Københavns Universitet

Transkript

1 university of copenhgen Københvns Universitet Genetisk bestemte forskelle i ntioxidnt enzymktivitet er ikke ssocieret med risiko for brystkræft Kopp, Tine Iskov; Vogel, Ull; Drgsted, Lrs Ove; Tjønnelnd, Anne; Rvn-Hren, Gitte Published in: Miljø og Sundhed Publiction dte: 2017 Document Version Også kldet Forlgets PDF Cittion for published version (APA): Kopp, T. I., Vogel, U., Drgsted, L. O., Tjønnelnd, A., & Rvn-Hren, G. (2017). Genetisk bestemte forskelle i ntioxidnt enzymktivitet er ikke ssocieret med risiko for brystkræft. Miljø og Sundhed, 23(1), Downlod dte: 14. dec

2 Genetisk bestemte forskelle i ntioxidnt enzymktivitet er ikke ssocieret med risiko for brystkræft. Af Tine Iskov Kopp 1,2,3,, Ull Vogel 4, Lrs Ove Drgsted 5, Anne Tjonnelnd 2, Gitte Rvn- Hren 3 Brystkræft er den mest lmindelige form for kræft blndt kvinder i Dnmrk, og ntllet f nye tilfælde er steget gennem de sidste 50 år. Det hr været foreslået, t ntioxidnter beskytter mod brystkræft. I dette studie hr vi undersøgt, om genetisk bestemt vrition i ntioxidtive enzymer beskytter mod brystkræft i et dnsk kohortestudie. 1 Introduktion De eneste veletblerede risikofktorer for brystkræft er ssocieret med øget eksponering for østrogener (1) og indtg f lkohol (2). Både østrogener og lkohol kn forårsge oxidtivt stress (3), hvilket også hr været st i forbindelse med udvikling f kræft - inklusiv brystkræft (4). Oxidtivt stress skyldes en ublnce mellem dnnelse f rektive oxygen specier (ROS) og det ntioxidtive forsvr. Det hr været foreslået, t ntioxidnter beskytter mod brystkræft (5). Antioxidntforsvret er et komplekst system, bestående f et netværk f enzymer, der spiller smmen - heriblndt glutthionreduktse (GR), superoxiddismutse (SOD) og ctlse (). Brystkræft kn skyldes oxidtive skder kombineret med mnglende evne hos ntioxidnterne til t beskytte brystvævet (4). Rygning og indtgelse f lkohol er kilder til ROS, hvorimod frugt og grønt er rige på ntioxidnter. Herudover hr 1 Forskningscenter for Forebyggelse og Sundhed, Region Hovedstden 2 Center for Kræftforskning, Kræftens Bekæmpelse 3 Fødevreinstituttet, Dnmrks Tekniske Universitet 4 Det Ntionle Forskningscenter for Arbejdsmiljø 5 Institut for Idræt og Ernæring, Københvns Universitet flere studier vist, t øget indtg f frugt og grønt kn påvirke det enzymtiske ntioxidtive forsvr og øge enzymktiviteten (6,7). Disse kost- og livsstilsfktorer kn påvirke risikoen for t udvikle brystkræft ved t ændre niveuet f oxidtivt stress, således t lkohol og rygning øger risikoen, mens indtg f frugt og grønt nedsætter risikoen. Men hvor metnlyser ikke hr været i stnd til t vise evidens for en omvendt ssocition mellem indtg f frugt og grønt og brystkræftrisiko på den ene side, og en positiv ssocition mellem rygning og brystkræftrisiko på den nden side, hr gen-miljø studier vist interktioner mellem rygning, lkohol, og frugt- og grøntindtg og polymorfier i ntioxidntgener i forhold til brystkræftrisiko (8). Det vil ltså sige, t genetisk betingede vritioner i enzymktivitet, som påvirker oxidtivt stress, kunne ændre smmenhængen mellem ntioxidnter fr bl.. kosten eller udefrkommende kilder til ROS og risiko for brystkræft, og dermed forklre noget f den inkonsistens, der ses i resultterne fr disse studier. Ved hjælp f prospektive kohorte studier kn mn undersøge, om en lv enzymktivitet er en årsg eller konsekvens f en sygdom, og mn kn også undersøge, om kost- og livsstilsfktorer intergerer med enzymernes ktivitet i forhold til risiko for sygdom. Funktionelle enkelt-nukleotid-polymorfier (SNP) kn påvirke enzymktiviteter og resultere i ændret ntioxidntforsvr og derved påvirke sygdomsrisiko og helbred. Vi hr tidligere fundet smmenhæng mellem funktionelle polymorfier i GPX1 og GPX4 gener, enzymernes ktivitet i erytrocytter, hormonterpi og brystkræftrisiko i den dnske Kost, Kræft og Helbred (KKH) kohorte (9,10). I dette studie hr vi udvidet disse fund med miljø og sundhed 23. årgng, nr. 1, mj

