Hormoonverstorende chemische blootstelling en teelbalkanker (DISRUPT)

Doelstellingen en achtergrond Hypothese: De centrale hypothese is dat teelbalkanker een foetale oorsprong heeft en dat blootstelling aan hormoonontregelende chemicaliën (EDC's) een centrale rol speelt bij het programmeren van deze ziekte via verstoring van de natuurlijke oestrogeen/androgeenbalans in de baarmoeder en ontregeling van de epigenetische controle van genexpressie binnen een kritisch vermannelijkingstijdvenster van testiculaire differentiatie in de zich ontwikkelende mannelijke foetus van zwangerschapsweek 8-14. Er vindt geen (nieuwe) medische ingreep plaats, geen nieuwe verzameling biologisch materiaal en geen andere belasting voor de moeders of zonen die het biologisch materiaal al hebben ingeleverd.

Doelstellingen: De algemene doelstelling van dit voorstel is om uniek bewijs te leveren met betrekking tot blootstelling aan prenatale EDC's en het risico op teelbalkanker bij mannelijke nakomelingen. Het project zal zich richten op blootstellingen die plaatsvinden in het foetale leven, direct gekwantificeerd met behulp van serum- en vruchtwatermonsters die zijn verzameld van moeders terwijl ze zwanger waren van de jonge mannen die nu tussen de 21 en 40 jaar oud zijn. Bovendien zullen de onderzoekers gedroogde hielbloedvlekken gebruiken die binnen 5 dagen na de geboorte bij de pasgeboren zonen zijn verzameld. Slechts tien studies hebben milieurisicofactoren en teelbalkanker onderzocht. Deze waren klein en hadden betrekking op de voortdurende blootstelling van volwassenen aan EDC (vaak na diagnose); geen weerspiegeling van blootstellingsniveaus in het kritieke tijdvenster in het vroege leven. Dit project zal zich richten op blootstellingen die plaatsvinden in het foetale leven en zal hierbij voor het eerst de hormoonontregelingshypothese met betrekking tot teelbalkanker behandelen in een grote epidemiologische studie. De specifieke doelstellingen zijn het onderzoeken van het risico op teelbalkanker na in-utero blootstelling aan EDC's, waaronder DDE (1,1-bis-(4-chloorfenyl)-2,2-dichlooretheen) (belangrijkste metaboliet van DDT), geperfluoreerde alkylstoffen, ftalaten, triclosan en cotinine (nicotinemetaboliet). Deze verbindingen zijn geselecteerd vanwege het alomtegenwoordige voorkomen in het milieu, detectie bij mensen met bewijs van overdracht via de placenta en hun hormoonontregelende eigenschappen. De succesvolle afronding van deze studie zal dus een belangrijke impact hebben op het epidemiologische bewijs voor de reproductieve mannelijke gezondheid.

Achtergrond: Hoewel het een zeldzame vorm van kanker is in de algemene bevolking, is teelbalkanker wereldwijd de meest voorkomende maligniteit bij mannen van 20-40 jaar en vertegenwoordigt ongeveer 60% van alle kankers die bij mannen in deze leeftijdsgroep worden gediagnosticeerd. De incidentie van deze vorm van kanker is in de loop van de 20e eeuw in alle geïndustrialiseerde sectoren met een factor meer toegenomen. De redenen voor deze trend blijven grotendeels onbekend en kunnen niet worden verklaard door vastgestelde risicofactoren, waaronder cryptorchisme, blanke etniciteit of persoonlijke/familiegeschiedenis van kanker. Omgevingsblootstelling aan chemicaliën die de natuurlijke hormoonbalans in de baarmoeder verstoren binnen een kritieke tijd van testiculaire differentiatie bij de zich ontwikkelende mannelijke foetus, kan een rol spelen en dit wordt ondersteund door de evolutie van de incidentiecijfers tussen migrantenpopulaties van de eerste en tweede generatie. Bovendien ondersteunen de grote geografische variaties in incidentie in verschillende Europese landen en de mogelijke toename van milieublootstelling aan endocrien actieve xenobiotica binnen dezelfde periode in geïndustrialiseerde landen dit ook. Gezien de piekincidentie van deze kanker bij jonge mannen en het feit dat zaadbalkanker (zowel seminomen als niet-seminomen) zich ontwikkelt via een gemeenschappelijke voorloper - de carcinoom-in situ cellen van foetale oorsprong; de rol van vroege blootstellingen tijdens kritieke tijdvensters van testiculaire differentiatie is ook verondersteld. Dit maakt deel uit van een hypothese die het testiculaire dysgenese-syndroom wordt genoemd, en stelt een gemeenschappelijke oorsprong voor van mannelijke voortplantingsstoornissen binnen het foetale leven als gevolg van een verstoorde programmering van de ontwikkeling van mannelijke voortplantingsorganen als gevolg van hormoonontregeling door exogene verbindingen.

