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客观的我们评估的影响手术切除的结直肠癌(CRC)围手术期血浆维生素D (25 ohd)和c反应蛋白(CRP)水平。我们调查了循环维生素D水平和CRC生存之间的关系。
设计我们按顺序采样92接受CRC切除的患者,测量等离子体25 ohd和CRP。生存分析,我们25 ohd化验和CRP在两个暂时截然不同的CRC患者组(n = 2006, n = 2100)和生存之间的关系调查结果,循环维生素D和系统性炎症反应。
结果连续采样显示术后下降(平均17.3 nmol / L;p = 3.6 e-9)等离子体25 ohd(最低点天1 - 2)。c反应蛋白达到术后3 - 5天(143.1 mg / L;e-12 p = 1.4),但术后25 ohd是独立的CRP下降。在队列分析,25 ohd低在操作后的12个月(平均= 48.8 nmol / L)比术前(54.8 nmol / L;p = 1.2 e-5)恢复后24个月(52.2 nmol / L;p = 0.002)。生存分析》展示了在美国癌症联合委员会阶段之间的联系25 ohd tertile和CRC死亡率(HR = 0.69;95%可信区间0.46到0.91)和全因死亡率(HR = 0.68;95%可信区间0.50到0.85),独立于c反应蛋白。 We observed interaction effects between plasma 25OHD and rs11568820 genotype (functional论述多态性)有很强的保护作用的高25 ohd只有GG基因型患者(HR = 0.51;95%可信区间0.21到0.81)。我们开发了一个在线工具,预测生存(https://apps.igmm.ed.ac.uk/mortalityCalculator/)包含25 ohd临床上有用的预测性能(曲线下的面积0.77)。
结论CRC手术引起循环25 ohd下降。等离子体25 ohd级别是预后较低的生物标志物25 ohd与贫穷的生存,尤其是在那些rs11568820 GG基因型。一个随机试验的维生素D补充CRC手术后已经令人信服的理由。
- 结肠直肠癌
- 癌症预防
- 结直肠手术
- 维生素D受体基因
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来自Altmetric.com的统计
本研究的意义
已知在这个问题上是什么?
先前的研究表明,人体内25 -羟维生素D低循环(25 ohd)与结直肠癌(CRC)不佳有关生存然而样本时间和炎症反应癌症或手术可能混淆这些发现。
有什么新发现吗?
我们表明,循环25 ohd瀑布CRC手术后独立的c反应蛋白(CRP),衡量系统性炎症反应。
我们表明,低维生素D和不良后果之间的关系在两大军团是独立于时间的样本和CRP。
它会如何影响临床实践在可预见的未来吗?
维生素D水平可能提供价值现有临床病理的生存预测数据和临床决策。
缺乏维生素D是一种可改变的危险因素与生存相关CRC手术后的结果。
这些数据支持维生素D CRC手术后的随机试验。
介绍
观察性研究表明维生素D缺乏在几种常见癌症的病因学和结果。现有证据表明逆循环体内25 -羟维生素D之间的联系(25 ohd)和结直肠癌(CRC)风险和结果。1 - 4然而,一个因果关系有待明确。5孟德尔随机研究未能支持因果推论。6 - 8然而,迄今为止的一个随机对照试验显示出有益的维生素D补充剂对CRC的影响结果。1 9 10缺乏利益可能反映了无意的混淆或分层,低统计力量,包含研究对象有足够的基线水平,补充不足或后续不足。11也有可能CRC和维生素D状态之间的联系不是因果关系,而是一种疾病的生物标志物或炎症。9此外,逆协会可能是由于反向因果关系,与CRC、或其治疗,导致较低的维生素D水平。9 12 - 15
腹部手术是一个主要的生理的侮辱,但没有研究的CRC手术对循环维生素D的影响发表工作了25 ohd(最好的标志和存储形式的维生素D)降低整形后,心脏和妇科手术。14日-提出了几种解释解释观察到的变化,包括循环流体的变化,也就是说,稀释19日21和/或系统性炎症反应(先生)手术。然而,有完整的理解之间的关系25 ohd和c反应蛋白(CRP,建立了生物标志物的炎症)。20.