3 polymorfier i generne SOD1, og GSR, der koder for ntioxidtive enzymer; vi hr desuden undersøgt gen-miljø interktioner mellem polymorfierne, enzymktiviteterne og indtget f frugt, grønt og lkohol smt rygning i forhold til risiko for brystkræft. Metode og mteriler KKH-kohorten er en dnsk prospektiv kohorte, som består f deltgere, der hr svret på detljerede spørgsmål om kost og livsstil og fået tget blodprøver tilbge i midten f hlvfemserne (11). Fr blodprøverne er DNA ekstrheret og genotypet, og der er målt enzymktivitet i erytrocytter. Deltgerne blev fulgt for brystkræftdignose fr de indgik i kohorten indtil dtoen for dignose, død, emigrtion eller indtil 27. pril I lt 945 kvinder blev dignosticeret med brystkræft i opfølgningsperioden. For hvert tilfælde f brystkræft blev én kontrolperson udvlgt. Kontrollen vr kræftfri frem til dignosedtoen og vr endvidere mtchet på lder, brug f hormonterpi smt postmenopusl sttus ved indgng i kohorten. Pg. mnglende dt på enten genotype eller mulig confounding blev den endelige studiepopultion på 703 pr. Tidtil-event nlyser blev udregnet som en mtchet logistisk regression med lder som underliggende tidskse, hvilket gv incidensrte-rtioer (IRR) for smmenhæng mellem genotype og brystkræftrisiko. Lineær regression blev brugt til nlyserne med ssocition mellem kost- og livsstilsfktorer, genotyper og enzymktivitetsmålinger. Tbel 1: Bseline krkteristik for studiedeltgere i KKH og smmenhæng med udvlgte demogrfiske og ndre kendte risikofktorer for brystkræft. Vrible Cses Kontroller IRR (95 % CI) n (%) Medin (5-95 %) n (%) Medin (5-95 %) Kvinder 703 (100) 703 (100) Alder ved inklusion, år 57 (51-64) 57 (51-64) Uddnnelse Kort Middel Lng 206 (29) 353 (50) 144 (20) 250 (36) 313 (45) 122 (17) ( ) 1.27 ( ) Body mss index, kg/m 2 25 (20-34) 25 (20-34) 1.02 ( ) b Nulliprær 104 (15) 82 (12) 1.02 ( ) c Antl fødsler 2 (1-4) 2 (1-4) 0.92 ( ) Alder ved første fødsel, år 24 (18-31) 23 (18-32) 1.06 ( ) d Brug f hormonterpi, år e 6 (0.5-20) 5 (0.5-20) 1.00 ( ) f Afholdende kvinder 18 (3) 22 (3) 0.92 ( ) g Alkohol indtg, g/dg 11 (1-43) 9 (1-40) 1.11 ( ) h Nuværende rygere 241 (34) 264 (38) 0.93 ( ) Totl frugt og grønt indtg, g/dg 361 ( ) 349 ( ) 1.02 ( ) i Benign bryst sygdom 139 (20) 88 (13) 1.64 ( ) Værdierne er udtrykt som mediner (5 og 95 percentiler) eller som frktioner (%). IRR, incidensrte-rtio. Risikoestimterne for brystkræft er gensidigt justeret. b Risikoestimt per ekstr 2 kg/m 2. c Risikoen er estimeret for ingen versus én fødsel ved 35 år. d Risikoen er estimeret per ekstr 5 år. e Blndt brugere f hormonterpi. f Risikoen er estimeret per ekstr 5 års brug f hormonterpi. g Risikoen for fholdende kvinder smmenlignet med 10 g øget indtg f lkohol per dg. h Blndt kvinder, der drikker lkohol, er risiko estimeret for hver 10 g øget indtg f lkohol per dg. I Risikoen er estimeret for hvert ekstr indtg f 100 g frugt og grønt per dg. 20 miljø og sundhed 23. årgng, nr. 1, mj 2017

