C7188  Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   MOLEKULÁRNÍ     EPIDEMIOLOGIE   Ondřej  Slabý,  Ph.D.   Masarykův  onkologický  ústav   CEITEC   Lékařská  fakulta  Masarykovy  univerzity   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    2   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Historie  –  cholera  v  Londýně  (1854)   John  Snow  is  credited  by  many  with  developing     the  modern  field  of  epidemiology     Of  83  people,  only  10  lived  closer  to  a     different  pump  than  Broad  Street   Of  these  10,  5  preferred  taste  of  Broad     Street  water  and  3  were  children  who     went  to  nearby  school   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana  3   ©  Ondřej  Slabý,  2009   John  Snow  and  the  Pump  Handle   John  Snow  and  cholera   in  1854  London   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana  4   ©  Ondřej  Slabý,  2009  ©  Ondřej  Slabý,  2009   Ignác  Filip  Semmelweis  (1818  -­‐1865)   Horečka  omladnic  v  porodnické   klinice  ve  Vídni   vznik  choroby  přičítán   „kosmicko-­‐telurickým"  vlivům   Zavedl  my\  rukou  v  chlorové  vodě       Příčiny,  pojem  a  ochrana  před  horečkou     omladnic       Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana  5   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Původ  slova  epidemiologie  je  odvozen  z  řeckých  slov  epi  (nad,  mezi)  a  démos   (lid)  a  logos  (slovo,  věda,  studium)  a  může  být  volně  přeložen  jako  „studium   toho,  co  je  nad  lidmi“.   „studium  distribuce  a  determinant  stavů  nebo  událosb  souvisejících  se   zdravotním  stavem  specifické  populace  a  aplikace  tohoto  studia  na  prevenci  a   kontrolu  zdravotních  problémů  “     •  popis  zdravotního  stavu  populace,  popis  frekvence  a  rozsahu  a   onemocnění  na  populační  úrovni     •  popis  vlivu  onemocnění  na  populaci,  včetně  socioekonomických   dopadů     •  idendfikace  příčin  a  rizikových  faktorů  určitého  onemocnění,   poskytuje  podklady  pro  prevendvní  opatření   •  hodnocení  efekdvity  lékařské  péče,  jak  prevendvní  tak  i  následné,   poskytuje  podklady  pro  management     •  prognózy  vývoje  onemocnění     •  podklady  pro  analýzu  rizik  a  stanovení  zákonných  limitů   Epidemiologie  –  vymezení  pojmu   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana  6   ©  Ondřej  Slabý,  2009   6   Strana  3   ©  Ondřej  Slabý,  2009   •  Prevalence     –  popisuje  zastoupení  dané  nemoci  ve  studované  populaci  v  daném  okamžiku   –  okamžitý  počet  nemocných  /  celkový  počet  osob  ve  studované  populaci   –  prevalence  výhodná  pro  popis  dlouho  trvajících  chronických  onemocnění   –  prevalence  závisí  na  počtu  osob,  které  onemocněli  a  na  délce  nemoci   –  není  nutně  mírou  rizika  onemocnění       Prevalence  =  Incidence    ×    Doba  trvání   Ü  Incidence   popisuje výskyt nových případů onemocnění v populaci ve studovaném období   počet nových případů / celkový počet osob ve studované populaci v určitém časovém úseku   vysoké hodnoty incidence ukazují na vysoké riziko onemocnění   výhodné při popisu akutních onemocnění Epidemiologie  –  vymezení  pojmu   Přednáška  částečně  převzata  od  Ing.  Miloslava  Pouzara  Ph.D.   Epidemiologie  –  vymezení  pojmu   ©  Ondřej  Slabý,  2009  Strana  7   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   8   Kauzální  vztah   Ü  Pokud změna frekvence, nebo kvality expozice vede k odpovídající změně ve frekvenci výskytu onemocnění Ü  Typy kauzálních vztahů postačující příčina – pokud je daný faktor přítomen, nemoc se vždy projeví (genetická onemocnění – Downův syndrom) nutná příčina – pokud daný faktor není přítomen, nemoc se neprojeví (infekční nemoci – tuberkulóza) rizikový faktor – pokud je daný faktor přítomen, zvyšuje pravděpodobnost vzniku onemocnění (cigaretový kouř – rakovina plic)   