Химическое воздействие, разрушающее эндокринную систему, и рак яичка (DISRUPT)

Цели и предпосылки Гипотеза. Центральная гипотеза состоит в том, что рак яичка имеет внутриутробное происхождение и что воздействие химических веществ, разрушающих эндокринную систему (EDCs), играет ключевую роль в программировании этого заболевания посредством нарушения естественного внутриутробного баланса эстрогенов/андрогенов и дисрегуляции эпигенетический контроль экспрессии генов в критическом временном окне маскулинизации тестикулярной дифференцировки у развивающегося плода мужского пола с 8-14 недель беременности. Не будет никакого (нового) медицинского вмешательства, нового сбора биологического материала и никакой другой нагрузки на матерей или сыновей, которые уже сдали биологический материал.

Цели: Общая цель этого предложения состоит в том, чтобы предоставить уникальные доказательства, связывающие внутриутробное воздействие EDC с риском развития рака яичек у потомства мужского пола. Проект будет сосредоточен на воздействиях, происходящих во время внутриутробного развития плода, которые будут непосредственно количественно определены с использованием образцов сыворотки и амниотической жидкости, взятых у матерей, когда они были беременны молодыми мужчинами в возрасте от 21 до 40 лет. Кроме того, исследователи будут использовать высохшие пятна крови из пяток, взятые у новорожденных сыновей в течение 5 дней после рождения. Только в десяти исследованиях изучались факторы риска окружающей среды и рак яичка. Они были небольшими и касались продолжающегося воздействия EDC на взрослых (часто после постановки диагноза); не отражающие уровни воздействия в критическое временное окно в раннем возрасте. Этот проект будет сосредоточен на воздействиях, происходящих в жизни плода, и, таким образом, впервые в крупном эпидемиологическом исследовании будет рассмотрена гипотеза о эндокринных нарушениях в отношении рака яичка. Конкретные цели заключаются в изучении риска развития рака яичек после внутриутробного воздействия ЭДХ, включая ДДЭ (1,1-бис-(4-хлорфенил)-2,2-дихлорэтен) (основной метаболит ДДТ), перфторированные алкильные вещества, фталаты, триклозан и котинин (метаболит никотина). Эти соединения выбраны из-за повсеместного присутствия в окружающей среде, обнаружения у людей с доказательствами переноса через плаценту и их эндокринных разрушающих свойств. Таким образом, успешное завершение этого исследования окажет важное влияние на эпидемиологические данные о репродуктивном здоровье мужчин.

Справочная информация. Несмотря на то, что рак яичка встречается редко среди населения в целом, он является наиболее распространенным злокачественным новообразованием у мужчин в возрасте 20–40 лет во всем мире, составляя около 60% всех случаев рака, диагностированных у мужчин этой возрастной группы. Заболеваемость этим раком увеличилась в несколько раз во всех промышленно развитых странах в течение 20-го века. Причины этой тенденции остаются в значительной степени неизвестными и не могут быть объяснены установленными факторами риска, включая крипторхизм, европеоидную этническую принадлежность или личный/семейный анамнез рака. Воздействие химических веществ из окружающей среды, нарушающих естественный внутриутробный гормональный баланс в критический период дифференцировки яичек у развивающегося плода мужского пола, может играть определенную роль, и это подтверждается эволюцией показателей заболеваемости между популяциями мигрантов первого и второго поколения. Кроме того, этому способствуют большие географические различия заболеваемости в разных европейских странах и возможное увеличение воздействия эндокринно-активных ксенобиотиков в окружающей среде в течение одного и того же периода в промышленно развитых странах. Учитывая пик заболеваемости этим раком у молодых мужчин и тот факт, что рак яичек (как семиномы, так и несеминомы) развивается из общего предшественника - карциномы - клеток фетального происхождения in situ; также была выдвинута гипотеза о роли раннего воздействия в критические временные окна дифференцировки яичек. Это часть гипотезы, называемой синдромом тестикулярной дисгенезии, предполагающей общее происхождение нарушений мужской репродуктивной системы внутриутробной жизни в результате нарушения программирования развития мужских репродуктивных органов в результате нарушения эндокринной системы экзогенными соединениями.

