Мутации рака молочной железы/яичников BRCA 1 и 2

Синдром наследственного рака молочной железы (HBOC) основан на генетической предрасположенности к развитию рака и характеризуется:

• наличием в семье нескольких случаев рака молочной железы, яичников или обеих форм рака;
• объединением обеих форм рака у одного человека;
• раком молочной железы с началом

Хотя большинство случаев рака молочной железы и яичников не передаются по наследству, около 3-5% случаев рака молочной железы и 10% случаев рака яичников классифицируются как HBOC. Многочисленные исследования показали, что мутации в генах BRCA1 и BRCA2, которые влияют на зародышевую линию, ответственны за подавляющее большинство наследственного рака молочной железы и яичников1;

BRCA1 (ген рака молочной железы 1) и BRCA2 (ген рака молочной железы 2) представляют собой гены-супрессоры опухолей, которые кодируют белки, участвующие в процессах репарации ДНК. Сообщалось о более 1200 мутациях в гене BRCA1 и более 1300 мутаций в гене BRCA2. Хотя люди с HBOC наследуют дефектный аллель BRCA1 или BRCA2 от одного из родителей, у них есть второй функциональный аллель; Если второй аллель становится дисфункциональным, опухолевый процесс развивается, накапливая дополнительные мутации. Подсчитано, что распространенность мутаций BRCA в общей популяции составляет 1/300 - 1/800. В популяциях, основанных небольшой предковой группой, определенные мутации BRCA1 или BRCA2 могут встречаться чаще и называются «мутациями-основателями». Эти типы мутаций были выявлены преимущественно у ашкеназских (восточноевропейских) евреев, французских канадцев и исландцев1.

Ген BRCA 1, расположенный на хромосоме 17q21, состоит из 22 экзонов и кодирует 1863 аминокислотных белка. Белок BRCA1 является ядерным фосфопротеином, который играет важную роль в поддержании стабильности генома и подавлении опухоли; вместе с другими белками-супрессорами опухолей или с ролью в передаче клеточного сигнала они образуют комплекс с несколькими субъединицами, называемыми BASC (BRCA1-ассоциированный комплекс эпиднадзора за геномом); он также связан с РНК-полимеразой II, таким образом, участвуя в транскрипции, репарации двухцепочечной ДНК, а также в рекомбинантной

Мутации гена BRCA1, которые приводят к ошибкам в репликации ДНК и неконтролируемой пролиферации эпителиальных клеток, являются причиной приблизительно 40% случаев наследственного рака молочной железы и более чем 80% случаев наследственного рака молочной железы и яичников. Альтернативный сплайсинг играет роль в модуляции субклеточной локализации (цитоплазма, ядро) и нормальном функционировании гена BRCA1. Было описано несколько вариантов продуктов транскрипции, некоторые из которых связаны с мутациями вызывая болезнь. Также был идентифицирован псевдоген, также расположенный в хромосоме 17. В литературе указывается, что эта область в хромосоме 17 содержит тандемную дупликацию (YBRCA1) размером приблизительно 30 КБ, что приводит к появлению 2 копий экзонов 1 и 2 BRCA1, экзонов 1 и 3 соседнего гена, называемого 1A1-3B, а также межгенной области 295 п.н. Секвенирование показало, что эти дубликаты экзонов являются необработанными псевдогенами.
Эти результаты могут не только осложнить анализ мутаций BRCA1, но также могут иметь значение для нормальной или аномальной регуляции транскрипции, трансляции и функции BRCA13;

Мутации гена BRCA1 характеризуются преждевременным появлением STOP-кодонов в открытой рамке считывания (ORF), в результате чего продукт представляет собой усеченный белок. Наиболее распространенными мутациями являются 185delAG (c.68_69del AG) и 5385insC (c.5266dupC), присутствующие в процентах 1% и 0,15% у евреев-ашкенази, соответственно. Были идентифицированы тысячи носителей делеции 185delAG, что вызывает появление STOP-кодона в аминокислоте 39 в последовательности белка2. Аналогичная мутация - 188del11 (c.71_81del), которая изменяет рамку считывания в экзоне 3 (в кодонах 39 и 36), что также приводит к усеченному белку.