přímý kauzální vztah vs. nepřímý kauzální vztah   nekauzální vztah – mezi proměnnými je náhodná (nevysvětlující) závislost (lineární vztah mezi počtem zubních plomb a rizikem infarktu myokardu) Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    8   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Ausdn  Bradford  Hill  (1897-­‐1991)   Jako  první  prokázal  vztah   kouření  a  karcinomu  plic     Studie  na  britských  lékařích   30  000  účastníků   prospekevní  50  let  trvající  studie   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   ©  Ondřej  Slabý,  2009  Strana  9   Bradford  Hillova  kriteria  kauzality   •  Korelace  (síla  asociace)  –  čím  větší  korelace  mezi  nezávislou  proměnnou   (expozice)  a  závislou  proměnnou  (počet  onemocnění),  bm  vyšší   pravděpodobnost  kauzálního  vztahu  mezi  proměnnými   –  Semelweis  (1818-­‐1865)  -­‐  významně  vyšší  úmrtnost  na  horečku  omladnic  na  klinice   řízené  lékaři,  oproe  porodnici  s  porodními  bábami  –  příčinná  souvislost?   –   Durkheim  1951  –  počet  sebevražd  ve  4  pruských  regionech  na  poč.  19  stoleb   koreluje  s  poměrným  zastoupením  protestantského  obyvatelstva  –  příčinná   souvislost  ?   •  Časová  souslednost  –  příčina  by  měla      předcházet  následek   –  blesk  předchází  hrom  –     příčinná  souvislost?   –  v  letech  kdy  se  začalo  s  průmyslovým     spalováním  odpadů  vzrostl  počet     případů  rakoviny  –  příčinná  souvislost?     (doba  latence  20  let  !)   –  v  letech  po  zákazu  používání  azbestu  stále  stoupá  počet  případů  azbestem   vyvolané  rakoviny  –  příčinná  souvislost?  (doba  latence  20  let)   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana  10   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Bradford  Hillova  kriteria  kauzality   •  Konzistence  –  čím  větší  je  shoda  výsledků  různých  studií  zabývajících  se   danou  dvojicí   •  Koherence  –  logická  provázanost  s  výsledky  jiných  vědních  oborů       •  Biologická  přijatelnost  (věrohodnost)  –  existence  teoreeckého  mechanismu   vysvětlujícího  vztah  mezi  příčinou  a  následkem   –  formaldehyd  je  genotoxický  a  vysoce  dráždivý  –  informace  o  zvýšeném  výskytu   tumorů  v  dýchacích  cestách  je  věrohodná   –  formaldehyd  má  velký  distribuční  objem  a  rychle  se  v  organismu  odbourává,  ani   vysoké  koncentrace  v  ovzduší  výrazně  nezvyšují  jeho  koncentraci  v  tělních   tekuenách  –  informace  o  zvýšeném  výskytu  nádorů  vnitřních  orgánů  nevěrohodná   Ü  Specificita – čím menší počet příčin postačuje k vysvětlení následku, tím lépe Ü  Vztah dávka účinek – čím větší míra expozice tím větší míra a četnost následků   emise z dieselových motorů – mnoho studií popisuje vztah k rakovině plic, není vztah dávka účinek, patrně vliv kouření (confounding factor) Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    11   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Bias (zkreslení – systematická chyba) Vychýlení výsledku jedním směrem (zvyšuje pravděpodobnost nalezení neexistujícího vztahu) - Selection bias (výběrové zkreslení), Allocation bias (chyba přiřazení), Recall bias (informační zkreslení), publikační bias, observační bias, bias daný ztrátou osob ze studie, apod. Random Error (náhodná chyba) snižuje pravděpodobnost nalezení existujícího vztahu, snižuje sílu statistických testů Confounding factor (zavádějící faktor) neexistující vztah mezi expozicí látce A a onemocněním je nalezen díky vztahu mezi expozicí látce A a látce B, která skutečně dané onemocnění vyvolává Synergismus vzájemná kombinace dvou či více příčin a jednoho následku Modifikace efektu různé úrovně expozice vyvolávají různá onemocnění Faktory  ovlivňující  určení  kauzality   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    12   Rakovina  plic  o    30%  častější  mezi  konzumenty  alkoholu   Stradfikace  