проучване

  • абстрактно
  • Заден план:
  • методи:
  • находка:
  • интерпретация:
  • Въведение
  • методи
  • Изследване на населението
  • генотипиране
  • Статистически анализ
  • Систематичен преглед и мета-анализи
  • резултатът
  • Влияние на полиморфизма V103I върху ИТМ в три проучвания върху Британския Кавказ
  • Мета-анализ
  • дискусия

абстрактно

Заден план:

Предишни проучвания показват, че вариантът на рецепторния ген на меланокортин-4 (MC4R) е важен за защита срещу често затлъстяване. За потвърждаване на тази връзка обаче са необходими по-големи проучвания.

методи:

Оценихме връзката между полиморфизма V103I в гена MC4R и затлъстяването в три кохортни проучвания, базирани на популацията в Обединеното кралство, за общо 8304 индивида. Също така извършихме мета-анализ на съответните проучвания, които включваха 10 975 случая и 18 588 контрола, за да поставим нашите констатации в контекста.

находка:

При анализа на всички проучвания субектите, носещи изолевцин алел, са имали 18% (95% доверителен интервал 4-30%, P = 0,015) по-нисък риск от затлъстяване в сравнение с неносители. Нямаше хетерогенност между изследванията и очевидно пристрастие в публикацията.

интерпретация:

Това проучване потвърждава, че полиморфизмът V103I предпазва от затлъстяване при хората на ниво популация. Като такъв, той предоставя доказателства, че определени генни варианти могат поне частично да обяснят податливостта и устойчивостта към често срещаните форми на човешко затлъстяване. По-доброто разбиране на механизмите, залегнали в основата на тази асоциация, ще помогне да се определи дали промените в активността на MC4R имат терапевтичен потенциал.

Меланокортин-4 рецепторът (MC4R) е част от централната меланокортинова система, за която е известно, че регулира приема на храна и енергийната хомеостаза. Нарушаването на гена MC4R при мишки и хора води до хиперфагия и затлъстяване. Загубата на функционални мутации в MC4R е най-честата известна форма на моногенно затлъстяване и се среща при 4-5% от хората с тежко детско затлъстяване. 12

За разлика от това, ролята на вариантите на MC4R при полигенното затлъстяване е несигурна. С носеща честота от около 2-4%, вариантът missense V103I е най-често срещаният кодиращ полиморфизъм на MC4R. Неотдавнашен съвместен анализ, базиран на 3631 случая и 4082 контроли, предполага, че хората с алел I103 могат да имат 31% риск от затлъстяване в сравнение с нелекуващите; тази връзка обаче имаше само незначително статистическо значение. 3 Необходими са обширни проучвания за надеждно потвърждаване или опровержение на връзката между гените и заболяванията. 4, 5 Следователно, ние оценихме връзката между полиморфизма MC4R V103I и затлъстяването в поредица от популационни проучвания, включващи 1 053 случая и 7 251 контроли. Тези проучвания бяха включени в мета-анализа и осигуриха общо 10 975 случая и 18 588 контроли.

методи

Изследване на населението

Използвахме данни от кохортата на Норфолк от Европейското проспективно изследване на рака (EPIC) и проучването MRC Ely. Етичните комисии одобриха двете проучвания и всички участници дадоха информирано съгласие. EPIC е текущо проспективно кохортно проучване на хронични заболявания, включващо приблизително 25 000 жители на Норфолк на възраст 45-75 години, които са били приети в регистрите за обща практика между 1993 и 1997 г. 6 Това е етнически хомогенно кавказко население. Тези участници преминаха основен медицински преглед. От януари 1998 г. поканихме групата на втори медицински преглед и до октомври 2000 г. присъстваха 15 786 души. Подробности за набирането, антропометрични измервания, медицински прегледи и въпросници бяха публикувани въз основа на стандартизирани протоколи. 6 ДНК бяха извлечени от 15 786 проби кръв/EDTA (Whatman Biosciences, Ely, UK), взети при втория медицински преглед.

За целите на този анализ изследвахме данни от две подгрупи от 15 786 участници в проучването EPIC, участвали във втория здравен преглед. EPIC1 е произволна извадка, състояща се от 5000 участници, които не са имали основното заболяване (рак, коронарна болест на сърцето и диабет) и които са изцяло подредени ДНК, попълнени данни за честотата на храната и HbA1C в кръвта и индекс на телесна маса (ИТМ), измерени в две клинични изпитвания. EPIC2 включва 3345 участници с напълно подредена ДНК, налична за генотипиране. Изключихме 692 участници от EPIC2, ​​защото те също присъстваха в пробния набор от EPIC1. Въпреки това, ние използвахме този дублиран файл, за да оценим последователността на резултатите от нашия генотип.