Проблемы и препятствия Редкость рака яичка в популяции, длительный период между предполагаемым чувствительным периодом развития плода и клиническим проявлением, а также отсутствие на сегодняшний день подходящих моделей рака яичка на животных препятствуют пониманию факторов, участвующих в развитии рака яичка. этого рака. Таким образом, существует потребность в исследованиях с надежными данными, основанными на количественной оценке воздействия в биологических пренатальных образцах, которые считаются золотым стандартом для оценки воздействия. Существует очевидный пробел в знаниях относительно доказательств, подтверждающих или опровергающих роль EDC в фетальном происхождении рака яичка. На основе количественной оценки воздействия ЭДК в биологических образцах, собранных во время беременности, и определения исходов в высококачественных полных общенациональных реестрах Дании, это исследование предоставит беспрецедентные данные о риске рака яичек после внутриутробного воздействия ЭДК.

Уникальный биобанк (уже создан). Всем датским женщинам предлагается бесплатный скрининг на врожденные заболевания и хромосомные дефекты у потомства в первом триместре беременности, состоящий из ультразвукового сканирования и взятия проб амниотической жидкости/крови. Образцы от 128 702 обследованных беременных женщин хранились для исследовательских целей в Датском национальном биобанке в период с 1976 по 2004 год. В течение 7 дней после рождения у всех живорожденных детей, рожденных этими женщинами, брали образцы пяточной крови и хранили в виде высушенных пятен крови в том же Датском национальном биобанке. Этот сбор пяточной крови является частью национального датского скрининга на врожденные заболевания.

Уникальная инфраструктура датских реестров. В Дании информация о рождении, смертности, иммиграции и эмиграции, заболеваемости, образовании и социальных условиях собиралась в общенациональных реестрах в течение нескольких десятилетий, и доступны высококачественные данные с полным охватом всего населения, что открывает большие возможности для общенациональных эпидемиологических исследований. исследования последствий для здоровья, связанных с воздействием окружающей среды и образа жизни, которые невозможно провести в большинстве других стран. В каждом реестре каждое лицо идентифицируется уникальным номером, называемым номером CPR. Этот номер был присвоен всем жителям Дании с момента создания Датской системы регистрации актов гражданского состояния (CRS) в 1968 году и позволяет точно установить связь между реестрами. Используя эту инфраструктуру, исследователи могут идентифицировать: (i) участников исследования, связывая матерей, давших кровь и амниотическую жидкость, с их живорожденными сыновьями, давшими пяточную кровь при рождении. Используя номер CPR матери, который связан с ее образцами в Датском национальном биобанке в Staten Serum Institute, исследователи могут отследить номер CPR ее сына в Датском медицинском реестре рождений (MBR). MBR содержит информацию обо всех живорожденных и мертворожденных в Дании с 1973 г., а также информацию о врожденных дефектах, включая крипторхизм у живорожденных сыновей. Кроме того, MBR содержит информацию о весе, росте, возрасте и этнической принадлежности матери, а также о возрасте, этнической принадлежности и CPR-номере отца. (ii) Все сыновья, у которых в более позднем возрасте развился рак, с точностью и полным охватом. Используя Датский регистр рака (DCR), который представляет собой популяционный регистр, содержащий данные о заболеваемости всеми видами рака с 1943 года, известный своей точностью и полным охватом, исследователи выявят все случаи рака яичек среди живорожденных сыновей ( от 22 до 45 лет). (iii) Семейный анамнез рака яичка с точностью и полным охватом. Используя DCR и номер CPR отца, исследователи проследят семейный анамнез заболеваний яичек, известного фактора риска развития рака яичек у потомства [72]. Все другие виды рака будут установлены для контрольных случаев. Включенные контроли свободны от всех видов рака, и случаи с другим раком до начала рака яичка будут исключены.