dat  –  zvlášť  kuřáci  a  nekuřáci   kouření  je  zavádějící  faktor  při  popisu  vztahu  mezi   konzumací  alkoholu  a  rakovinou  plic   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    13   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Observační (pozorovací)   Kauzistiky (case reports)   Série případů (case series)   Průřezové studie (cross-sectional studies)   Studie případů a kontrol (case-control studies)   Kohortové studie (cohort studies)   Intervenční (experimentální)   Klinické studie (clinical trial)   Terénní kontrolované studie (field trial)   DESKRIPTINÍ   ANALYTICKÉ   K V A LI T A V Ý P O V Ě D I   Epidemiologické  studie       Korelační studie (corelational studies)   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    14   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Průřezové  studie         •   Cross-­‐seceonal  studies     –  retrospekdvní  studie   –  náhodný  výběr  jedinců  ze  studované  populace  –  data  na  individuální   bázi   –  jednorázový  sběr  dat  o  zdravotním  stavu  a  expozici  studovaných   jedinců   –  prevalence  onemocnění  a  prevalence  expozic  (varianty  daneho  genu)   –  rozdělení  populace  na  4  skupiny  –  exponovaní  s  nemocí,  exponovaní   bez  nemoci,  neexponovaní  s  nemocí  a  neexponovaní  bez  nemoci   –  v  jednom  časovém  bodě  porovnáváme  riziko  onemocnění  v   exponované  a  neexponované  populaci  nebo  míru  expozice  v  nemocné   a  zdravé  populaci     –  můžeme  najít  vztah  (asociaci),  ale  nelze  prokázat  kauzalitu   –  nedostatek  informací  o  časové  souslednose,  možná  záměna  příčiny  a   následku  (různá  skladba  potravin  u  lidí  s  určitou  nemocí  –  příčina?   následek?)   –  retrospekevní  sledování  –  zkreslení  informací  zejména  o  expozici   –  rychlost,  nízká  cena   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    15   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Míry  efektu  –  průřezová  studie   Risk  dissease  (riziko  onemocnění)  (exposure)  –  A/A+B Risk  dissease  (riziko  onemocnění)(no  exposure)  –  C/C+D Risk  rado  (poměr  rizik)  –  (A/A+B)/(C/C+D)   Strana    16   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Studie  případů  a  kontrol         •   Case-­‐control  studies     –  retrospekdvní  analydcká  studie   –  testování  hypotéz  o  příčinách  onemocnění,  o  vztahu  mezi  expozicí  a   nemocnosb   –  incidence  i  prevalence  onemocnění,  dvě  populace   –  VĚTŠiNA  ASOCIAČNÍCH  STUDIÍ  (ALELA-­‐ONEMOCNĚNÍ)  MÁ  CHARAKTER      CASE-­‐CONTROL  STUDIE   –  idendfikace  případů  (cases)  –  jedinci  se  sledovaným  onemocněním   –  výběr  kontrol  (controls)  –  jedinci  bez  sledovaného  onemocnění,  ale  v  ostatních      aspektech  (věk,  pohlaví,  socioekonomický  status)  co  nejvíce  podobní  případům   •  „Density  sampling“  –  výběr  kontrol  v  okamžiku  idenefikace  případu      (výhodné  pro  dlouhotrvající  studie)   •  „Cumulaeve  sampling“  –  výběr  kontrol  na  konci  studie         –  v  obou  skupinách  hodnobme  úroveň  expozice   •  vyšší  ve  skupině  případů  –  látka  působí  jako  rizikový  faktor   •  vyšší  ve  skupině  kontrol  –  látka  působí  jako  protekevní  (ochranný)  faktor   –  zkreslení     •  výběrové  –  skupina  kontrol  nereprezentuje  studovanou  populaci   •  „recal  bias“    -­‐  případy  mají  tendenci  nadhodnocovat  expozici     Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Studie případů a kontrol (case-control studies)   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    18   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Míry  efektu  –  studie  případů  a  kontrol   odd  dissease  (šance  onemocnět)  (exposure)  –  A/B odd  dissease  (šance  onemocnět)  (no  exposure)  –  C/D odds  rado  (poměr  šancí)  –  (A/B)/(C/D)   konfidenční  interval  (CI  -­‐  confidence  interval)   Interval  vypočítaný  na  základě  výběru,  ve  kterém  je   neznámý    populační  parametr  obsažen  s   pravděpodobnosb  95%.   