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【最新发现】基于Mendelian随机化研究探索热门降糖减重分子在癌症中的潜在作用

2024-11-22 15:06    浏览量:76

基于Mendelian随机化研究探索热门降糖减重分子在癌症中的潜在作用

胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)是近年来备受关注的代谢性疾病药物靶点,尤其在2型糖尿病和肥胖症治疗中表现出卓越疗效。然而,关于GLP-1R激动剂的长期安全性研究,尤其是其与癌症发生风险的关系,仍有争议。近日发表的论文《Association of glucagon-like peptide-1 receptor agonists with risk of cancers—evidence from a drug-target Mendelian randomization and clinical trials》从遗传学和临床试验双重角度揭示了GLP-1R激动剂与多种癌症的潜在关联,为其临床应用提供了新视角,也为进一步开发相关生物药物奠定了基础:该研究表明,GLP1RA可能降低乳腺癌和基底细胞癌的风险,但增加结直肠癌的风险。


论文背景

索马鲁肽是一种GLP1R激动剂,最初用于2型糖尿病治疗,2021年获FDA批准用于肥胖治疗。GLP1RA在改善代谢疾病方面表现出色,但可能引发胃肠道不适、胰腺炎等副作用,其与癌症风险的关联尚存争议。由于缺乏长期随机对照试验,研究采用孟德尔随机化(MR)分析GLP1RA与14种癌症的因果关系,并结合RCT系统评价,为其潜在风险和药物开发提供科学依据。


相关材料与研究方法

研究通过GLP1R遗传工具进行药物靶点MR分析,探讨GLP1R基因激活与14种癌症的因果关系,并通过阳性对照验证工具可靠性。在FinnGen数据中重复分析后,结合荟萃分析和随机对照试验(RCT)系统回顾,综合评估GLP1RA与癌症的潜在关联。所有研究均经伦理批准并获得知情同意。

基于Mendelian随机化研究探索热门降糖减重分子在癌症中的潜在作用

研究设计总体流程图1


  • MR分析

研究使用GLP1R的顺式eQTL作为激动剂暴露的替代指标,从eQTLGen Consortium获取235个相关SNP数据。选择与血液中GLP1R表达显著相关(P < 5.0×10⁻⁸)且次要等位基因频率 >1%的SNP作为工具变量,并确保F统计量>10以验证工具强度。同时,评估这些遗传工具与2型糖尿病的关联,替代GLP1R激动剂的暴露。为排除潜在混杂影响,使用PhenoScanner筛除与其他因素相关的多效性SNP。

  • MR结果

为减少人群多样性带来的偏差,研究将药物靶点MR分析限制为欧洲人群。2型糖尿病患者数据来自包含80154例病例和853816例对照的GWAS荟萃分析,数据来源于DIAGRAM Consortium。14种常见癌症的GWAS数据涵盖脑、甲状腺、乳腺、肺、胃、胰腺等癌症类型。研究还利用FinnGen联盟(R9)的汇总数据对发现结果进行验证。FinnGen项目涵盖377277名参与者的基因型和临床数据,复制分析中包含133164至306119名个体。最后,研究通过荟萃分析整合发现与复制结果,进一步验证MR分析的结论。

  • 统计分析

研究利用“TwoSampleMR”R包进行MR分析,采用随机效应IVW方法计算顺式eQTL与结果的关联OR和CI,并通过阳性对照验证工具可靠性。同时使用MR-PRESSO检测异常变异,MR-Egger检验评估多效性,Cochrane Q值检测异质性。荟萃分析结合OR和95% CI,I²评估研究间异质性,I²>50%表示显著异质性,分析均采用随机效应模型,P<0.05为显著。所有分析基于R软件完成。


研究结果展示
  • 遗传工具选择

从eQTLGen筛选出22个显著的顺式eQTL SNPs作为GLP1R的遗传工具,所有工具的F统计量均超过47,避免了偏差。阳性对照分析显示GLP1RA显著降低2型糖尿病风险[OR=0.82, P<0.001],与FinnGen复制分析和荟萃分析结果一致,验证了遗传工具的有效性。

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Mahajan 等人和 FinnGen 的 GLP1RA 与 2 型糖尿病关联的森林图1


  • GLP1R基因与癌症的MR分析

MR分析结果显示,IVW方法表明GLP1R基因表达较高与口腔癌、骨髓瘤、乳腺癌和基底细胞癌有显著保护作用[OR分别为0.11, 0.32, 0.92, 0.92,P<0.001]。但在前列腺癌、结直肠癌、子宫内膜癌、食道癌和胃癌中,GLP1R表达增加与风险上升相关[OR分别为1.09, 1.12, 1.15, 1.48, 1.74,P<0.001]。没有证据支持GLP1R与胰腺癌、卵巢癌、肺癌和甲状腺癌的关联。Cochrane Q统计量和MR-Egger检验表明IVW-MR结果无异质性和多效性。

