polimorfismul

  • abstract
  • Fundal:
  • metode:
  • constatare:
  • interpretare:
  • introducere
  • metode
  • Studiul populației
  • genotipare
  • analize statistice
  • Revizuire sistematică și meta-analize
  • Rezultatul
  • Influența polimorfismului V103I asupra IMC în trei studii asupra Caucazului britanic
  • Metaanaliza
  • discuţie

abstract

Fundal:

Studiile anterioare sugerează că o variantă a genei receptorului melanocortinei-4 (MC4R) este importantă în protejarea împotriva obezității comune. Cu toate acestea, sunt necesare studii mai ample pentru a confirma această relație.

metode:

Am evaluat asocierea dintre polimorfismul V103I în gena MC4R și obezitate în trei studii de cohortă bazate pe populația din Marea Britanie, pentru un total de 8304 de indivizi. De asemenea, am efectuat o meta-analiză a studiilor relevante, care au inclus 10.975 de cazuri și 18.588 de controale, pentru a pune concluziile noastre în context.

constatare:

În analiza tuturor studiilor, subiecții care au alela izoleucină au avut un risc de obezitate cu 18% (95% 4-30%, P = 0,015) mai mic comparativ cu cei care nu au purtători. Nu a existat nicio eterogenitate între studii și nici o părtinire aparentă în publicație.

interpretare:

Acest studiu confirmă faptul că polimorfismul V103I protejează împotriva obezității umane la nivel de populație. Ca atare, oferă dovezi că anumite variante genetice pot explica cel puțin parțial susceptibilitatea și rezistența la forme comune de obezitate umană. O mai bună înțelegere a mecanismelor care stau la baza acestei asociații va ajuta la determinarea faptului dacă modificările activității MC4R au potențial terapeutic.

Receptorul melanocortinei-4 (MC4R) face parte dintr-un sistem central de melanocortină care este cunoscut pentru reglarea aportului alimentar și a homeostaziei energetice. Întreruperea genei MC4R la șoareci și oameni duce la hiperfagie și obezitate. Pierderea mutațiilor funcționale în MC4R este cea mai comună formă cunoscută de obezitate monogenă și apare la 4-5% dintre persoanele cu obezitate severă la copii. 1, 2

În schimb, rolul variantelor MC4R în obezitatea poligenică este incert. Cu o frecvență purtătoare de aproximativ 2-4%, varianta missense V103I este cel mai comun polimorfism de codificare al MC4R. O analiză comună recentă bazată pe 3631 de cazuri și 4082 de controale a sugerat că persoanele cu alela I103 pot avea un risc de 31% de obezitate în comparație cu non-vindecători; cu toate acestea, această conexiune a avut doar o semnificație statistică marginală. 3 Sunt necesare studii ample pentru a confirma sau infirma în mod fiabil asocierea genă-boală. 4, 5 Prin urmare, am evaluat asocierea dintre polimorfismul MC4R V103I și obezitate într-o serie de studii populaționale care au inclus 1.053 cazuri și 7.251 martori. Aceste studii au fost incluse în meta-analiză și au furnizat un total de 10.975 de cazuri și 18.588 de controale.

metode

Studiul populației

Am folosit date din cohorta Norfolk a European Prospective Research on Cancer (EPIC) și a studiului MRC Ely. Comitetele de etică au aprobat ambele studii și toți participanții au dat consimțământul informat. EPIC este un studiu de cohortă prospectiv în curs de desfășurare a bolilor cronice care implică aproximativ 25.000 de rezidenți din Norfolk cu vârste cuprinse între 45 și 75 de ani, care au fost admise în registrele de practică generală între 1993 și 1997. 6 Aceasta este o populație caucaziană omogenă din punct de vedere etnic. Acești participanți au fost supuși unui examen medical de bază. Din ianuarie 1998, am invitat grupul la un al doilea examen medical, iar până în octombrie 2000, 15.786 de persoane participaseră. Detalii despre recrutare, măsurători antropometrice, examinări medicale și chestionare au fost publicate pe baza protocoalelor standardizate. 6 ADN-uri au fost extrase din 15.786 probe de sânge/EDTA (Whatman Biosciences, Ely, Marea Britanie) luate la al doilea examen medical.

