eller lunga, vilket förstärker hypotesen att associationen av CYP3A
polymorphisms med prostatacancer eller bröstcancer är relaterade till kroppsegna substanser snarare än xenobiotika carcinogener [37-43].
förklaringar
Tack
Vi tackar Ms Diana Herrero för tekniskt bistånd och professor James McCue för att få hjälp i språkgranskning. Ekonomiskt stöd: Grants FIS 051.056 från Fondo de Investigación Sanitaria, Instituto de Salud Carlos III (Madrid, Spanien), SAF-2003 till 00.967 från Ministerio de Ciencia y Tecnología, Madrid, Spanien och bevilja SCSS0414 från Junta de Extremadura, Consejería de Sanidad y consumo, Merida (Spanien).
konkurrerande intressen
författaren (s) förklarar att de inte har några konkurrerande intressen.

• Anti-inflammatoriska, gastroprotektiva och anti-ulcerogena effekterna av rödalger Gracilaria changii (Gracilariales, Rhodophyta) extrahera
• Neo-adjuvant kemoterapi följt av kirurgi och kemoterapi eller kirurgi och kemoradioterapi för patienter med resekerbara magcancer (KRITIK) ​​