högre frekvens av CagA Epiya-C fosforyleringsställen i H. pylori
stammar från första graden släktingar till gastric cancerpatienter
Sammanfattning
bakgrund
att utvärdera förekomsten av mer virulenta H. pylori
genotyper i släktingar till gastric cancerpatienter och patienter utan familjehistoria av magcancer.
metoder
Vi utvärderade prospektivt förekomsten av infektion med mer virulent H. pylori
stammar i 60 släktingar till gastric cancerpatienter jämför resultaten med de som erhållits från 49 patienter utan familjehistoria av magcancer. H. pylor
i status bestämdes genom ureastest, histologi och närvaro av H. pylori ure
A. Cytotoxinet associerade genen (CAG Review, en), CAG Review, en-Epiya och vakuoliserande cytotoxin genen (VAC | A) skrivs av PCR och CAG Review, en Epiya skriva bekräftades genom sekvensering.
Resultat sälja The magcancer släktingar var betydande och oberoende oftare koloniserade av H. pylori
stammar med högre antal CagA-Epiya-C-segment (OR = 4,23, 95% CI = 1,53 till 11,69) och med de mest virulenta s1m1 vac Review, en genotyp (OR = 2,80, 95% CI = 1,04-7,51). Högre antal Epiya-C-segment var associerade med ökad gastric corpus inflammation, foveolar hyperplasi och atrofi. Infektion av s1m1 vac Review, en genotyp associerades med ökad antral och corpus gastrit.
Slutsatser
vi visat att släktingar till patienter med ventrikelcancer oftare koloniseras av de mest virulenta H. pylori CAG
A och vac Review, en genotyper, som kan bidra till att öka risken för magcancer.
Nyckelord
Helicobacter pylori
magcancer H. pylori
CagA-Epiya H. pylori /vac Review, en bakgrund
Helicobacter pylori
, en gramnegativ bakterie som infekterar magen av ungefär hälften av världens befolkning, är förknippad med utvecklingen av gastroduodenala sjukdomar inklusive magsår och sår i tolvfinger magsår, distal gastrisk adenokarcinom och slemhinnor-associerad lymfvävnad lymfom [1]. Det uppskattas att individer infekterade med H. pylori
har mer än två gånger ökad risk att utveckla magcancer jämfört med icke-infekterade och kära [2], även om japanska studier kan tyda på att nästan alla magcancer är relaterad till Helicobacter
[3]. Varför bara 1-5% av H. pylori
smittade personer utvecklar magsäckscancer är okänd och det verkar bero på förhållandet mellan miljö, värd genetik och bakteriella virulensfaktorer.
Flera studier har visat en ökad risk för utveckla magcancer i anhöriga till patienter med sjukdomen [2, 4]. På liknande sätt har en ökad förekomst av precancerous magsår observerats i anhöriga till patienter magcancer [5]. Men molekylära mekanismer genom vilka H. pylori
utlöser den process som leder till magcancer fortfarande till stor del okända.
Mest undersökta H. pylor
jag virulensdeterminant den cag-
PAI (cellgift associerad gen patogenicitet ö), kodar för ett typ IV sekretionssystem (T4SS) som är ansvarig för ingången till en effektor-protein, CagA, in i värd gastric epitelceller [6, 7]. Gång translokeras, lokaliserar CagA till den inre ytan av plasmamembranet där det fosforyleras på tryrosine rester inom fosforyleringsställen motiv i karboxiterminala variabla regionen av proteinet av flera medlemmar av de src-familj tyrosinkinaser. När fosforyleras CagA bildar en fysisk komplex med SHP-2 fosfatas och utlöser onormal cellsignaler, som ökar risken för skadade celler att förvärva precancerous genetiska förändringar [8, 9].
Fosforylering motiv, definieras som en sekvens av fem amino syror (Glu-Pro-Ile-Tyr-Ala), klassificeras som Epiya-A, Epiya-B, Epiya-C och Epiya-D, enligt aminosyrasekvenser som flankerar de motiv. CagA proteiner har nästan alltid Epiya-A och -B-segment, som följs av ingen, en, två eller tre C-segment i stammar som cirkulerar i västländerna, eller en D-segmentet, i East Asia stammar [10, 11]. Det har också visats att infektion med CagA stammar som har stort antal Epiya-C-segment ger en ökad risk för precancerous magsår och cancer [12-15].