Ожидаемое влияние этого предложения на науку и общественное здравоохранение. Общий научный вклад предлагаемого проекта заключается в предоставлении ученым данных о людях, что позволит им подтвердить или опровергнуть, связано ли воздействие EDC на плод с повышенным риском рака яичек у потомства. В настоящее время беременные женщины (и другие) мало что могут сделать, чтобы избежать воздействия ЭДХ, которые чаще всего представляют собой «невидимые» загрязнители в продуктах питания, косметике, климате в помещении, воздухе и воде. Если исследование опровергнет наличие связи, это может уменьшить обеспокоенность, а если связь подтвердится, данные могут помочь правительствам и агентствам по охране окружающей среды во внедрении новых политик, которые могут защитить уязвимые группы населения в домашних условиях, школах и на рабочих местах, или внедрить образовательные программы для беременных женщин, чтобы они могут принять разумные меры, чтобы уменьшить их воздействие.

Методы В проекте будут использоваться образцы матери (сыворотка, амниотическая жидкость) и новорожденного (сухая пяточная кровь), хранящиеся в Датском национальном биобанке (см. биобанк). Дизайн (вложенный кейс-контроль).

Каждому случаю соответствуют три элемента управления. Контрольная группа не имеет рака и совпадает по возрасту матери и отца, календарному месяцу взятия образца крови, этнической принадлежности и возрасту, а также адресу на момент постановки диагноза рака. Эта информация наряду с семейным анамнезом рака яичка, историей любого рака в популяции случай-контроль и другими априорно определенными потенциальными вмешивающимися переменными будет получена из общенациональных реестров. Оценка воздействия (воздействие EDC на плод). Два субподрядчика проведут все химические анализы материнских уровней выбранных EDC в биологических образцах.

Метаболомическое профилирование. Исследовательская группа по метаболомике в Датском центре неонатального скрининга Statens Serum Institut проведет анализ метаболома высушенного пятна крови. Для извлечения будет использоваться пробойник диаметром 3,2 мм неонатальной высушенной капли крови каждого ребенка. Используя аналитические и вычислительные рабочие процессы, ранее представленные и примененные группой, будет измерен широкий диапазон из нескольких тысяч эндогенных, а также экзогенных метаболитов. Данные будут предварительно обработаны, а масс-спектральные характеристики будут аннотированы к химическим структурам с использованием вычислительных метаболомных рабочих процессов, предоставляемых через управляемую сообществом платформу социальной молекулярной сети Global Natural Products (GNPS). Полученные профили метаболитов будут использоваться для статистического анализа для выявления метаболитов, которые по-разному экспрессируются в разных случаях и в контроле, с использованием различных внутренних алгоритмов в R и Python. Установление исхода (рак яичка). Используя номер CPR, исследователи свяжут сыновей с DCR, чтобы извлечь данные о первом случае рака яичка. В контрольной группе нет рака и крипторхизма. Случаи, у которых диагностирован любой рак до рака яичка, будут исключены. Продолжительность проекта 60 месяцев.

Статистический анализ Население. Исследователи ожидают 175 случаев рака яичка (как семиномы, так и несеминомы, поскольку они имеют общего эмбрионального предшественника) в этой популяции сыновей. Каждый случай будет сопоставлен с тремя контрольными группами, что даст общую популяцию в 700 человек.

Статистический анализ. Модели логистической регрессии будут использоваться для оценки риска и 95% доверительных интервалов (ДИ), связывающих концентрации соединений с риском рака яичек. Анализы будут проводиться для отдельных соединений, групп соединений, где это уместно (общее количество ПФАВ и общее количество фталатов), и смесей соединений. Данные будут проанализированы с поправкой и без поправки на априорно определенные потенциально смешанные переменные, включая ИМТ матери на момент рождения сына, рак яичек в анамнезе и уровни котинина в сыворотке (маркер курения) с поправкой на неделю выборки гестационного периода.

Метаболомическое профилирование. Общая изменчивость метаболома, связанная с раком яичка, будет оцениваться с использованием многомерных статистических методов, таких как анализ основных координат и пермутационный многомерный дисперсионный анализ (PERMANOVA).