šířka    CI  –  míra  přesnose  (čím  užší  CI,  bm  vyšší   přesnost)  studie  s  větším  počtem  pozorování  mívají   užší  CI   Alela  A  (OR,  6.3;  95%  CI,  3.4-­‐11.6)     Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    19   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Příklad  studie  připad-­‐kontrola   Stanovení  OR  vyjadřujícího  asociaci  mezi  užíváním     salycilátů  a  Reyova  syndromu   Rey.  sy  ano   Rey.  sy  ne   Celkem   Salyc.  Ano   26   53   79   Salyc.  Ne   1   87   88   celkem   27   140   167       OR  =  AD/BC  =  26x87/53x1  =  42,7     Děri  s  Reyovým  syndromem  42,7  častěji  užívaly  k  léčby  virového  onemocnění  salyciláty.   KONTINGENČNÍ  TABULKA   Tabulka  křížových  klasifikací   Čtyřpolní  (2x2)   Typickým  příkladem  studie  případů  a  kontrol  může  být  studie  polymorfizmu  TaqI  A     v  dopaminovém  receptoru  D2  (DRD2)  jako  rizikového  faktoru  k  rozvoji  alkoholizmu.     Tento  polymorfizmus  je  jedním  z  nejvíce  studovaných  a  zároveň  nejkontroverznějších     polymorfizmů  v  oblase  molekulární  psychiatrie.  Bylo  provedeno  více  než  60  asociačních     studií  zabývajících  se  vztahem  tohoto  polymorfizmu  k  riziku  alkoholizmu,  které  mnohokrát     dospěly  k  zcela  proechůdným  výsledkům.  Možných  příčin  těchto  kontroverzí  u  asociačních     studií  je  mnoho  (skupiny  případů  definované  na  základě  rozdílných  diagnoseckých  kritérií,    špatné  definice  kontrolní  skupiny,  malé  soubory  případů  a  kontrol,  populační  rozdíly     ve  frekvenci  SNP),  a  není  tedy  cílem  je  zde  zmiňovat,  je  však  potřeba  existenci  tohoto     fenoménu  vnímat  a  při  práci  hodnocení  výstupů  asociačních  studií  být  dostatečně  kriečb,    aby  nedošlo  k  neadekvátnímu  nadhodnocení  výsledků.  Jako  typickou  asociační  studii     TaqI  A  polymorfizmu  DRD2  a  alkoholizmu  jsme  proto  vybrali  studii  švédských  autorů,     kteří  nalezli  signifikantní,  ale  malý  efekt  alely  A1  na  riziko  rozvoje  alkoholizmu,  což  je     pravděpodobně  pozorování  nejvíce  odpovídající  reálnému  stavu.  Tento  polymorfizmu     stanovovali  na  souboru  357  alkoholiků  a  578  kontrolních  osob  vybraných  na  základě     negaevního  dotazníku  na  alkoholizmus.  Frekvence  alely  A1  ve  skupině  alkoholiků  byla     staesecky  významně  vyšší  oproe  kontrolní  skupině  (p  =  0,007),  jak  znázorňuje  tab.  8.5.    Šanci  rozvoje  alkoholizmu  u  nosičů  této  alely  ve  srovnání  s  alelou  A2  vyjadřuje  OR.     Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    20   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Kohortové  studie         •   Cohort  studies     Kohorta  je  skupina  osob,  které  mají  nějakou  společnou  charakterisEku,   a  které  jsou  sledovány  po  určité  období   –  V  kohortových  studiích  jsou  porovnávány  skupiny  zdravých  osob  (kohorty),   rozlišené  na  základě  přítomnosd  (skupina  základní)  či  nepřítomnosd   (skupina  kontrolní)  suspektního  rizikového  faktoru.     –  Prospekdvní  kohortové  studie   •  Specific  exposure  cohorts  –  kohorty  tvořeny  na  základě  různé  expozice   rizikovému  faktoru,  výhodné  pokud  je  expozice  málo  častá  (např.   