  • FinnGen研究和荟萃分析的复制

对GLP1R与14种癌症的重复分析发现,乳腺癌、基底细胞癌、甲状腺癌和子宫内膜癌与GLP1R表达的关联与发现分析一致。荟萃分析结果表明,乳腺癌、基底细胞癌、结直肠癌、甲状腺癌、肺癌和卵巢癌的关联与发现分析一致。GLP1R表达显著降低乳腺癌和基底细胞癌的风险,但增加了结直肠癌的风险,与甲状腺癌、肺症和卵巢癌无关。

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Adolphe等人和FinnGen的GLP1RA与基底细胞癌风险关联的森林图1


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Zhang等人和FinnGen的GLP1RA与乳腺癌风险关联的森林图1


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Fernandez-Rozadilla等人和FinnGen的GLP1RA与结直肠癌风险关联的森林图1


  • GLP1R激动剂随机对照实验(RTC)综述

研究从数据库和引文搜索中确定了36,123项潜在相关研究,筛选7248项研究的标题和摘要,最终纳入80项RCT。试验主要在美国、中国、韩国及欧洲各国等地进行,集中于GLP1R激动剂治疗2型糖尿病,少数涉及肥胖、心力衰竭等。所有RCTs仅纳入成年人,受试者人数从44至17,604不等。治疗组65,328名受试者中,1,559人发生并确诊癌症,主要包括胰腺癌(n =63)、乳腺癌(n =48)、肺癌(n =37)、结直肠癌(n =36)和前列腺癌(n =34),详细癌症数据见下表。

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文献内容研究总结

研究发现,GLP1R基因与结直肠癌风险增加之间存在关联。GLP1R在正常结肠组织中表达,且在结直肠癌中DNA甲基化水平升高。此外,GLP1R激动剂可增强Wnt信号传导,而Wnt信号在结直肠癌发展中发挥关键作用,因此使用GLP1R激动剂可能降低乳腺癌和基底细胞癌的风险,但增加结直肠癌的风险

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GLP-1R / GIPR / GCGR产品验证数据
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  • GLP-1R功能细胞株受体表达验证-FACS

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Cell surface staining was performed on Human GLP-1R (Luc) HEK293 Reporter Cell (Cat. No. CHEK-ATF096) or negative control cell using PE-labeled anti-human GLP-1R antibody.

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  • GIPR激动剂筛选应用案例-RLU

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This reporter cell (Cat. No. CHEK-ATF104) was incubated with serial dilutions of Tirzepatide (a dual GLP-1R and GIPR agonist). The EC50 of Tirzepatide was approximately 0.042 nM.

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  • GCGR激动剂筛选应用案例-FOLD

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This reporter cell (Cat. No. CHEK-ATF103) was incubated with serial dilutions of Retatrutide (a triple agonist peptide of GCGR, GIPR and GLP-1R). The max induction fold was approximately 79.93.

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  • GLP-1R全长蛋白:高活性经ELISA验证

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Immobilized Human GLP1R Full Length Protein, Flag,His Tag (Cat. No. GLR-H52D4) at 5 μg/mL (100 μL/well) on a Nickel Coated plate can bind GLP1R agonist with a linear range of 0.5-16 ng/mL (QC tested).

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  • GLP-1R过表达株:受体检测-FACS

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Expression analysis of human GLP-1R on HEK293/Human GLP-1R Stable Cell Line by FACS.
Cell surface staining using PE-labeled anti-human GLP-1R antibody was performed on HEK293/Human GLP-1R Stable Cell Line with different expression levels: HEK293/Human GLP-1R Stable Cell Line (Low Expression) (Cat. No. 
CHEK-ATP162); HEK293/Human GLP-1R Stable Cell Line (Medium Expression) (Cat. No. CHEK-ATP161); HEK293/Human GLP-1R Stable Cell Line (High Expression) (Cat. No. CHEK-ATP160).

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  • GLP-1R过表达株代际稳定性验证

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Passage stability analysis of receptors expression by FACS.
Flow cytometry surface staining of human GLP-1R on HEK293/Human GLP-1R Stable Cell Line (High Expression) (Cat. No. 
CHEK-ATP160) demonstrates consistent mean fluorescent intensity across passage 7-22.

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参考资料:

1.Sun, Yuming & Liu, Yongjia & Dian, Yating & Zeng, Furong & Deng, Guangtong & Lei, Shaorong. (2024). Association of glucagon-like peptide-1 receptor agonists with risk of cancers-evidence from a drug target Mendelian randomization and clinical trials. International journal of surgery (London, England). 110. 10.1097/JS9.0000000000001514. 


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