Annan virulensfaktor av H. pylori
är ett protein känd som vakuoliserande cytotoxin A (VacA), som orsakar cytoplasmatisk vakuolisering i gastric epitelceller, vilket ökar plasmaceller och mitokondriell membranpermeabilitet som leder till apoptos. Produktionen av cellgift är förknippad med CAG-PAI men beror på AVF Review, en genotyp [16-18]. VAC Review, en är en polymorf gen med två huvudsakliga signalregionen genotyper s1 och s2, och två olika alleler i mitten regionen av genen som namnges m1 och m2. Infektion med stammar som har den s1m1 genotypen har associerats med precancerous gastric hypochlorhydria [17] och magcancer [19].
I en studie som nyligen genomfördes i Fortaleza, nordöstra Brasilien, i ett område med hög förekomst av magcancer och H . pylori
infektion, har vår grupp visade en hög förekomst av antingen pangastrit eller precancerösa lesioner i släktingar av magsäckscancer patienter infekterade med H. pylori
[20].
Dessutom Argent et al
. (2008) observerade en association mellan VAC Review, en s1m1 genotyp av H. pylori
stammar och låg magsyrautsöndring i första graden släktingar till gastric cancerpatienter från Skottland [21]. Annars gjorde författarna inte hitta samband mellan CagA positiv status och eller antal tyrosinfosforylerat motiv och magsår i denna population.
Eftersom geografiska skillnader har observerats bland studier som utvärderade association mellan H. pylori
virulensfaktorer och sjukdomar, syftet med denna tvärsnitts prospektiv studie var att utvärdera CagA Epiya motiv av H. pylori
stammar i första graden släktingar till gastric cancerpatienter jämför resultaten med de som erhållits från en kontrollgrupp bestående av personer med någon hereditet för magcancer. Eftersom s1m1 genotyp av vac Review, en H. pylori
ansågs vara mer frekvent i stammar av gastric cancerpatienter, utvärderade vi även VAC Review, en mosaicism i stammarna.
Metoder
studien godkändes av den etiska kommittén för forskning vid universitetet i Ceará, och informerat samtycke erhölls från varje patient.
Patienter
Sixty H. pylori
-positiva första graden släktingar [42 kvinna; medelålder 40,42 ± 11,80; (4 bröder och 13 systrar, medelålder 56,24 ± 11,80 år, 14 söner och 29 döttrar, medelålder 34,51 ± 7,66)] av gastric patienter från öppen uppföljning på Walter Cantídio sjukhus cancer inbjöds att delta. Kontrollgruppen bestod av 49 (32 kvinnor, medelålder 43,20 ± 12,59) H. pylori
-positiva patienter som samtidigt genomgick övre gastrointestinala endoskopi för undersökning av dyspepsi på samma sjukhus. De hade inte familjehistoria av magcancer, och var social klass matchas med studiegruppen. Patienter med anamnes på magoperationer, aktiv gastrointestinal blödning, användning av steroider, immunosuppressiva läkemedel, NSAID, protonpumpshämmare eller som behandlades för H. pylori
utrotning uteslöts från studien. Släkt och kontroller ingick inte om de var under 18 år eller över 81 år gammal.
Biopsi fragment samling
Gastric fragment erhölls under endoskopi från fem olika platser som rekommenderas av Uppdaterat Sydney system för klassificering av gastrit [22] . Dessutom har två fragment som samlats in från antral slemhinnan för snabb ureastest och för DNA för att undersöka förekomsten av H. pylori
gener. H. pylori
infektion bekräftades av positiva resultat i åtminstone två prov, inklusive en snabb ureastest, histologisk analys och närvaro av ure Review, en gen av H. pylori
.
Histologi
endoskopisk biopsiprov av magslemhinnan fixerades i 10% formalin och bäddades in i paraffinvax och 4-im-sektioner färgades med hematoxylin-eosin för rutin histologi. Gastrit klassificerades enligt det uppdaterade Sydney systemet. Proven av magslemhinnan färgades också med Giemsa för detektion av H. pylori.