În scopul acestei analize, am examinat datele de la două subgrupuri de 15.786 de participanți la studiu EPIC care au participat la al doilea examen de sănătate. EPIC1 este un eșantion aleatoriu format din 5.000 de participanți care nu au avut boala de bază (cancer, boli coronariene și diabet) și care au comandat complet ADN, au completat datele chestionarului privind frecvența alimentelor și HbA1C din sânge și indicele de masă corporală (IMC) măsurat în două studii clinice. EPIC2 include 3345 de participanți cu ADN complet comandat, disponibil pentru genotipare. Am exclus 692 de participanți din EPIC2, ​​deoarece aceștia erau prezenți și în setul de eșantioane EPIC1. Cu toate acestea, am folosit acest fișier duplicat pentru a evalua consistența rezultatelor genotipului nostru.

Am folosit, de asemenea, date din studiul MRC Ely, un studiu prospectiv de cohorte bazat pe populație privind etiologia și patogeneza diabetului de tip 2 și a tulburărilor metabolice conexe. 7, 8 Populația studiată constă din nou dintr-o populație caucaziană omogenă din punct de vedere etnic în care datele fenotipice au fost înregistrate în studiile clinice utilizând protocoale standardizate pentru măsurători antropometrice. Toți participanții aveau vârsta cuprinsă între 40 și 65 de ani la momentul inițial. Această cohortă a fost adoptată din cadrul eșantionării unei populații cu răspuns ridicat (74%), făcându-l o imagine reprezentativă pentru populația generală din această zonă a Angliei de Est. În scopul acestei analize, am folosit datele colectate din al doilea control de sănătate, la aproximativ patru ani și jumătate de la momentul inițial.

Participanții la fiecare grup au fost definiți ca fiind cazuri obeze și controale non-obeze pe baza unui IMC inițial de cel puțin 30 kg/m2 sau a unui IMC mai mic de 30 kg/m2, respectiv.

genotipare

Studiile genotipate au setat EPIC1, EPIC2 și Ely pentru substituția G → A (valină pentru izoleucină) la codonul 103 al genei MC4R (rs2229616), obținută folosind chimia TaqMan (Applied Biosystems, Warrington, Marea Britanie). Procentul fiecărei cohorte genotipate cu succes a fost de 98, 0, 86, 5 și 97,3% pentru EPIC1, EPIC2 și Ely.

analize statistice

Am testat echilibrul Hardy - Weinberg folosind testul χ 2. Pe baza rapoartelor anterioare, am folosit un model genetic dominant care compară homozigotii obișnuiți (G/G) cu purtătorii alelei A (G/A sau A/A). Versiunea Stata 8.0 (Stata Corporation, College Station, Texas, SUA) a fost utilizată pentru toate analizele.

Revizuire sistematică și meta-analize

Studiile de control de caz și de cohortă publicate înainte de iunie 2005 în care polimorfismul genei MC10R V103I a fost legat de IMC au fost identificate prin căutare electronică PubMed, scanarea listelor de referințe relevante și contactarea autorilor studiului pentru orice date tabulare nepublicate sau suplimentare. Am folosit termenii MeSH și texte gratuite referitoare la MC4R (de ex. „Receptor, melanocortină, tip 4”, „receptor de melanocortină 4”, „MC4R”) în combinație cu obezitate (de exemplu „Obezitate”, „Obezitate, Morbid”, „ greutate corporală "," indice de masă corporală "," raritate "," greutate "," supraponderalitate ") și cu polimorfisme (de ex." polimorfism, nucleotidă unică "," gene "," mutație "," genotip "," variantă ", ).