以前的工作表明,25 ohd CRC的诊断后与生存相关的结果。22然而,这种联系可能影响手术25 ohd抱愧蒙羞。此外,有证据表明,术前和术后炎症状态本身就是与生存相关。29 30循环25 ohd已被证明是与黑色素瘤患者的生存期相关,独立于炎症反应。31日然而,没有研究到目前为止,研究炎症的作用25 ohd和CRC生存之间的关系。
我们着手调查时间变化循环25 ohd和CRP在围手术期期间连续采样CRC对于外科手术的患者。我们探讨血浆c反应蛋白之间的关系和25 ohd水平的CRC患者我们之前报道的22和在一个更大的独立的队列进行了复制研究。我们检测总循环25 ohd CRP(先生)的生物标记和基因分型的个人功能论述单核苷酸多态性(SNP) (rs11568820)基因-环境影响进行调查。然后我们进行了多变量生存分析CRC患者对于手术与治疗目的确定25 ohd和CRP的贡献的结果。
方法
研究人群
患者结直肠癌的研究在苏格兰(SOCCS / SOCCS3)研究中,以人群为基础的病例对照研究设计来确定遗传和环境因素对CRC风险和生存产生影响的结果。32这项研究受到国家研究伦理委员会的批准和国家卫生服务管理。所有参与者提供明智的书面同意。临床变量则来自于患者的临床和病理报告记录。所有数据进入一个匿名前瞻性研究数据库和提取进行分析。
探讨颞25 ohd和CRP的变化在围手术期处理,我们连续采样92个病人在术前和术后立即。在前瞻性观察性研究中,我们检测血浆前瞻性收集的来自两个暂时截然不同的军团:cohort 1(2001 - 2006)一群2(2009 - 2016)25 ohd和CRP水平。
我们在诊断和排除转移性疾病患者进行生存分析的患者对于手术治疗的目的(美国癌症联合委员会(与)阶段》)。一个更新进行生存分析群1,包括延长随访数据,将CRP水平探索是否之前报道25 ohd生存和等离子体之间的联系22是独立于先生。然后我们开始复制25 ohd和生存之间的关系在一个更大的患者群CRC (一群2)。
血浆维生素D和c反应蛋白测定
在连续抽样研究,多个样本取自每个病人在术前评估诊所处理和术后(病房或门诊)。参与者的组1和2采样一次在招聘是在不同的时间点在他们的癌症调查或随访。之前公布的数据显示有可能25 ohd下降30% - -40%,17日20然而SD的下降是未知的。成对权力有限的计算表明,90名患者需要连续抽样研究证明下降了30%(80%力量;α- 0.05)。
等离子体是由静脉穿刺和提交从血液样本中提取液相色谱串联质谱法测定25 ohd专家内分泌实验室(格拉斯哥皇家医院)和c反应蛋白测定在NHS洛锡安生物化学实验室。血液白细胞DNA提取的标准协议和基因分型的rs11568820使用Illumina公司英飞纳姆数组或DNA测序。进一步的细节分析,严格的质量控制和在线提供了基因分型补充的方法。
病人,肿瘤和治疗相关的变量
我们之前调整相关的危险因子的统计模型建立了影响25 ohd水平(年龄、性别、体重指数(BMI)),与舞台。生存数据整理从低迷的苏格兰国家记录系统的研究对象。后续是由手术日期、死亡或审查日期(2017年7月1日)对病人不知道要死了。
数据分析
等离子体25 ohd水平低于低阈值的检测水平,价值估算为了赋值包含在协会(在线分析补充的方法)。可能会调整33考虑到及时的变化水平也有描述。是在R,进行统计分析34执行的维生素D水平与单变量比较使用Wilcoxon符号秩检验。
在连续抽样研究中,我们测试了样品时间点之间的联系和25 ohd使用多变量广义线性混合效应模型。这个模型占患者之间的差异(即分配一个随机效应)。在组1和2,多变量线性回归模型用于单一措施25 ohd测试样本时间点和25 ohd之间的联系。Χ2测试是用来比较的比例不足和足够水平的患者25 ohd在不同的时间点。生存分析使用Cox比例风险模型计算小时,调整时间和其他相关因素,包括c反应蛋白从手术到样日期。主要的影响论述多态性及其对生存的乘法与维生素D水平评估使用Cox比例风险模型,提供了一个交互p值。