DNA-extraktion
antral gastric DNA extraherades med användning av QIAmp (QIAGEN, Hilden, Tyskland) kit enligt tillverkarens rekommendationer med smärre ändringar [23]. DNA-koncentrationen bestämdes genom spektrofotometri med användning av Nanodrop 2000 (Thermo Scientific, Wilmington, NC) och lagrades vid -20 ° C fram till användning.
Närvaron av H. pylori
specifik ure Review, en gen utvärderades enligt till metodik som rapporterats av Clayton et al.
, [24].
standard Tx30a H. pylori
stam användes som en positiv kontroll, och en Escherichia coli och destillerat vatten
stam användes båda som negativa kontroller.
termo GeneAmp PCR System 9700 (Applied Biosystems, Foster City, CA) användes för alla reaktioner. De amplifierade produkterna genomgick elektrofores i 2% agarosgel, färgades med etidiumbromid och analyserades i en ultraviolett ljus transilluminator.
Vac
A och cag Review, en detektering
PCR-amplifiering av vac
En signalsekvens och mitten regionen utfördes genom användning av de oligonukleotidprimrar som beskrivs av Atherton et al
., [15]. Stammarna var ursprungligen klassificeras som typ s1 eller s2 och typ M1 eller M2. Alla H. pylori
stammar med s1 karaktäriserades vidare i S1A, S1B eller S1C [25, 26].
Cag Review, en gen förstärktes med hjälp av två tidigare beskrivna uppsättning primerpar [27, 28]. En H. pylori
stam från vår samling (1010-1095), känd för att vara vac Review, en s1m1 och CAG Review, en-positiv, användes som en positiv kontroll och s2m2 vac Review, en genotyp, cag
A-negativ standard Tx30a H.pylori
stam och destillerat vatten till båda används som negativa kontroller. H.pylori
stammar ansågs vara CAG
A-positiv när åtminstone en av de två reaktionerna var positiva.
Amplifiering av 3'-variabla regionen av cag Review, en Hus Till PCR-amplifieringen av 3'-variabla regionen hos den cag Review, en gen (som innehåller de Epiya sekvenser), 20 till 100 ng DNA tillsattes till 1% Taq DNA-polymeras-buffertlösning (KCl 50 mM och Tris-HCl 10 mM, pH 8,0), 1,5 mM MgCl
2, 100 | iM av varje deoxinukleotid, 1,0 U Platinum Taq DNA-polymeras (Invitrogen, São Paulo, Brasilien), och 10 pmol av varje primer, för en total lösningsvolym av 20 mikroliter. De primers som användes tidigare beskrivits av Yamaoka et al
. [29]. Reaktionsbetingelserna var: 95 ° C under 5 minuter, följt av 35 cykler av 95 ° C under 1 minut, 50 ° C under 1 minut och 72 ° C under 1 minut, som slutar med 72 ° C under 7 minuter. Reaktionen gav produkter av 500 till 850 bp som följer: Epiya-AB: 500 bp; Epiya-ABC: 640 bp; Epiya-ABCC: 740 bp och Epiya-ABCCC: 850 bp (Figur 1). Figur 1 Elektrofores av representativa prover med olika CagA Epiya mönster ses i släktingar till gastric patienter och kontroller cancerpatienter. Kolumnerna 2, 3 e 5: Epiya-ABCC (740 bp); kolumn 4: Epiya-ABCCC (850 bp); kolumn 6: Epiya-ABC (640 bp) och Kolumn 7: Epiya-AB (500 bp). Övre. Partiell inriktning av aminosyrasekvensering av de karboxiterminala CagA stammar och en referensstam (H. pylori
26695) katalog Vi har också använt den metod som beskrivs av Argent et al
. [30] för PCR-amplifieringen av 3'-variabla regionen hos den cag Review, en gen som innehåller de Epiya sekvenser i syfte att förbättra noggrannheten i våra resultat.