4 Tbel 2: IRR for brystkræft i forhold til de undersøgte polymorfier per 10 grm lkohol per dg blndt kvinder, der indtger lkohol. Gen SNP n cse (%) (n=664) rs (58) GA+ 282 (42) GSR SOD1 rs GA+ rs CC CT+TT rs GT+TT rs AG+ 375 (56) 289 (44) 430 (65) 234 (35) 456 (69) 208 (31) 436 (66) 228 (34) n kontrol (%) (n=664) 388 (58) 276 (42) 384 (58) 280 (42) 434 (65) 230 (35) 424 (64) 240 (36) 463 (70) 201 (30) IRR b (95 % CI) IRR c (95 % CI) P-værdi d 1.16 ( ) 1.09 ( ) 1.12 ( ) 1.15 ( ) 1.17 ( ) 1.08 ( ) 1.06 ( ) 1.27 ( ) 1.15 ( ) 1.08 ( ) 1.15 ( ) 1.07 ( ) ( ) 1.13 ( ) ( ) 1.07 ( ) ( ) 1.24 ( ) ( ) 1.06 ( ) 0.42 IRR, incidensrte-rtio. CI, konfidensintervl. 39 cse-kontrol pr blev ekskluderet fr denne nlyse d én deltger (eller begge) i et cse-kontrol pr vr fholdskvinde(r). b Rå. c Justeret for pritet (ingen fødsler/hr født), uddnnelseslængde (lv, middel, lng), vrighed f hormonterpi (år), tidligere benign brystsygdom og BMI (kg/m 2 ) ved tidspunktet for indgng i kohorten. d P-værdi for interktion for de justerede risikoestimter. Tbel 3: IRR for brystkræft i forhold til de undersøgte polymorfier per 100 grm frugt- og grøntindtg per dg. Gen SNP n cse (%) (n=703) rs (58) GA+ 295 (42) GSR SOD1 rs GA+ rs CC CT+TT rs GT+TT rs AG+ 393 (56) 310 (44) 454 (65) 249 (35) 480 (68) 223 (32) 460 (65) 243 (35) n kontrol (%) (n=703) 409 (58) 294 (42) 405 (58) 298 (42) 460 (65) 243 (35) 452 (64) 251 (36) 490 (70) 213 (33) IRR (95 % CI) IRR b (95 % CI) P-værdi c 1.00 ( ) 1.05 ( ) 1.02 ( ) 1.04 ( ) 1.05 ( ) 0.99 ( ) 1.01 ( ) 1.06 ( ) 0.99 ( ) 1.13 ( ) 1.00 ( ) 1.05 ( ) ( ) 1.06 ( ) ( ) 0.98 ( ) ( ) 1.07 ( ) ( ) 1.13 ( ) IRR, incidensrte-rtio. CI, konfidensintervl. Rå. b Justeret for pritet (ingen fødsler/hr født), uddnnelseslængde (lv, middel, lng), vrighed f hormonterpi (år), tidligere benign brystsygdom og BMI (kg/m 2 ) ved tidspunktet for indgng i kohorten. c P-værdi for interktion for de justerede risikoestimter. miljø og sundhed 23. årgng, nr. 1, mj