Uitdagingen en obstakels De zeldzaamheid van zaadbalkanker in de populatie, de lange vertraging tussen de veronderstelde gevoelige periode tijdens de ontwikkeling van de foetus en het klinische uiterlijk en het tot op heden ontbreken van geschikte diermodellen voor zaadbalkanker hebben het begrip van de factoren die betrokken zijn bij de ontwikkeling belemmerd. van deze kanker. Daarom is er behoefte aan onderzoek met betrouwbare gegevens op basis van blootstellingsbeoordeling gekwantificeerd in biologische prenatale monsters, die worden beschouwd als de gouden standaard voor blootstellingsbeoordeling. Er is een duidelijke leemte in de kennis met betrekking tot bewijs om de rol van EDC's in de foetale oorsprong van teelbalkanker te ondersteunen of te weerleggen. Op basis van kwantificering van EDC-blootstellingen in biologische monsters die tijdens de zwangerschap zijn verzameld en vaststelling van de resultaten in hoogwaardige, volledige landelijke Deense registers, zal deze studie ongekende gegevens opleveren over het risico op teelbalkanker na prenatale blootstelling aan EDC's.

Unieke biobank (reeds opgericht). Alle Deense vrouwen krijgen een gratis screening aangeboden voor aangeboren ziekten en chromosomale afwijkingen bij nakomelingen in het eerste trimester van hun zwangerschap, bestaande uit een echografie en vruchtwater/bloedmonster. Monsters van 128.702 van de gescreende zwangere vrouwen werden voor onderzoeksdoeleinden opgeslagen in de Deense Nationale Biobank, in de periode van 1976-2004. Binnen 7 dagen na de geboorte werd van alle levend geboren kinderen van deze vrouwen hielbloed afgenomen en opgeslagen als gedroogde bloedvlekken bij dezelfde Deense Nationale Biobank. Deze hielbloedafname maakt deel uit van de nationale Deense screening op aangeboren aandoeningen.

De unieke infrastructuur van Deense registers. In Denemarken wordt al tientallen jaren informatie over geboorten, sterfgevallen, immigratie en emigratie, ziekte-incidentie, opleiding en sociale omstandigheden verzameld in landelijke registers en er zijn hoogwaardige gegevens beschikbaar die de hele bevolking dekken, wat geweldige mogelijkheden biedt voor landelijke epidemiologische analyses. studies naar gezondheidseffecten die verband houden met blootstelling aan het milieu en de levensstijl die in de meeste andere landen niet haalbaar zijn. In elk register worden personen geïdentificeerd met een uniek nummer, een CPR-nummer genoemd. Dit nummer wordt aan alle inwoners van Denemarken gegeven sinds de oprichting van het Deense burgerregistratiesysteem (CRS) in 1968 en maakt een nauwkeurige koppeling tussen registers mogelijk. Met behulp van deze infrastructuur kunnen de onderzoekers het volgende identificeren: (i)Studiedeelnemers door moeders die bloed en vruchtwater leverden te linken aan hun levendgeboren zonen die hielbloed bij de geboorte leverden. Met behulp van het reanimatienummer van de moeder dat gekoppeld is aan haar monsters in de Deense Nationale Biobank van het Staten Serum Instituut kunnen de onderzoekers het reanimatienummer van haar zoon traceren in de Deense Medische Geboorteregistratie (MBR). De MBR bevat informatie over alle levend- en doodgeborenen in Denemarken sinds 1973, evenals informatie over aangeboren afwijkingen, waaronder cryptorchidisme van de levendgeboren zonen. Verder bevat de MBR informatie over gewicht, lengte, leeftijd en etniciteit van de moeder, evenals de leeftijd, etniciteit en het reanimatienummer van de vader. (ii) Alle zonen die op latere leeftijd kanker hebben ontwikkeld met nauwkeurigheid en volledige dekking. Met behulp van de Danish Cancer Registry (DCR), een populatie-gebaseerd register met gegevens over de incidentie van alle kankers sinds 1943, bekend om zijn nauwkeurigheid en volledige dekking, zullen de onderzoekers alle gevallen van zaadbalkanker onder de levend geboren zonen identificeren ( 22 tot 45 jaar). (iii) Familiegeschiedenis van zaadbalkanker met nauwkeurigheid en volledige dekking. Met behulp van de DCR en het CPR-nummer van de vader zullen de onderzoekers de familieanamnese van teelbalziekte, een bekende risicofactor voor teelbalkanker bij nakomelingen, opsporen [72]. Alle andere kankers zullen worden vastgesteld voor de case-controls. Opgenomen controles zijn vrij van alle vormen van kanker en gevallen met een andere vorm van kanker voorafgaand aan het begin van zaadbalkanker zullen worden uitgesloten.

