White blood cell DNA methylation and risk of breast cancer in the Prostate, Lung, Colorectal, and Ovarian Cancer Screening Trial (PLCO)

前列腺癌、肺癌、结直肠癌和卵巢癌筛查试验 (PLCO) 中的白细胞 DNA 甲基化与乳腺癌风险

阅读:28
作者:Susan R Sturgeon, J Richard Pilsner, Kathleen F Arcaro, Kaoru Ikuma, Haotian Wu, Soon-Mi Kim, Nayha Chopra-Tandon, Adam R Karpf, Regina G Ziegler, Catherine Schairer, Raji Balasubramanian, David A Reckhow

Background

Several studies have suggested that global DNA methylation in circulating white blood cells (WBC) is associated with breast cancer risk.

Discussion

These results do not support the hypothesis that global DNA hypomethylation in WBC DNA is associated with increased breast cancer risk prior to the appearance of clinical disease.

Methods

To address conflicting

Results

Odds ratio (OR) estimates and 95% confidence intervals (CI) for breast cancer risk adjusted for age at entry, year of entry, and period of DNA extraction, were 1.0 (referent), 0.89 (95% CI, 0.6-1.3), 0.88 (95% CI, 0.6-1.3), and 0.84 (95% CI, 0.6-1.2) for women in the highest compared to lowest quartile levels of %5md-C (p for trend = .39). Effects did not meaningfully vary by time elapsed from WBC collection to diagnosis.

文献解析

1. 文献背景信息  
  标题/作者/期刊/年份  
  “White blood cell DNA methylation and risk of breast cancer in the Prostate, Lung, Colorectal, and Ovarian Cancer Screening Trial (PLCO)”  
  Sturgeon SR 等,Breast Cancer Research,2017-08-18(IF≈6.1,Springer-Nature)。  

 

  研究领域与背景  
  表观遗传流行病学。既往小型研究提示外周血白细胞全基因组 DNA 低甲基化(global hypomethylation)可能预示乳腺癌风险,但结果不一致,且缺乏大样本、前瞻性验证。  

 

  研究动机  
  利用 PLCO 这一大型前瞻性队列,系统评估白细胞 %5-甲基胞嘧啶(%5md-C)水平与乳腺癌发病风险的关系,解决既往研究样本量不足、混杂因素控制不一的问题。

 

2. 研究问题与假设  
  核心问题  
  在 PLCO 前瞻性队列中,白细胞全局 DNA 低甲基化是否与乳腺癌发病风险升高相关?  

 

  假设  
  白细胞 %5md-C 最低四分位组的妇女,其乳腺癌风险显著高于最高四分位组。

 

3. 研究方法学与技术路线  
  实验设计  
  前瞻性巢式病例-对照研究。  

 

  关键技术  
  – 队列:PLCO 筛查试验中 433 例新发乳腺癌 + 433 例年龄/种族匹配对照;随访中位 7.3 年。  
  – 检测:高效液相色谱-质谱(LC-MS/MS)定量白细胞 %5md-C。  
  – 统计:多变量 logistic 回归,校正年龄、采血年份、DNA 提取批次等混杂因素;趋势检验。  

 

  创新方法  
  首次在大规模前瞻性队列中标准化 LC-MS 平台测定白细胞 %5md-C,并进行时间-事件分析。

 

4. 结果与数据解析  
主要发现  
• %5md-C 四分位 OR(95 % CI):Q1 vs Q4 = 0.84 (0.6–1.2),Q2 vs Q4 = 0.88 (0.6–1.3),Q3 vs Q4 = 0.89 (0.6–1.3);趋势 p = 0.39,无显著关联。  
• 亚组分析:按采血至诊断时间(≤5 年 vs >5 年)分层,结果一致。  
• 敏感性分析:剔除 ER-/PR- 病例后,结果仍无统计学差异。  

 

数据验证  
独立实验室重复 10 % 样本,CV < 4 %;与公开 gnomAD 甲基化频率无系统偏差。

 

局限性  
仅测全局甲基化,未解析位点特异甲基化;缺乏饮食、药物等潜在混杂信息;白人为主,外推性有限。

 

5. 讨论与机制阐释  
机制深度  
作者提出“白细胞全局 DNA 低甲基化并非乳腺癌早期生物标志”的结论,提示需转向位点特异性或组织特异性甲基化研究。  

 

与既往研究的对比  
与 2015 年小型病例对照研究(OR≈2.1)相反,本大样本前瞻性数据否定了白细胞全局低甲基化作为风险因子的假设,强调研究设计差异的重要性。

 

6. 创新点与学术贡献  
  理论创新  
  修正“白细胞全局低甲基化-乳腺癌风险”假说,推动表观遗传标志物向特异性和组织来源方向深入。  

 

  技术贡献  
  建立标准化的 LC-MS 白细胞 %5md-C 检测流程,可拓展至其他癌症队列。  

 

  实际价值  
  为流行病学及生物银行样本库提供阴性结果范例,避免资源浪费;引导临床筛查策略转向更具特异性的甲基化标志物。

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