5 22 miljø og sundhed 23. årgng, nr. 1, mj 2017

6 Tbel 5: Smmenhæng mellem de undersøgte polymorfier og erytrocyt enzym ktiviteter. Gen SNP Ændring i enzymktivitetmålt i U/g Hb (95 % CI) Cse (n=386) Kontrol (n=357) Alle (n=743) rs GA GSR SOD1 rs GA rs CC CT TT rs GT TT rs AG (-1.50;0.99) (-3.91;-2.35) 1.05 (0.62;1.47) 1.82 (1.04;2.59) (-0.79;0.10) (-1.63;0.62) (1.44;1.95) 4.25 (3.49;5.02) (-31.90;25.56) 8.90 (-61.96;79.76) (-2.23;-1.36) (-3.85;-2.03) 0.93 (0.46;1.40) 1.64 (0.47;2.81) (-1.39;-0.40) (-2.72;0.03) (1.85;2.42) 3.83 (3.09;4.56) 7.99 (-22.05;38.03) (12.86;162.56) (-1.89;-1.30) (-3.64;-2.45) 0.99 (0.67;1.30) 1.75 (1.10;2.40) (-0.93;-0.26) (-1.74;0.01) (1.71;2.09) 4.02 (3.49;4.55) 2.16 (-18.60;22.92) (-4.75;98.16) 0.21 I denne nlyse er kun individer med mnglende værdier for genotype og mulige confoundere ekskludereret uden t tge hensyn til det mtchede cse-kontrol sæt. P-værdi for trend. Tbel 6. Ændring i enzym ktivitet i U/g Hb i forhold til hplotype kombintion. Hplotype combintion C AGC P-værdi GAC P-værdi T P-værdi C AGC GAC T -1.6 P-værdi for smmenligning f vildtype hplotypen (G-rs A, G-rs A, C-rs769217T). Vrint lleller står med fed skrift. miljø og sundhed 23. årgng, nr. 1, mj

7 Resultter og diskussion Bseline krkteristik for studiedeltgere i KKH-kohorten er illustreret i tbel 1. Ingen f polymorfierne vr ssocieret med brystkræft. Til gengæld fndt vi interktion mellem flere f polymorfierne og henholdsvis frugt- og grøntindtg, lkoholindtg og rygning, så der vr en ændret risiko for t udvikle brystkræft, fhængigt f hvilken genotype de hvde, og hvor meget frugt/grønt eller lkohol de indtog smt om de vr rygere eller ikke-rygere (tbel 2,3 og 4). Bærere f T-llellet f GSR/- rs polymorfien hvde en 24 % øget risiko for brystkræft for hver genstnd de drk om dgen, hvorimod bærere f vildtypen (den oprindelige genotype, som de fleste i befolkningen bærer) ikke vr i risiko for lkoholrelteret brystkræft (P-værdi for interktion (P int )=0.048) (tbel 2). For SOD1/rs polymorfien hvde bærere f G-llellet en 13 % øget risiko for brystkræft for hver 100 grm indtg f frugt/grønt per dg, mens bærere f vildtypen ikke vr i risiko ved frugt/grønt indtg (P int =0.016) (tbel 3). Rygesttus (nuværende ryger versus ikke-ryger) intergerede med /rs polymorfien, således t bærere f A-llelet, der ikke røg, hvde en 41 % øget risiko for brystkræft smmenlignet med ikke-rygende bærere f vildtypen (P int =0.0015) (tbel 4). SOD, og GR enzymktiviteterne blev målt for en subgruppe f kohorten i lt 434 brystkræfttilfælde og 434 rske kontroller. Alle polymorfierne, bortset fr SOD1/rs202445, vr stærkt ssocieret med enzymktivitet (P for /rs , /- rs og GSR/rs og P= for /rs (kun blndt rske kontroller)) (tbel 5), men der vr kun svg interktion mellem miljøfktorerne og polymorfierne i forhold til enzymktivitet. En hplotypenlyse f polymorfierne dvs. en nlyse, hvor mn undersøger en gruppe f polymorfier i det smme gen (her ) viste, t polymorfien /rs hvde den stærkeste effekt på -enzymktiviteten (tbel 6). Resultterne fr dette studie tyder på, t hverken enzymktivitet målt ved indgng i kohorten eller genetisk bestemt vrition i enzymktivitet er ssocieret med risiko for brystkræft. Der er to mulige forklringer på dette; enten er ntioxidtiv ktivitet ikke involveret i udvikling f brystkræft eller også er effekterne f de genetisk bestemte vritioner små i forhold til effekterne f de målte livsstilsfktorer. Vi fndt dog ingen smmenhæng mellem rygning eller indtg f lkohol, frugt eller grønt og enzymktiviteterne. Derfor må de genetisk betingede ændringer i enzymktiviteterne være større end effekten fr de kost- og livsstilsfktorer vi hr undersøgt her. Vores resultter synes derfor t vise, t de her undersøgte enzymer ikke er fgørende fktorer for udvikling f brystkræft. De fire polymorfier, som vr stærkt ssocieret med enzymktiviteter, er meget velegnede kndidter til fremtidige studier indenfor molekylær kræftforskning, hvor det ntioxidtive forsvr kunne hve en vigtig betydning. Yderligere oplysninger: Tine Iskov Kopp [email protected] Denne rtikel er bseret på resultter ccepteret for publiktion i Oncotrget: Assocition between single nucleotide polymorphisms in the ntioxidnt genes, GR nd SOD1, erythrocyte enzyme ctivities, dietry nd life style fctors nd brest cncer risk in Dnish, prospective cohort study Referencer 1. Dumitrescu RG, Cotrl I. Understnding brest cncer risk -- where do we stnd in 2005? J Cell Mol Med 2005;9(1): Pelucchi C, Trmcere I, Boffett P, Negri E, L VC. Alcohol consumption nd cncer risk. Nutr Cncer 2011;63(7): Cstro GD, Cstro JA. Alcohol drinking nd mmmry cncer: Pthogenesis nd potentil dietry preventive lterntives. World J Clin Oncol 2014;5(4): miljø og sundhed 23. årgng, nr. 1, mj 2017