Другим характерным элементом гена BRCA1 являются повторяющиеся последовательности Alu. Было выявлено 45 генетических перестроек, которые включают делеции и дупликации в одном или нескольких экзонах. Геном человека содержит более 1 миллиона копий элементов Alu (по одному элементу каждые 5kb), которые, по-видимому, опосредуют хромосомные перестройки и гомологичную рекомбинацию, что приводит к дупликациям, инверсиям или делециям. Приблизительно 41,5% интронных последовательностей гена BRCA1 состоят из элементов Alu, которые часто рассматриваются как генетические факторы нестабильности4; 8.

Хотя присутствует много повторяющихся элементов, перестройки встречаются реже в гене BRCA2, расположенном на хромосоме 13q12-q13; рамка считывания начинается с нуклеотида 229 и кодирует белок 390 кДа. Ген имеет 27 экзонов, самый большой из которых, как и в случае гена BRCA1, имеет экзон 11. Инициирование трансляции происходит в экзоне 2, поскольку ген очень богат нуклеотидами АТ. BRCA2 также функционирует как белок репарации ДНК, взаимодействуя с RAD 51 (опухолевым супрессором) 3; 8. Изучив посттрансляционные изменения в BRCA2, было установлено, что белок гиперфосфорилируется Polo-подобной киназой 1 (PLK1) в метафазе и дефосфорилируется, когда клетка выходит из метафазы и входит в интерфазу. RAD 51 взаимодействует с C-концевым доменом BRCA (BRCT), уникальной аминокислотной последовательностью, которая повторяется 8 раз в центральной области BRCA2. Удаление этой области приводит к ингибированию апоптоза (BRCT участвует в апоптозе через каспазу). Большинство мутаций представляют собой изменения рамки считывания и бессмысленные мутации, расположенные в экзоне 11, наиболее распространенной из которых является мутация 6174delT, встречающаяся с частотой приблизительно 1% в ашкеназской еврейской популяции6.

Клетки, которые не имеют нормальных белков BRCA1 и BRCA2, накапливают хромосомные аномалии: разрывы, тяжелые анеуплоидии, амплификация центросомы; генерируемая хромосомная нестабильность может быть патогенной основой развития опухолей молочной железы. У женщин, которые наследуют инактивирующую мутацию, дефицит белка

BRCA имеет решающее значение для начала заболевания, будучи генерированным как унаследованным инактивированным аллелем, так и соматической потерей дикого аллеля в клетках эпителия молочной железы или яичников. Кроме того, было обнаружено, что экспрессия генов повышается во время полового созревания и беременности, что связано с повышенной секрецией эстрогена; это наблюдение предполагает, что эстрогены могут стимулировать экспрессию BRCA1 и / или BRCA2. Модель онкогенеза была также предложена у женщин с BRCA мутациями зародышевой линии: в период полового созревания, из-за повышенного уровня эстрогена, эпителиальные клетки молочной железы быстро размножаются; Присутствие инактивирующей мутации BRCA в контексте повышенной репликации значительно снижает способность репарации ДНК и увеличивает частоту соматических геномных изменений в повторяющихся элементах генов BRCA1 и BRCA2. Большинство клеток с обоими типами мутаций не выживают в следующем клеточном цикле из-за невозможности репарации ДНК, но если возникают дополнительные мутации на уровнях генов контрольных точек, некоторые клетки BRCA - все они увековечены и могут стать отправной точкой в ​​развитии опухолей9.

Проникновение мутаций BRCA1 и BRCA2, определяемых как вероятность развития рака при наличии мутации, является переменным, и, вероятно, зависит от этнической принадлежности, возраста и типа рака.

В приведенной ниже таблице показан совокупный риск развития рака молочной железы по десятилетиям жизни у женщин с мутациями BRCA1 или BRCA2 из семей высокого риска:

Мужской рак молочной железы наблюдается в семьях с мутациями BRCA2, некоторые из которых поражают исключительно мужчин. В исследовании 26 семей с по крайней мере одним случаем рака молочной железы у мужчин 77% показали связь с мутациями BRCA2 (Ford, 1998). Однако, если семейный анамнез не был принят во внимание, распространенность мутаций зародышевой линии BRCA2 у пациентов с раком молочной железы составляла только 4-14% (Couch, Friedman, 1994). Для мужчин с мутациями BRCA2 совокупный риск рака молочной железы в возрасте до 80 лет оценивался в 6,9% 7.