Verwachte wetenschappelijke en volksgezondheidseffecten van dit voorstel. De algemene wetenschappelijke bijdrage van het voorgestelde project is het verstrekken van menselijke gegevens aan wetenschappers, waardoor ze kunnen bevestigen of weerleggen of foetale blootstelling aan EDC's verband houdt met een verhoogd risico op teelbalkanker bij nakomelingen. Momenteel is er weinig dat zwangere vrouwen (en anderen) kunnen doen om blootstelling aan EDC's te voorkomen, die meestal "onzichtbare" verontreinigende stoffen zijn in voedsel, cosmetica, binnenklimaat, lucht en water. Als de studie associaties weerlegt, zou dit de bezorgdheid kunnen wegnemen en als een associatie wordt bevestigd, zou het bewijs regeringen en milieubeschermingsinstanties kunnen helpen bij het introduceren van nieuw beleid dat kwetsbare bevolkingsgroepen kan beschermen in huiselijke omgevingen, scholen en werkplekken of onderwijsprogramma's voor zwangere vrouwen kan implementeren, zodat ze verstandige maatregelen kunnen nemen om hun blootstelling te verminderen.

Methoden Het project zal gebruik maken van maternale (serum, vruchtwater) en pasgeboren (gedroogd hielbloed) monsters die zijn opgeslagen bij de Deense Nationale Biobank (cf. biobank). Ontwerp (geneste zaakcontrole).

Drie bedieningselementen zijn afgestemd op elk geval. Controles zijn vrij van enige vorm van kanker en komen overeen met de leeftijd van moeder en vader, kalendermaand van bloedafname, etniciteit en leeftijd en adres op het moment van de diagnose van kanker. Deze informatie, samen met de familiegeschiedenis van teelbalkanker, de geschiedenis van elke vorm van kanker in de patiënt-controlepopulatie en andere a-priori bepaalde potentiële verstorende variabelen zullen worden verkregen uit landelijke registers van blootstellingsbeoordeling (foetale blootstelling aan EDC's). Twee onderaannemers zullen alle chemische analyses van maternale niveaus van geselecteerde EDC's in biomonsters uitvoeren.

Metabolomics-profilering. De Metabolomics Research Group van het Deense Centrum voor Neonatale Screening aan het Statens Serum Institut zal de analyse van het gedroogde bloedvlekmetaboloom uitvoeren. Een pons met een diameter van 3,2 mm van de neonatale gedroogde bloedvlek van elk kind zal worden gebruikt voor extractie. Met behulp van analytische en computationele workflows die eerder door de groep zijn geïntroduceerd en toegepast, zal een breed scala van enkele duizenden endogene en exogene metabolieten worden gemeten. Gegevens zullen worden voorbewerkt en massaspectrale kenmerken zullen worden geannoteerd aan chemische structuren met behulp van computationele metabolomische workflows die worden aangeboden via het door de gemeenschap aangestuurde Global Natural Products Social Molecular networking (GNPS) platform. De resulterende metabolietprofielen zullen worden gebruikt voor statistische analyse om metabolieten te identificeren die differentieel tot expressie komen tussen gevallen en controles met behulp van diverse interne algoritmen in R en Python. Uitkomstbepaling (zaadbalkanker). Met behulp van het reanimatienummer koppelen de onderzoekers de zonen aan het DCR om gegevens te extraheren over het eerste optreden van teelbalkanker. Controles zijn vrij van kanker en cryptorchisme. Gevallen waarbij kanker voorafgaand aan teelbalkanker is vastgesteld, worden uitgesloten. De looptijd van het project is 60 maanden.

Statistische analyse Bevolking. De onderzoekers verwachten 175 gevallen van zaadbalkanker (zowel seminomen als niet-seminomen, aangezien deze een gemeenschappelijke foetale voorloper hebben) binnen deze populatie van zonen. Elk geval wordt gekoppeld aan drie controles, wat een totale populatie van 700 mannen oplevert.

Statistische analyse. Logistische regressiemodellen zullen worden gebruikt om het risico en 95% betrouwbaarheidsintervallen (CI's) te schatten die de concentraties van verbindingen in verband brengen met het risico op teelbalkanker. Er zullen analyses worden uitgevoerd voor individuele verbindingen, groepen verbindingen waar relevant (totaal PFAS's en totaal ftalaten) en mengsels van verbindingen. De gegevens zullen worden geanalyseerd met en zonder correctie voor a-priori bepaalde mogelijk verstorende variabelen, waaronder de BMI van de moeder ten tijde van de geboorte van de zoon, voorgeschiedenis van teelbalkanker en cotinine-serumspiegels (marker van roken) aangepast voor de zwangerschapsafnameweek.

Metabolomics-profilering. Algehele variatie in het metaboloom gerelateerd aan zaadbalkanker zal worden beoordeeld met behulp van multivariate statistische methoden zoals hoofdcoördinatenanalyses en permutatie multivariate variantieanalyses (PERMANOVA).