Също така използвахме данни от проучването MRC Ely, проспективно, базирано на популацията кохортно проучване за етиологията и патогенезата на диабет тип 2 и свързаните с него метаболитни нарушения. 7, 8 Изследваната популация отново се състои от етнически хомогенна кавказка популация, при която фенотипни данни са записани в клинични изпитвания, като се използват стандартизирани протоколи за антропометрични измервания. Всички участници бяха на възраст между 40 и 65 години на изходно ниво. Тази кохорта е възприета от рамката за вземане на проби от популация с висок отговор (74%), което я прави представителна картина за общото население в този район на Източна Англия. За целите на този анализ използвахме данни, събрани от втората здравна проверка, приблизително четири години и половина от изходното ниво.

Участниците във всяка група бяха дефинирани като случаи със затлъстяване и контроли със затлъстяване, базирани на изходен ИТМ най-малко 30 kg/m2 или ИТМ по-малко от 30 kg/m2, съответно.

генотипиране

Ние изследвахме с генотип EPIC1, EPIC2 и Ely за G → A заместване (валин за изолевцин) при кодон 103 на гена MC4R (rs2229616), получен с помощта на TaqMan химия (Applied Biosystems, Warrington, UK). Процентът на всяка успешно генотипизирана кохорта е 98, 0, 86, 5 и 97,3% за EPIC1, EPIC2 и Ely.

Статистически анализ

Тествахме равновесието на Харди - Вайнберг, използвайки χ 2 теста. Въз основа на предишни доклади използвахме доминиращ генетичен модел, сравняващ обикновени хомозиготи (G/G) с носители на алела A (G/A или A/A). Stata версия 8.0 (Stata Corporation, College Station, Texas, USA) беше използвана за всички анализи.

Систематичен преглед и мета-анализи

Контрол на случаите и кохортни проучвания, публикувани преди юни 2005 г., при които полиморфизмът на гена MC10R V103I е свързан с ИТМ, бяха идентифицирани чрез електронно търсене PubMed, сканиране на съответните референтни списъци и свързване с авторите на изследването за непубликувани или допълнителни таблични данни. Използвали сме термините MeSH и безплатни текстове, свързани с MC4R (напр. "Рецептор, меланокортин, тип 4", "меланокортинов рецептор 4", "MC4R") в комбинация със затлъстяване (напр. "Затлъстяване", "Затлъстяване, болезненост", " телесно тегло "," индекс на телесна маса "," рядкост "," тегло "," наднормено тегло ") и с полиморфизми (напр." полиморфизъм, единичен нуклеотид "," гени "," мутация "," генотип "," вариант ", ).

Включихме само проучвания, при които състоянието на контрол на затлъстяването по генотип е налице. Информацията за други предварително дефинирани показатели на ниво проучване беше събрана, за да се изследват възможните източници на хетерогенност: дефиниция за контрол на случая; дали проучванията включват възрастни, деца или и двете; етнически произход; връзката между случаите и контрола; лица или избрани лица. Използвахме модели с твърди и случайни ефекти, за да изчислим обща оценка на връзката между генотипа и затлъстяването. Хетерогенността между проучванията е оценена въз основа на статистиката за хетерогенността на Q. Стесненията и тестът на Егер са използвани за оценка на доказателствата за възможни пристрастия в публикацията.

резултатът

Влияние на полиморфизма V103I върху ИТМ в три проучвания върху Британския Кавказ

Налични са пълни данни за ИТМ и генотип за 8304 участници. Генотипното разпределение в контролните популации е в съгласие с разпределенията, очаквани при равновесие на Харди-Вайнберг (P> 0,05). В подгрупа от 692 проби съгласието между методите за генотипиране е 99,9%. Таблица 1 показва демографските и антропометричните характеристики на участниците в изследването според генотип V103I за тези три проучвания. Установихме, че средната възраст на участниците варира според генотипа (P = 0,025) в проучването Ely; това наблюдение обаче не беше очевидно при останалите кохорти и вероятно ще бъде случайна находка. Няма връзка между генотип V103I и ИТМ. По същия начин не открихме статистически значима връзка между генотипа и затлъстяването (Таблица 2). Корекцията на възрастта не променя значително резултатите. Поради ограничения ни размер на извадката, ние комбинирахме тези резултати в мета-анализ на всички налични данни.