Hirošima)   •  General  populadon  cohorts  –  expoziční  status  jedinců  stanoven  až  v   průběhu  první  fáze  studie,  někdy  periodicky  přehodnocován,  výhodné  u   častých  nebo  simultánních  expozic   –  Retrospekdvní  (historické)  kohortové  studie   –  v  kohortách  se  porovnává  výskyt  onemocnění     Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    21   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Kohortové studie (cohort studies)   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    22   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Míry  efektu  –  kohortní  studie   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    23   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Příklad  kohortní  studie   Stanovení  RR  vyjadřujícího  asociaci  mezi  kouřením     matek  v  těhotenství  a  kojeneckou  úmrtnos\   úmr\  ano   úmr\  ne   Celkem   Kouření  ano   60   1940   2000   Koření  ne   80   3920   4000   celkem   140   5860   6000   Incidence  exponovaných  =  60/2000  =  0,030   Incidence  neexponovaných  =  80/4000  =  0,020     RR  =  poměr  incidencí  exponovaných/neexponovaných  =  0,030/0,020  =  1,5     Kojenecká  úmrtnost  je  1,5x  vyšší  u  děb  exponovaných.   Příkladem  molekulárněepidemiologické  kohortové  studie  může  být  studie,  kterou     provedli  noršb  autoři,  kteří  prokázali  souvislost  mezi  jednonukleoedovými  polymorfizmy     na  chromozomu  15q25  a  mezi  znaky  souvisejícími  s  kouřením  a  výskytem  karcinomu  plic    a  chronické  obstrukční  plicní  nemoci  (CHOPN).  Autoři  genotypizovali  jednonukleoedový     polymorfizmus  rs16969968  v  genovém  klastru  CHRNA5/A3/B4  na  chromozomu  15q25     u  56  307  jedinců  pocházejících  z  velké  homogenní  kohorty,  studie  North  Trøndelag  Health     Study  (HUNT)  v  Norsku.  Výsledky  této  studie  potvrzují  a  rozšiřují  předchozí  hlášené  asociace     tohoto  polymorfizmu  a  výskytu  karcinomu  plic,  vztah  mezi  polymorfizmem  a  ztrátou  plicních     funkcí  a  zejména  intenzitou  kouření.       Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    24   ©  Ondřej  Slabý,  2009   RR (Rate Ratio) Síla vztahu 1.0-1.2 žádný 1.2-1.5 slabý 1.5-3.0 střední 3.0-10.00 silný >10.0 velmi silný Síla  vztahu  (asociace),  stadsdcké   testování  hypotéz   •   Ho    -­‐  neexistuje  vztah  mezi  expozicí  a  onemocněním   •   HA  –  existuje  vztah  mezi  expozicí  a  onemocněním     •   příklady  nulových  hypotéz  H0   –  Rate  diference  =  0   –  RR  (relaeve  risk)  =  1   –  OR  (odds    raeo)  =  1   –  SMR  =  100     Závěr testu platí H0 (není vztah) platí H1 (je vztah) nezamítnout H0 správné rozhodnutí Chyba 2. druhu (β) zamítnout H0 Chyba 1. druhu (α) správné rozhodnutí Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    25   Definice  molekulární  epidemiologie   Molekulární  epidemiologie  spojuje  vysoce  citlivé  laboratorní  techniky  vyvinuté     v  rámci  molekulární  biologie  s  klasickými  epidemiologickými  postupy.  1       Molekulární  epidemologie  se  vyvíjela  jako  spojení  mezi  základním   výzkumem  v  molekulární  biologii  a  epidemiologickými  studiemi  zaměřenými     především  na  vznik  nádorových  onemocnění  u  lidí.  Jejím  smyslem  je  kombinace     laboratorních  stanovení  interní  dávky,  biologicky  účinné  dávky,  biologických     účinků  a  vlivu  vnímavose  jednotlivce  s  epidemiologickými  metodami.         Tento  přístup  představuje  přirozenou  konvergenci  mezi  molekulární     biologií  a  epidemiologií.     1Schulte  PA.  Molecular  Epidemiology:  Principles   and  PracIces.  San  Diego:  Academic  Press;   1993.   Pubmed  –  2009  –  7700    odkazů  v  databázi  při  zadáné  „molecular  epidemiology“   Především  molekulární  typizace  infekčních  agens   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   ©  Ondřej  Slabý,  2009  Strana  26   Molekulární  epidemiologie  nádorových  onemocnění   Schulte  PA.  Molecular  Epidemiology:  Principles   and  PracIces.  San  Diego:  Academic  Press;   1993.   1.  Markery  expozice    (např.  přitomnost  onkogenního  viru)   1.  Markery  dávky  (např.  etr  viru)   2.  Markery  interní  dávky  (např.  množství  DNA     aduktů  s  karcinogenem)   1.  Markery  biologicky  účinné  dávky    (např.  somaecké  mutace  p53)   1.  Markery  strukturního  a  funkčního  poškození   2.   (např.  chromozomální  aberace)   3.  Markery  vnímavose    (např.  SNP  genů  metabolických  enzymů)   1.  