Am inclus numai studii în care statutul controlului obezității după genotip era disponibil. Informații despre alți indicatori predefiniți la nivel de studiu au fost colectate pentru a examina sursele posibile de eterogenitate: definiția caz-control; dacă studiile au inclus adulți, copii sau ambii; origine etnica; legătura dintre cazuri și controale; indivizi sau persoane selectate. Am folosit modele cu efecte ferme și aleatorii pentru a calcula o estimare comună a relației dintre genotip și obezitate. Eterogenitatea între studii a fost evaluată pe baza statisticilor de eterogenitate Q. Limitările și testul Egger au fost utilizate pentru a evalua dovezile unei posibile prejudecăți în publicație.

Rezultatul

Influența polimorfismului V103I asupra IMC în trei studii asupra Caucazului britanic

Date complete despre IMC și genotip au fost disponibile pentru 8304 de participanți. Distribuția genotipică în populațiile martor a fost în acord cu distribuțiile așteptate la echilibrul Hardy-Weinberg (P> 0,05). Într-un subgrup de 692 de probe, acordul dintre metodele de genotipare a fost de 99,9%. Tabelul 1 prezintă caracteristicile demografice și antropometrice ale participanților la studiu în conformitate cu genotipul V103I pentru aceste trei studii. Am constatat că vârsta medie a participanților a variat în funcție de genotip (P = 0,025) în setul de studii Ely; cu toate acestea, această observație nu a fost evidentă în celelalte cohorte și este probabil să fie o constatare aleatorie. Nu a existat nicio asociere între genotipul V103I și IMC. În mod similar, nu am găsit o asociere semnificativă statistic între genotip și obezitate (Tabelul 2). Ajustarea pe vârstă nu a modificat semnificativ rezultatele. Cu toate acestea, datorită dimensiunii limitate a eșantionului, am combinat aceste rezultate într-o meta-analiză a tuturor datelor disponibile.

Tabel în dimensiune completă

Tabel în dimensiune completă

Metaanaliza

Un total de 25 de seturi de date, inclusiv trei din acest studiu, cu 30.300 de subiecți au îndeplinit criteriile de includere în meta-analiză (Figura 1). 2, 3, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 Cu toate acestea, am putea calcula doar raportul de probabilitate pentru 22 de seturi de date (n = 29 563). Această sumă a inclus date suplimentare nepublicate furnizate de cele două grupuri (Farooqi și colab. Și Hebebrand și colab.), Care înlocuiesc publicațiile anterioare (a se vedea notele de subsol din Figura 1 pentru detalii). Din cele 22 de seturi de date, 21 reprezentau populații caucaziene; unul conținea date de la americani negri. 15 Dintre populațiile martor, frecvența alelelor izoleucine a variat între 0,5 și 3,4% (Figura 1). Folosind un model de efecte fixe, am constatat că, în general, genotipul V103I a fost asociat indirect cu obezitatea (probabilitate 0,84; interval de încredere 95% 0,70-0,96; P = 0,015). Nu a existat eterogenitate între studii (Q = 13, 99 (21 df); P = 0,987); ca rezultat, rezultatele conform modelului cu efect aleatoriu au fost aceleași. Un grafic de pâlnie al relației dintre V103I și obezitate reprezentat în funcție de dimensiunea eșantionului a arătat o distribuție simetrică (P = 0,326), indicând că nu a existat niciun interes aparent în publicație.