Маса в пълен размер

Маса в пълен размер

Мета-анализ

Общо 25 набора от данни, включително три от това проучване, с 30 300 субекти отговарят на критериите за включване в мета-анализа (Фигура 1). 2, 3, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 Въпреки това, можем да изчислим вероятностното съотношение само за 22 набора от данни (n = 29 563). Тази сума включва непубликувани допълнителни данни, предоставени от двете групи (Farooqi et al. И Hebebrand et al.), Които заместват предишни публикации (вж. Бележките под линия на фигура 1 за подробности). От 22 набора от данни 21 представляват кавказки популации; едната съдържаше данни от чернокожи американци. 15 Сред контролните популации честотата на изолевциновите алели варира между 0,5 и 3,4% (Фигура 1). Използвайки модел с фиксирани ефекти, открихме, че като цяло генотипът V103I е косвено свързан със затлъстяването (вероятност 0,84; 95% доверителен интервал 0,70-0,96; P = 0,015). Нямаше хетерогенност между проучванията (Q = 13, 99 (21 df); P = 0.987); в резултат на това резултатите според модела на случаен ефект бяха еднакви. График на фунията за връзката между V103I и затлъстяването, начертан спрямо размера на пробата, показва симетрично разпределение (P = 0,326), което показва, че няма очевиден интерес към публикацията.

Мета-анализ на MC4R V103I полиморфизъм и изследвания на затлъстяването. * Получено чрез лична кореспонденция с авторите. † Данни само от шведско проучване на затлъстяването. ‡ Включва допълнителни данни от проучване на семейството HERITAGE, несвързани родители: а ) бял; б ) чернокожите. § данни, предоставени само за кохортата от Есен от Geller, 2004; кохортата от Ausburg (KORA) е пропусната и заменена от проучвания на KORA, публикувани в Heid през 2005 г. ∣ ∣ Проучване на семейството в Квебек: само родителски данни. ¶ Заменя предишни публикации 1, 31 и съдържа други непубликувани данни (достъпни от съответния автор при поискване). # Резултатът се основава на повторен анализ на първоначалните данни с включване на други непубликувани данни (достъпни от автора при поискване) и замества предишни публикации. 24, 32, 33, 34 ** Общо три проучвания с 0 носители в една група са изключени и ИЛИ не могат да бъдат изчислени. 11, 13, 17

Изображение в пълен размер

дискусия

Тези данни от 10 975 случая и 18 588 контроли потвърждават, че индивидите с изолевцин алел имат по-нисък риск от затлъстяване в сравнение с неносители. Въпреки това, докато предишният обобщен анализ показа 31% намаление на риска, 3 нашите данни, базирани на почти четирикратен брой лица, показват, че този намален риск може да бъде около 18%, което предполага, че първоначалната връзка е била надценена. Нашето проучване подчертава необходимостта от обширни проучвания за надеждна оценка на асоциациите на гените и болестите.

Няколко проучвания предполагат, че вариантът V103I може да не е функционален. Доказано е, че V103I има нормален профил на лиганд на ендогенен агонист и нормални нива на експресия на рецепторите на клетъчната повърхност. 2, 3, 10, 24, 25 Въпреки това, скорошни функционални проучвания разкриват, че рядко срещаният алел I103 е по-малко реагиращ на протеини, свързани с аготи (AGRP), в сравнение с рецептора от див тип. 26 AGRP е ендогенен антагонист на MC4R, който стимулира приема на енергия и насърчава наддаването на тегло. 27, 28, 29, 30 V103I-медиирано затихване при активиране на MC4R от AGRP може по този начин да доведе до относително по-слаб орексигенен сигнал; това от своя страна може да доведе до сравнително по-нисък риск от затлъстяване в човешката популация. Взети заедно, тези открития предполагат, че полиморфизмът V103I може да бъде причинно свързан с риск от затлъстяване. Алтернативно, този вариант може да е в неравновесие при свързване с неизвестен функционален вариант другаде в гена MC4R или в регулаторни региони.

Нашият анализ е потенциално ограничен от редица фактори. Не можем да оценим въздействието на неизмерени генетични или екологични модификатори върху размера и посоката на асоциацията. Няма обаче доказателства за взаимозависимост. Второ, поради рядкостта на полиморфизма V103I и степента на асоциация, наблюдавана в това проучване, не можем да изключим възможността тази констатация да е фалшиво положителна; това обяснение обаче е малко вероятно предвид размера на нашето проучване и ролята на този ген в моногенното затлъстяване. И накрая, разликите в дизайна на проучването и дефинициите на случая също може да са изкривили размера на връзката между генетичния вариант V103I и затлъстяването. Въпреки тези разлики, ние не намерихме статистически доказателства за хетерогенност между проучванията.

В заключение, в този мета-анализ 29 563 индивида потвърждават, че генотипът MC4R V103I предпазва от затлъстяване. Ние изчисляваме, че 17% от затлъстяването в популацията може да се отдаде на общ хомозиготен генотип. Този полиморфизъм е първият, който последователно се свързва с промени в човешкото затлъстяване на ниво популация. Като такъв той предоставя доказателства, че специфични генетични варианти могат поне частично да обяснят податливостта и резистентността към често срещаните форми на човешко затлъстяване. По-доброто разбиране на механизмите, залегнали в основата на тази асоциация, ще помогне да се определи дали промените в активността на MC4R имат терапевтичен потенциал.