Diagnosecké  markery   2.  Prognosecké  a  predikevní  markery   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   ©  Ondřej  Slabý,  2009  Strana  27   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Interakce  molekulárních  faktorů  a  prostředí   Environment Susceptibility genes Outbreaks Strana    28   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Molekulární  epidemiologie  nádorových  onemocnění   1.  Markery  expozice  (např.  přitomnost  onkogenního  viru)   2.  Markery  dávky  (např.  etr  viru)   3.  Markery  interní  dávky  (např.  množství  DNA  aduktů  s  karcinogenem)   4.  Markery  biologicky  účinné  dávky  (např.  somaecké  mutace  p53)   5.  Markery  strukturního  a  funkčního  poškození  (např.  chromozomální  aberace)   6.  Markery  vnímavose  (např.  SNP  genů  metabolických  enzymů)   7.  Diagnosecké  markery   8.  Prognosecké  a  predikevní  markery   Kategorie  markerů  používaných  v  epidemiologických  studiích  nádorových  onemocnění:   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    29   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Molekulární  epidemiologie  nádorových  onemocnění   Markery  expozice  –  Příklad  HPV  a  karcinomu  děložního  hrdla   100  podtypů  HPV,  a  pouze  limitovaný  počet  má  onkogenní  potenciál   Vybrané  podtypy  HPV  jsou  asociovány  s  dlaždicobuněčným  karcinomem,     adenokarcinomem,  dysplazii  cervixu    penisu,  anu,  vaginy,  a  vulvy.   HPV  je  detekován  v  95%  až  100%    vzorků  cervikálního  karcinomu  -­‐>   a  stal  se  tak  „nutnou  příčinou“  nádorů  děložního  hrdla.   Ženy  s  vyšším  počtem  kopií  HPV  viru  v  cervikální  tkáni  více  rizikové  (marker  dávky).     Virapap  (OR,  6.3;  95%  CI,  3.4-­‐11.6)       Southernuv  přenos  (OR,  16.3;  CI  7.7-­‐34.4)     PCR  (OR,  24.3;  CI,  14.4-­‐41.0)   Nutnost  citlivých  molekulárně  biologických  metod!!!!   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    30   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Molekulární  epidemiologie  nádorových  onemocnění   Markery  expozice  –  Příklad  HPV  a  karcinomu  děložního  hrdla   Virové  onkoproteiny  E6,  E7:  semulují  proliferaci,  inhibují   apoptózu,  zvyšují  replikační  potenciál,    mění  morfologii   buněk,  indukují  maligní  fenotyp   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    31   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Molekulární  epidemiologie  nádorových  onemocnění   Markery  biologicky  účinné  dávky  -­‐  somadcké  mutace   Ultrafialové  záření  indukuje  mutace  p53  a  nádory  kůže   Klasická  epidemiologie  již  dávno  asociovala  sluneční  záření  z  nádory  kůže,  molekulární     epidemiologie  idenefikovala  specifické  vlnové  délky  slunečního  záření,  které  jsou   karcinogenní  (290-­‐320  nm  –  UVB)  a  vedou  k  mutacím  nádorového  supresoru  p53   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    32   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Molekulární  epidemiologie  nádorových  onemocnění   Markery  biologicky  účinné  dávky  -­‐  somadcké  mutace   Aflatoxin,  hepadddy  a  hepatocelulární  karcinom   Nejrizikovější  faktory  pro  hepatocelulární  karcinom  jsou  expozice  aflatoxinu,  hepaeeda     B  nebo  C  a  alkohol.  Aflatoxin  je  mykotoxin  objevující  se  v  kontaminovaných  potravinách  jako jsou  ořechy,  buráky,  kukuřice  a  další.  Aflatoxin  tvoří  adukty  s  DNA  v  moči  a  séru,  které  slouží   jako  biomarkery  biologicky  účinné  dávky  v  epidemiologických  studiích.  Prospekevní  studie                  ukazují,  že  se  hladiny              těchto  komplexů  zvyšují  během                rozvoje  hepatocelulárního                karcinomu.     Alfatoxin  je  mykotoxin  vyskytující  se       Expozice  aflatoxinu  vede     ke  klasické  transverzi  G:C     na  T:A  ve  třeb  bázi  kodonu   249  p53.   