Sekvensering av 3 'variabla regionen av cag
A Review, en underuppsättning av prover valdes slumpmässigt för sekvensering för att bekräfta PCR-resultaten. PCR-produkterna renades med Wizard SV Gel och PCR Clean-up System (Promega, Madison, MI) enligt tillverkarens rekommendationer. Renade produkter sekvenserades med användning av en BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing kit i en ABI 3130 Genetic Analyzer (Applied Biosystems, Foster City, CA). Sekvenserna som erhölls i linje med hjälp av cap3 Sequence Assembly Program (tillgänglig från: http:... //Pbil univ-lyon1 fr /cap3 php). Efter justering, var nukleotidsekvenser omvandlas till aminosyrasekvenser med hjälp av BLASTX programmet (tillgänglig från: http: //blast NCBI NLM NIH gov /Blast cgi.....) Och jämfördes med sekvenser insatta GenBank (http: //www NCBI NLM NIH gov /Genbank /....) katalog Statistisk analys
Data analyserades med SPSS (Inc. Chicago, IL), version. 17,0. Risken för släktingar till magcancer att smittas av mer virulenta stammar, med ökat antal Epiya-C motiv och s1m1 vac Review, en genotyp, ursprungligen utvärderades i univariat analys. För att var CAG Review, en stammar stratifierat i de som har åtminstone en Epiya-C-området och de med mer än en Epiya-C-området och den mest virulenta vac Review, en s1m1 genotyp jämfördes med s1m2 plus s2m2. Variabler med p
-värdet mindre än eller lika med 0,25 ingick i den slutliga modellen av logistisk regression, styrning för påverkan av ålder och kön. Oddskvot (OR) och 95% konfidensintervall (Cl) beräknades. Den logistiska modellen lämplighet utvärderades med Hosmer-Lemeshow test [31]. Föreningen av antalet Epiya-C-segment och närvaron av vac
en virulent genotyper med graden av gastric inflammation, atrofi och intestinal metaplasi gjordes av den tvåsidiga Mann-Whitney-test. Signifikansnivån var satt till ap
värde ≤0.05.
Resultat
Närvaron av H. pylori
specifik ure Review, en gen detekterades i den gastriska slemhinnan hos alla 109 studerade försökspersoner.
CAG Review, en status av patienterna
cag Review, en positivitet observerades i mag-fragment från 51 (85,00%) av 60 magcancer släktingar och de från 43 (87,76%) av 49 kontroller , utan skillnad mellan grupperna (p
= 0,68; OR = 1,26, 95% konfidensintervall = 0,37-4,40)
Antalet Epiya-C segment
Epiya mönster av alla cag Review, en. -positiva stammar från båda släktingar till gastric patienter och kontroller cancer framgångsrikt skrivit. Den Yamaoka metoden tillät detektering av blandinfektion. Överensstämmelsen mellan de metoder som används var nästan 100%. Resultaten bekräftades genom sekvensering av 3'-variabla regionen av cag Review, en på 30 slumpmässigt utvalda PCR-produkter
Fyra mönster av Epiya motiv hittades:. AB, ABC, ABCC och ABCCC. Ingen asiatiska Epiya-D motiv observerades. Fördelningen av Epiya genotyper visas i tabellen 1.Table ett Fördelning av Epiya genotyper i magcancer släktingar (n = 51) och kontroller (n = 43) koloniserades av en CAG A-positiva stammar
Epiya Genotyp
vid kontrollgruppen n (%)
magcancer släktingar
Syskon n (%)
avkomma n (%)
EPIYA- AB
03 (7,0) katalog 0
0
Epiya-ABC
32 (74,4) Review 09 (60,0) Review 20 (55,5) Review Epiya-ABCC
07 (16,3) Review 04 (26,7) Review 12 (33,2) Review Epiya-ABCCC
01 (2,3) Review 01 (6,7) Review 02 (5,6) Review Epiya-ABC + ABCC
0
01 (6,7) Review 02 (5,6) Review Totalt
43 (100,0) Review 15 (100,0) Review 36 (100,0)
vac Review, en mosaicism fördelning
fördelningen av vac Review, en genotyper visas i tabell 2. i 59 fall (54,13%) VAC Review, en genotyp var s1m1 i 35 (32,11%) det var s1m2 och 6 (5,50%) s2m2. I tre (2,75%) fall två vac Review, en genotyper observerades och sex (5,50%) endast signalsekvensen (s1) upptäcktes. DNA var inte tillräckligt för att genotypa m-allelen i fyra bland dessa fall och i två, m var inte typbara. I samtliga fall med s1 stammar de genotyp som S1B, utom i ett fall som koloniserades av S1A och S1B strains.Table 2 Fördelning av VAC alleler av H. pylori stammar av släktingar till patienter med ventrikelcancer (n = 55) och kontroll (n = 48) katalog vac Review, en Genotypes1
Kontrollgrupp n (%)
magcancer släktingar
Syskon n (%) Review
Offspring n (%)
s1m1
23 (47,92) Review 10 (66,67) Review 26 (65,00) katalog s1m2
21 (43,75) Review 04 (26,67) Review 10 (25,00) katalog s2m2
03 (6,25) Review 01 (6,67) Review 02 (5,00) Review Mixed2
01 (2,08) Review 0
02 (5,00) katalog Totalt
48 (100) Review 15 (100) Review 40 (100) katalog 1Only vac Review, en s1 genotyp identifierades i 6 fall ( en kontroll, 2 syskon och 3 avkommor av magcancer släktingar); 2Mixed infektion genom s1m1 och s2m2 eller s1m1 och s1m2 (två fall).