除个别群体生存模型,包括维生素D水平比较用方差分析与哈勒尔的C的似然比检验统计量计算R(细节在网上补充的方法)。
结果
连续采样的等离子体25 ohd围手术期处理
共有92名患者(表1)进行串行围手术期采样高达六个时间点。平均25 ohd面从48.3 nmol / L术前减少到38.2 nmol / L处理(p = 0.0004),然后在手术后1 - 2天29.0 nmol / L (p = 3.6 e-9,图1,表2)。25 ohd开始恢复手术,一周内增加水平高于术前水平最终抽样(64.9 nmol / L),手术后225天的中位数。试围手术期25 ohd水平显著相关,术前水平(例如,一天1 - 2级别/术前斯皮尔曼相关(R = 0.62, p = 8.1 e-8,术后时间分R≥0.62, p < 0.0001),表明尽管术后25 ohd滴,25 ohd水平的排名顺序保持一致。
围手术期25 ohd和c反应蛋白在结直肠癌手术的病人。未经调整的25 ohd绘制与CRP。六十二例结直肠癌手术在6围手术期时间点取样。意味着25 ohd和CRP对每个时间点类别代表SD误差。25 ohd,人体内25 -羟维生素D;CRP, c反应蛋白。
调查是否下降25 ohd水平手术炎症反应的表现,92名患者的CRP在70年被化验(等离子体用于剩余不足)。手术后CRP显著增加,达到3 - 5天(平均143.1 mg / L与术前平均13.5 mg / L, p = 1.4 e-12;图1;在线补充表1)。然而,25 ohd之间没有相关性和CRP水平在任何早期术后时间点(R2< 0.015,p≥0.5)下降25 ohd并没有与并发增加c反应蛋白(R2< 0.02,p≥0.38)。调整为3 - 5天的CRP增加滞后,与之相比,下降25 ohd在1 - 2天,同样显示无明显相关性。利用广义线性混合效应模型,我们观察到显著降低手术后25 ohd长达120天,即使对CRP(在线调整补充表2)。这强烈表明,血浆维生素D水平的下降是独立于手术后的先生。
25 ohd CRC患者人群的水平和生存结局
我们评估趋势25 ohd水平随着时间的推移,从手术对生存(图2,表1)。我们观察到25 ohd水平之间的关联与年龄、体重指数和与阶段(在线补充表3)。有一个增加的趋势意味着随着时间的推移25 ohd从手术群1(图3,在线补充表4)。在队列2中,意思是25 ohd显著降低手术后在样本经历几个月(48.8 nmol / L)与术前相比样品(54.8 nmol / L;p = 1.2 e-5)和术后晚期样本(> 24个月,52.2 nmol / L;在线(p = 0.002)补充表4,图3),符合一种术后下降然后复苏25 ohd类似上面描述的连续采样研究。
研究参与者的流程图。患者样本从苏格兰结直肠癌研究从2000年到2006年(组1),从2009年到2017年(队列2中,招募了2017年2月23日)。* Tx和/或Nx和/或Mx表明病理报告和没有与阶段,与第四阶段表明阶段手术的时间。23 February2017队列2招募和化验。25 ohd,人体内25 -羟维生素D;与,美国癌症联合委员会;CRC, c反应蛋白;LCMS,液相色谱-光谱法。
不同May-adjusted 25 ohd水平样本时间点群。意味着May-adjusted 25 ohd水平在经历几个月的时间点作为参考。25 ohd值比例对参考平均值和平均差每个时间点的类别代表SEM与误差。组1 (n = 2006),组2 (n = 2100)。25 ohd,人体内25 -羟维生素D;CRC, c反应蛋白。
25 ohd水平、CRP和CRC手术后生存
血浆CRP在与25 ohd化验样本来自1798 CRC患者(404例术前病例一群21273在12个月内的手术,121例> 12个月从手术群1)。25 ohd和CRP是弱相关时间点(术前样本R =−0.12, p = 0.02;经历几个月的R =−0.14, p = 1.2 e-6;> 12个月R =−0.16, p = 0.03),没有明确的相关性的强度差25 ohd和c反应蛋白之间的采样时间点类别,建议早期手术后的炎症反应不影响弱观察25 ohd和c反应蛋白之间的联系。