Metaanaliza studiilor de polimorfism și obezitate MC4R V103I. * Primit prin corespondență personală cu autorii. † Datele dintr-un studiu suedez privind obezitatea. ‡ Include date suplimentare din studiul familiei PATRIMONIU, părinți fără legătură: A ) alb; b ) persoane de culoare. § date transmise numai pentru cohorta Essen de la Geller, 2004; cohorta de la Ausburg (KORA) a fost omisă și înlocuită de sondajele KORA publicate în Heid în 2005. study family Studiu de familie din Quebec: numai date parentale. ¶ Înlocuiește publicațiile anterioare 1, 31 și conține alte date nepublicate (disponibile la cerere de la autorul corespunzător). # Rezultatul se bazează pe o re-analiză a datelor originale cu includerea altor date nepublicate (disponibile de la autor la cerere) și înlocuiește publicațiile anterioare. 24, 32, 33, 34 ** Un total de trei studii cu 0 purtători dintr-un grup sunt excluse și SAU nu au putut fi calculate. 11, 13, 17

Imagine la dimensiune completă

discuţie

Aceste date din 10.975 cazuri și 18.588 controale confirmă faptul că indivizii cu alela izoleucină au un risc mai mic de obezitate comparativ cu cei care nu sunt purtători. Cu toate acestea, în timp ce analiza sumară anterioară a arătat o reducere cu 31% a riscului, 3 datele noastre bazate pe un număr aproape de patru ori de indivizi arată că acest risc redus poate fi de aproximativ 18%, sugerând că relația inițială a fost supraestimată. Studiul nostru subliniază necesitatea unor studii ample pentru a evalua în mod fiabil asociațiile de gene și boli.

Mai multe studii au sugerat că varianta V103I poate să nu fie funcțională. S-a demonstrat că V103I are un profil ligand agonist endogen normal și niveluri normale de exprimare a receptorului de suprafață celulară. 2, 3, 10, 24, 25 Cu toate acestea, studii funcționale recente au arătat că alela rară I103 este mai puțin receptivă la proteina asociată cu agouti (AGRP) comparativ cu receptorul de tip sălbatic. 26 AGRP este un antagonist endogen al MC4R care stimulează aportul de energie și favorizează creșterea în greutate. 27, 28, 29, 30 Atenuarea mediată de V103I la activarea MC4R de către AGRP ar putea duce astfel la un semnal orexigenic relativ mai slab; la rândul său, acest lucru poate duce la un risc comparativ mai mic de obezitate la populația umană. Luate împreună, aceste descoperiri sugerează că polimorfismul V103I poate fi asociat cauzal cu un risc de obezitate. Alternativ, această variantă poate fi în dezechilibru de legare cu o variantă funcțională necunoscută în altă parte a genei MC4R sau în regiunile de reglementare.

Analiza noastră a fost potențial limitată de o serie de factori. Nu putem evalua impactul modificatorilor genetici sau de mediu nemăsurați asupra dimensiunii și direcției asociației. Cu toate acestea, nu există dovezi ale interdependenței. În al doilea rând, datorită rarității polimorfismului V103I și a gradului de asociere observat în acest studiu, nu putem exclude posibilitatea ca această constatare să fie fals pozitivă; cu toate acestea, această explicație este puțin probabil având în vedere dimensiunea studiului nostru și rolul acestei gene în obezitatea monogenă. În cele din urmă, diferențele în ceea ce privește proiectarea studiului și definițiile cazurilor pot fi, de asemenea, distorsionate magnitudinea asocierii dintre varianta genetică V103I și obezitate. În ciuda acestor diferențe, nu am găsit nicio dovadă statistică a eterogenității între studii.

În concluzie, în această meta-analiză, 29.563 de persoane confirmă faptul că genotipul MC4R V103I protejează împotriva obezității. Estimăm că 17% din obezitatea din populație poate fi atribuită unui genotip homozigot comun. Acest polimorfism este primul care este asociat în mod constant cu modificările obezității umane la nivel de populație. Ca atare, oferă dovezi că variantele genetice specifice pot explica cel puțin parțial susceptibilitatea și rezistența la formele comune de obezitate umană. O mai bună înțelegere a mecanismelor care stau la baza acestei asociații va ajuta la determinarea faptului dacă modificările activității MC4R au potențial terapeutic.