Infektion av de mest toxinbildande vac Review, en genotyp (s1m1) var mer frekvent hos de magcancer släktingar (65,45%) än i kontrollerna ( 47,92%). När s och m alleler individuellt utvärderats, var ingen skillnad i frekvensen av s1 allel observerades mellan grupperna, men m1 allelen mer frekvent i magcancer släktingar.
Association bland antalet Epiya-C motiv och vac Review, en s1m1 genotyp och familjehistoria av magcancer sälja The släktingar till gastric cancerpatienter var signifikant och oberoende oftare koloniserade av H. pylori
stammar med ökat antal CagA-Epiya-C-segment och med de mest virulent s1m1 vac Review, en genotyp även efter justering för ålder och kön (tabell 3) .table 3 Covariables samband med magcancer i första graden släktingar till gastric cancerpatienter jämfört med patienter utan familjehistoria av magcancer
variabler
Univariat analys
multivariat analys
p
ELLER
95% CI
p
Kön
0,27 -
- -
Age
0,30 -
- -
> 1 Epiya-C motiv
0,01
4,23
1,53-11,69
0,006
s1m1 vac Review, en allel
0,17
2,80
1,04-7,51
0,04
Hosmer-Lemeshow testet var lämpligt (8 frihetsgrader, p > 0,20, med 10 steg) katalog Ingen skillnad observerades mellan syskon och avkomma i förhållande till infektion av stammar som innehåller ett ökat antal Epiya. -C motiv (p
= 0,98; OR = 1,20, 95% CI = 0,30-4,86) och VAC | A genotyper s1m1 vs. s1m2 och s2m2 (p
= 0,84; OR = 0,92, 95 % CI = 0,22-3,97) som visas i tabellerna 1 och 2.
föreningar bland antalet Epiya-C-segment och VAC | A genotyper och gastric histologiska förändringar sälja The grader corpus gastrit (p
= 0,04), antrum aktivitet (p
= 0,01) och corpus aktivitet var signifikant högre i förhållande till mag cancerpatienter än i kontrollgruppen. Review, en högre antal Epiya-C-segment associerades med gastric corpus inflammation (p
= 0,04), gastric corpus foveolar hyperplasi (p
= 0,05) och gastric corpus atrofi (p
= 0,05) i anhöriga till patienter med ventrikelcancer.
Infektion av de mest virulent vac Review, en s1m1 genotyp associerades med mer markant antral (p
= 0,03) och corpus (p
= 0,05) gastrit, när båda grupperna utvärderades tillsammans.
Diskussion
H. pylori
infektion anses vara den viktigaste riskfaktorn för distal magcancer. Dessutom är de ökade hastigheter av sjukdomen i släktingar för magcancer punkter värd genetik och /eller andel av de mest H. pylori
virulens stammar som riskfaktorer.
I denna studie visade vi att släktingar till magcancer patienter oftare koloniseras av H. pylori
stammar med de mest virulenta vac Review, en genotyp, s1m1, och genom CagA-positiva stammar som har ett högre antal Epiya-C segment än H.pylori
stammar av patienterna utan en familjehistoria av sjukdomen.