生存数据分析群1和一群2病人手术切除治疗意图与后续数据分析(表1,图2)。
群1病人(n = 1687)的平均随访13.3年,其中709人死亡(421 CRC-specific死亡)。大约1223名患者同时采样CRP(术后平均3.52,平均98天),大多数< 10 mg / L (92%)。生存分析调整CRP水平表明,更高的术后25 ohd水平分别CRC-specific死亡率较低有关(p = 0.007)和全因死亡率(p = 0.0002;25 ohd连续变量)。比较患者May-adjusted 25 ohd水平最高的和最低的tertile,全面调整人力资源(包括调整CRP)为0.66 (95% CI 0.49 - 0.89) CRC-specific死亡率为0.65 (95% CI 0.51 - 0.81) (表3),全因死亡率,表明术后25 ohd影响生存结果后诊断为CRC独立样本的时间点和炎性反应。
为进一步探索这些发现,我们试图复制等离子25 ohd和生存之间的关系。我们进行了进一步的分析一群2(n = 1848,平均随访3.6年,范围52天到15年),其中211例死亡发生(138 CRC具体)。比较患者May-adjusted 25 ohd水平最高的和最低的tertile,全面调整人力资源为0.62 (95% CI 0.40 - 0.95) CRC-specific死亡率为0.63 (95% CI 0.44 - 0.89)为全因死亡率,从而进一步加强先前的发现群1(表3)。
敏感性分析表明,25 ohd最强烈与生存相关的患者术前采样(HR = 0.30全因死亡,95%可信区间0.12到0.71,在网上补充表5)。队列2中病人化验CRP(所有采样术前)、25 ohd再次独立与全因死亡率(tertile 3 vs tertile 1 HR = 0.38, 95%可信区间0.15到0.98)(在线补充表6)。最后,我们进行了一个递归方法与25 ohd分类阈值变量,25 ohd阈值的~ 45 - 50 nmol / L似乎强烈与生存(在线当考虑效果和意义补充表7)。
生存的荟萃分析结果
我们观察到一群影响意味着军团1和2之间的维生素D水平(平均25 ohd 28.8和52.1 nmol / L),尽管严格的内部控制分析实验室。尽管如此,荟萃分析表明之间的关联May-adjusted 25 ohd CRC-specific (tertile 3 vs tertile 1;HR = 0.69, 95%可信区间0.46到0.91)和总生存期(HR 0.68, 95%可信区间0.50到0.85;图4)临床意义。荟萃分析的患者的CRP测定证实与CRC-specific (HR = 0.66, 95%可信区间0.38到0.95)和全因死亡率(HR = 0.64 95%可信区间0.42到0.85)独立于先生(在线补充图1)。
人力资源荟萃分析25 ohd tertile 3与tertile 1与结直肠癌(CRC)特殊技能和全因死亡率。调整小时用于荟萃分析,调整年龄、性别、美国癌症联合委员会(与)阶段,身体质量指数,肿瘤站点(结肠和直肠)和时间之间的明确的治疗和抽样。25 ohd,人体内25 -羟维生素D;CRP, c反应蛋白。
虽然高25 ohd水平最近队列可能源于样本收集/存储/运输因素,/在研究对象之间的自然变化,宣传导致增加可用性/摄入维生素D补充剂和食品或微分日晒随着时间的推移,可能会导致一个真正的生物两个群体之间的水平差异。因此,我们进行一个调整生存分析,比较生存群1vs一群2不管实际25 ohd水平,这显示显著改善癌症特异性和总生存期一群2(HR = 0.58, 95%可信区间0.42到0.79和HR = 0.63, 95%可信区间0.49到0.80,在网上补充表8)。
在rs11568820 VDR基因型位点SNP和生存