8 4. Ambrosone CB. Oxidnts nd ntioxidnts in brest cncer. Antioxid Redox Signl 2000;2(4): Aune D, Chn DS, Vieir AR, Rosenbltt DA, Vieir R, Greenwood DC, et l. Fruits, vegetbles nd brest cncer risk: systemtic review nd met-nlysis of prospective studies. Brest Cncer Res Tret 2012 Jul;134(2): Drgsted LO, Pedersen A, Hermetter A, Bsu S, Hnsen M, Hren GR, et l. The 6--dy study: effects of fruit nd vegetbles on mrkers of oxidtive stress nd ntioxidtive defense in helthy nonsmokers. Am J Clin Nutr 2004 Jun;79(6): Nielsen SE, Young JF, Dneshvr B, Luridsen ST, Knuthsen P, Sndström B, et l. Effect of prsley (Petroselinum crispum) intke on urinry pigenin excretion, blood ntioxidnt enzymes nd biomrkers for oxidtive stress in humn subjects. Br J Nutr 1999 Jun;81(6): Nowell SA, Ahn J, Ambrosone CB. Genenutrient interctions in cncer etiology. Nutr Rev 2004 Nov;62(11): Rvn-Hren G, Olsen A, Tjonnelnd A, Drgsted LO, Nexo BA, Wllin H, et l. Associtions between GPX1 Pro198Leu polymorphism, erythrocyte GPX ctivity, lcohol consumption nd brest cncer risk in prospective cohort study. Crcinogenesis 2006; 27(4): Mepln C, Drgsted LO, Rvn-Hren G, Tjonnelnd A, Vogel U, Hesketh J, et l. Assocition between Polymorphisms in Glutthione Peroxidse nd Selenoprotein P Genes, Glutthione Peroxidse Activity, HRT Use nd Brest Cncer Risk. PLoS One 2013 Sep 10;8(9):e Tjonnelnd A, Olsen A, Boll K, Stripp C, Christensen J, Engholm G, et l. Study design, exposure vribles, nd socioeconomic determinnts of prticiption in Diet, Cncer nd Helth: popultion-bsed prospective cohort study of 57,053 men nd women in Denmrk. Scnd J Public Helth 2007;35(4): miljø og sundhed 23. årgng, nr. 1, mj