Även om ingen tidigare studie har visat att magcancer släktingar oftare koloniserade av mer virulenta H. pylori
stammar, infektion av VAC Review, en s1m1 var associerat med låg magsyrautsöndring, ett förstadium till cancer tillstånd, i första gradens släktingar till skotska gastric cancerpatienter [21]. Annars var inget samband mellan magsyrasekretion och antalet CagA Epiya-C-segment observerats av författarna [21].
CagA är den första bakterie onkoprotein identifieras [32]. Proteinet levereras in i gastrisk epitelceller genom ett bakterie T4SS och lokaliserar till insidan av cellmembranet, där det fosforyleras av värdcells kinaser. Vid fosforylering samverkar Epiya-C-området med SHP-2 fosfatas, en bona fide onkoprotein som är associerad med en serie av humana cancerformer. Ju högre antalet Epiya-C-segment, desto högre affinitet för SHP-2, som krävs för en fullständig aktivering av ERK /MAPK-vägen.
Infektion med CagA-stammar som har högre antal Epiya-C-segment har associerats med precancerous magsår och magcancer i kaukasiska [11-13, 30] och brasilianska befolkningen [15].
det är väl etablerat att H. pylori
infektion huvudsakligen förvärvats i barndomen och att infektionen ofta kvarstår för livet inte behandlas. Epidemiologiska data och genetisk analys av H. pylori
stammar har visat att stammarna är oftast förvärvas inom familjen. I själva verket, infekterade mor och infekterade syskon är de viktigaste riskfaktorerna för förvärvet av infektion [33, 34] och genetiska fingeravtryck metoder har visat genetisk homogenitet i H. pylori
stammar inom familjerna. Baserat på dessa resultat och resultaten av denna studie kan vi anta att första gradens släktingar till gastric cancerpatienter kan dela mer virulenta H. pylori
stammar som kan öka risken för magcancer.
Som nämnts ovan, släktingar av första graden av gastric cancerpatienter delar också samma eller liknande genetisk bakgrund som kan öka risken för magcancer. Polymorfismer i gener som kodar pro-inflammatoriska cytokiner, såsom interleukin 1 beta (IL-1β), interleukin-1-receptorantagonist (IL1Ra) och tumömekrosfaktor-alfa (TNF-α) accepteras som riskfaktorer för magcancer, beroende på det geografiska område [35-39]. Det har också visats att med ökande antal proinflammatoriska genotyper [36, 37], såväl som en samtidig infektion av mer virulenta H. pylori
stammar progressivt ökar risken för gastriska precancerous lesions och cancer [39].
slutsatser
Sammanfattningsvis visade vi att släktingar till patienter med ventrikelcancer oftare koloniseras av de mest virulenta H. pylori CAG Review, en och VAC | A genotyper, som kan, förutom människans genetiska anlag, ytterligare öka risken för magcancer, vilket ger ytterligare skäl att bättre förstå dessa infektioner och kanske deras riktade eradicative behandling.
förklaringar
Tack
Detta arbete stöddes av Instituto Nacional de Ciencias e Tecnologia em Biomedicina göra Semiárido Brasileiro (In strömtransformator) och CNPq, Brasilien. Vi är tacksamma mot Professor Barry J Marshall för kritisk läsning av manuskriptet.
Resultaten av studien presenterades som abstrakt på Digestive Disease Week, DDW 2011, Chicago USA.
Authors 'ursprungliga lämnat filer för Images of nedan finns länkar till författarnas ursprungliga inlämnade filer för bilder. 12876_2012_780_MOESM1_ESM.jpeg Författaroriginalfilen för figur 1 Konkurrerande intressen
Författarna förklarar ingen confllict av intresse.
Författarnas bidrag
DMMQ övervakade laborationer och analyserade data kritiskt skrivande och granska manuskript., SAB utfört DNA-extraktion, PCR och sekvensering och statistisk analys, GAR och AMCR deltog i genomförandet av studien och skrev manus, CISMS och MHB utfört DNA-extraktion, PCR och databashantering, MBN, ABF och AMN deltog i genomförandet av studien , datainsamling, databashantering och statistisk analys. RLG och AAML utförde kritisk analys av data och granskning av manuskriptet. LLBCB deltog i utformning, genomförande, samordning av studien och bidrog till Skriva Manuskript kritisk skrift och granska. Alla författare har läst och godkänt den slutliga versionen av manuskriptet.