我们之前报道的证据证实基因-环境交互作用对CRC-specific死亡率25 ohd水平和基因型之间在功能变体论述基因序列(rs11568820)22在队列1中,p = 0.02。这仍然是重大调整后CRP水平交互(p = 0.003),和复制队列2 G×E(在线互动(p = 0.03)补充表9)。生存的荟萃分析结果分层基因型在rs11568820支持遗传相互作用与维生素D在生存。25 ohd水平和生存之间的关系是特别强劲的GG基因型(tertile 3 vs tertile 1小时的CRC死亡率rs11568820 AA / AG HR = 1.09;95%可信区间0.72到1.46;rs11568820 GG基因型HR = 0.51;95%可信区间0.21到0.81,图5,在线补充表10)。这个观察G×E效果支持维生素D和生存之间的因果关联的结果。
人力资源荟萃分析25 ohd tertile 3与tertile 1结直肠癌(CRC)死亡率分层rs11568820基因型。调整小时用于荟萃分析,调整年龄、性别、美国癌症联合委员会(与)阶段,身体质量指数,肿瘤站点(结肠和直肠)和时间之间的明确的治疗和抽样。25 ohd,人体内25 -羟维生素D;CRP, c反应蛋白。
生存模型和评估预后的25 ohd临床效用
Cox比例风险模型的比较有/没有25 ohd水平发现温和改善生存模型包括25 ohd水平(p = 2.9 e-5的似然比检验,哈勒尔的C统计有/没有25 ohd 0.67和0.66),表明维生素在生存预测的潜在价值和临床决策。哈勒尔的C统计是最高的患者术前采样(0.81)尽管样本量相对较小(n = 451)。提供一个临床相关的模型,我们构建了一个基于生存的生存概念验证逻辑回归模型在随访截断5年(在线补充表11)。未经调整的25 ohd模仿了样品,样品时间点(< / >手术后12个月),年龄、性别、癌症网站和与不。在模型中,25 ohd作为连续变量显著与生存相关两个组别(群1p = 0.02;一群2p = 0.015),一个重要的和临床相关的隆起的曲线下面积(AUC)与包含25 ohd模型(一群2AUC排除/包括25 ohd水平0.74和0.77,分别;在线补充表12)。的一群2为生存模型预测在5年发表https://apps.igmm.ed.ac.uk/mortalityCalculator/与一群2选择,因为它代表了一个最新的人口与围手术期25 ohd抽样更广泛的传播。
讨论
连续采样的CRC患者对于手术表明手术导致血浆维生素D水平下降,独立于c反应蛋白的反应。血浆25 ohd水平采样后不久手术相比更低与取样后,符合术后下降和长期复苏25 ohd。我们发现强有力的证据之间的一个关联低维生素D水平和不良生存结果两个组别,这个协会是独立的爵士(CRP)就反映了这一点。此外,有一种强烈的genotype-specific维生素D的影响,与生存协会最大的人论述rs11568820 GG基因型。发现有潜在的临床相关性生存预测和临床决策。这两种机制观察协会值得进一步研究,本研究支持认为维生素D是一种可改变的危险因素为生存结果,并提供了令人信服的理由CRC手术后补充的干预试验。
认为25 ohd和CRC风险/生存之间的关系可能反映了爵士的影响在25 ohd CRC或其治疗。9日15事实上,c反应蛋白,炎症的标志,也是与CRC的风险35和生存。29日36然而,目前的研究提供了证据对CRP的混杂变量观察性研究25 ohd CRC风险/结果。首先,爵士的方差贡献25 ohd很小。第二,我们没有发现相关性下降25 ohd手术后并发CRP增加而术后下降25 ohd CRP的变化无关,与类似的围手术期的研究一致。14日20最后,25 ohd水平与CRC和全因死亡率,甚至调整后CRP,支持类似的发现在黑色素瘤患者。31日的确,术后25 ohd和生存之间的关系似乎更强(效果和更大的统计学意义)CRP调整之后,尽管较小的患者数量调整分析。因此,任何方差结果解释后CRP是占25 ohd和结果之间的关系变得更加明显,提供进一步的支持独立的维生素D对CRC生存的影响。