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    33   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Carcinogen  Exposure   Neoplasm   Mutaeon   Aflatoxin  B1   Hepatocellular   carcinoma   Codon  249  (AGG  →   AGT)   Sunlight   Skin  carcinoma   Dipyrimidine   mutaeons  (CC  →  TT)   on  nontranscribed   DNA  strand   Tobacco  smoke   Lung  carcinoma   G:C  →  T:A  mutaeons   on  non-­‐transcribed   DNA  strand  (frequently   codons:  157,  248,  and   273)   Tobacco  and  alcohol   Carcinoma  of  the  head   and  neck   Increased  frequency   p53  mutaeons   (especially  codons  157   and  248)   Radon   Lung  carcinoma   Codon  249  (AGG  →   ATG)   Vinyl  chloride   Hepaec  angiosarcoma   A:T  →  T:A   transversions   Molekulární  epidemiologie  nádorových  onemocnění   Somadcké  mutace  v  nádorovém  supresoru  p53   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    34   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Molekulární  epidemiologie  nádorových  onemocnění   Markery  vnímavosd  (Zárodečné  mutace,  hereditární  syndromy)   Penetrance  popisuje  podíl  jednotlivců  nést  zvláštní  variaci     genu  to  také  vyjádřit  spojovanou  vlastnost.     Geny  s  vysokou  pentrancí  =  rodinné  studie,    geny  s  nízkou  penetrancí  =  asociační  studie     Germ-­‐line  mutace   Geny  s  vysokou  penetrancí   Karcinom  prsu  (BRCA1,  BRCA2,     ATM-­‐radiosensievity,     PTEN-­‐Cowden  syndrom,    TP53-­‐Li  Fraumeni  Syndrom)     Kolorektální  karcinom   Lynchuv  syndrom  (MMR  genes)   Mikrosatelitní  nestabilita   (MSH2,  MLH1,…)     Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    35   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Molekulární  epidemiologie  nádorových  onemocnění   Markery  vnímavosd  (metabolismus  karcinogenů,  detoxifikační  geny)   Téměř  všechny  karcingeny  vyžadují  akEvaci  metabolickými  enzymy   Zároveň  existují  detoxifikační  enzymy,  které  umožňují  jejich  odbourávání     Při  tepelné  úpravě  masa  vznikají  heterocyklické  aminy  a  polycyklické  aromadcké     uhlovodíky  (PAH)     Např.  heterocyklické  aminy  jsou  metabolizovány       N-­‐acetyltransferázou  2  (NAT2)     SNP  v  kódující  sekvenci  NAT2  vede  k  tvorbě  proteinových  variant     dělících  bělošskou  populaci     na  pomalé  acetylátory  (55%,  rychlé  acetylátory  45%)     Pomalí  acetylátoři  konzumující  velké  množství  červeného  masa  mají  vyznamně  vyšší     riziko  CRC.   Molekulární  farmakologie  I  –  cílená  léčba  –  vývoj  nových  léčiv  =  idenefikace  nových   molekulárních  cílů,  vysokovýkonný  screening,  tkáňové  kultury,  transgenní  zvířecí  modely,   poměr  rizik  a  prospěchu,  ekonomická  a  eecká  hlediska  při  výběru  idenefikovaných  cílu  a   vývoji  nových  léčiv   Molekulární  farmakologie  II  –  principy  biologické  léčby  –  monoklonální  proelátky  –   příprava  monoklonálních  proelátek  a  rekombinantních  proteinů,  nízkomolekulární   inhibitory  –  racionální  design  léčiv,  siRNA,  mikroRNA  –  tlumení  genové  exprese  na  post-­‐ transkripční  úrovni,  transport  léčiv  (lipozomy,  imunoglobuliny,  nanočásece  a   supramolekulární  systémy)     Náplň  příš\  přednášky   Take  home   Epidemiologie,  základní  pojmy,  kauzalita   Bradford  Hillova  kriteria  kauzality     Faktory  ovlivňující  určení  kauzality     Epidemiologické  studie  –  dělení,  přehled   Studie  průřezové  +příklad     Studie  případ-­‐kontrola    +  příklad   Studie  kohortové  +příklad       Síla  vztahu  (asociace),  stadsdcké  testování  hypotéz     Definice  molekulární  epidemiologie  (interakce  molekulárních  faktorů  a  prostředí)   Molekulární  epidemiologie  nádorových  onemocnění  (kategorie  markerů)     Strana    36   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12   Strana    37   ©  Ondřej  Slabý,  2009   Dotazy?   Úvod  do  molekulární  medicíny  6/12