25 ohd水平较低与高CRC-specific和全因死亡率甚至调整后CRP和样本时间从手术。这生存协会与大量的先前的研究是一致的2表明等离子体25 ohd水平可能是有用的作为一个生物标志物预测生存的结果。我们已经开发出一种生存模型包括等离子体25 ohd水平与临床有用的预测性能(可用https://apps.igmm.ed.ac.uk/mortalityCalculator/)。此外,我们已经看到一个强大的genotype-specific维生素D的影响,与生存协会最大的人论述rs11568820 GG基因型。合并后的人力资源在这些患者是0.51 (95% CI 0.21 - 0.81),表明双CRC-specific死亡患者的风险的最低tertile 25 ohd。位于rs11568820变体论述启动子区域和直接影响转录活动37提供这个临床相关的生物合理性genotype-specific效果。
这项研究的限制包括可能无限的人口统计数据的差异,遗传背景或临床因素可能在25 ohd解释观察到的差异。第二,25 ohd水平不同的两个群体之间。这可能说明真正的生理差异或差异可能反映了样品处理。更好的生存在队列2相比,队列1可能反映了改善维生素D状况在这些患者由于上述原因,但可以部分或完全解释手术的进步,围手术期和肿瘤实践。解决这些问题我们有执行队列中分析和荟萃分析。最后,我们不能排除这样一种可能性,即围手术期下降25 ohd比手术本身是由于其他因素(如麻醉剂,饥饿时期)。
我们的数据表明,观察25 ohd CRC的结果之间的关联是独立于炎症反应CRC或其治疗和表明25 ohd级别可在临床决策的效用,与现在提供的生存模型值得进一步验证。25 ohd水平和观察到的基因之间的相互作用论述基因型之间的因果关系是一致的维生素D和CRC患者的生存期。本研究建立,缺乏维生素D是一种可改变的危险因素从CRC与生存相关的结果。一个随机试验的发现提供了令人信服的理由缺乏维生素D补充CRC手术后患者的生存定义端点。
确认
我们从斯图亚特·里德承认优秀的技术支持。我们感谢唐娜Markie和菲奥娜麦金托什,和所有那些继续为招聘、数据收集和数据管理的研究结直肠癌在苏格兰的研究。我们感激GRI的生化实验室协助提供25 ohd等离子体水平。我们感谢尤恩McDowall援助。我们承认,这些研究不可能没有病人和外科医生参与和NHS洛锡安生物团队,导致纳米样品的收集和存储。我们承认的样品制备专家支持遗传学的核心爱丁堡威康信托基金会临床研究机构。
引用
脚注
贡献者震动、SMF医学:研究设计,病人招募,数据收集,数据分析,手稿写作。楼主:数据收集、数据分析、写作手稿。LYO MW:病人招募,数据收集,数据分析。等:病人招募、数据收集、数据分析、手稿的评价。太,AE, SJ、VS手稿”丛书:数据分析,评价。FVND:研究设计,病人招募,数据收集,数据分析,手稿的评价。HC:手稿鉴定。
资金这项工作是由CRUK计划授予C348 / A18927 (MGD)。给出由MRC支持临床研究培训奖学金(先生/ M004007/1),研究奖学金哈罗德·梅尔维尔信任的桥梁遗赠和癌症的保健和治疗。BM1206工作得到成本的支持行动。等支持CRUK职业发展奖学金(C31250 / A22804)。安全系数是由玛丽·居里职业集成赠款(格兰特fp7 -人- 2013的是到岸价SOGVID之下,项目编号631041)。这项工作也由格兰特MGD作为项目负责人与英国医学研究理事会人类遗传学中心中心格兰特(U127527202和U127527198 1/4/18)。AE UKRI创新奖学金资助。资金支持的工作是基础设施和人员配备的爱丁堡CRUK癌症研究中心。
相互竞争的利益没有宣布。
伦理批准这项研究是通过当地的研究伦理委员会(13 / SS / 0248;11 / SS / 0109和01/0/05)和国家卫生服务管理(2014/0058;2013/0014和2003 / W /创/ 05)。
出处和同行评议不是委托;外部同行评议。
调整通知本文已经被修正,因为它第一次在网上发布。第一个归属已经更新。
病人同意出版不是必需的。