У женщин с мутациями BRCA1 или BRCA2 риск развития рака яичников составляет 39-46% и 12-20% соответственно. Рак яичников имеет отчетливый гистологический фенотип у этой категории пациентов, регистрируя в основном серозные опухоли или эндометриоиды высокого уровня1.

В дополнение к наследственному раку молочной железы и яичников, мутации BRCA1 и BRCA2 могут быть связаны с другими формами рака. Таким образом, было подсчитано, что риск рака простаты в 3 раза выше у мужчин с мутациями BRCA1 по сравнению с общей популяцией. Кроме того, раковые заболевания поджелудочной железы, предстательной железы, пищевода, гортани, желудка, толстой кишки, желчного пузыря, желчного протока, меланомы были зарегистрированы в семьях с мутациями BRCA2, которые предрасполагают к раку. Биалелевая инактивация BRCA27 была также обнаружена при анемии Фанкони.

Генетическое тестирование важно в клинической практике для выявления людей со значительным риском рака молочной железы или яичников и применения соответствующих стратегий скрининга и профилактики.

Рекомендации по анализу мутаций генов BRCA1 и BRCA2

Генетическое тестирование рекомендуется людям с риском ≥20-25% наследственной предрасположенности к раку молочной железы или яичников:

• женщины с личным анамнезом как рака молочной железы, так и рака яичников;
• женщины с раком яичников, у которых есть близкие родственники с раком яичников, или с раком молочной железы в пременопаузе, или с обоими;
• женщины с раком яичников, принадлежащие к этнической группе евреев-ашкенази;
• женщины с раком яичников, обнаруженным в возрасте 50 лет или ранее, которые имеют близкого родственника с раком яичников или раком молочной железы у мужчин, развившихся в любом возрасте;
• женщины, принадлежащие к этнической группе евреев-ашкенази, с раком молочной железы, диагностированным в возрасте ≤40 лет;
• женщины с близким родственником, у которого есть известная мутация BRCA1 или BRCA2.

Генетическое тестирование не является обязательным для людей с ≥5-10% риска наследственной предрасположенности к раку молочной железы или яичников:

• женщины с раком молочной железы, диагностированным в возрасте ≤40 лет;
• женщины с раком яичников, первичным раком брюшной полости или маточной трубы, гистологически высокой степени и серозностью, развившимся в любом возрасте;
• женщины с двусторонним раком молочной железы (особенно, если первая опухоль была диагностирована в возрасте ≤50)
• женщины с раком молочной железы, диагностированным в возрасте ≤50 лет, имеющие близкого родственника с развитым раком молочной железы ≤50 лет;
• женщины, принадлежащие к этнической группе евреев-ашкенази, с раком молочной железы, диагностированным в возрасте ≤50 лет;
• женщины с раком молочной железы развились в любом возрасте, имея как минимум 2 близких родственника с раком молочной железы, независимо от возраста, в котором он был обнаружен (особенно, если хотя бы один из случаев был диагностирован в возрасте ≤50 лет);
• здоровые женщины с близким родственником, который соответствует одному из вышеуказанных критериев

Сроки: первичный рак шейки матки или рак брюшины являются частью спектра характерных проявлений HBOC; близкий родственник определяется как любой родственник первой степени (мать, сестра, дочь) или родственник второй степени (бабушка, племянница, тетя).

По возможности, генетическое тестирование должно быть начато у пострадавшего лица; поскольку количество мутаций BRCA1 и BRCA2 очень велико, будет выполнено полное секвенирование обоих генов. Как только определенная мутация идентифицирована, она будет нацелена на родственников с высоким риском (диагностическое тестирование).

Если невозможно протестировать пострадавших людей, полная последовательность генов BRCA1 и BRCA2 будет использоваться в членах семьи высокого риска.
Перед рекомендацией выполнить тест рекомендуется, чтобы пациент консультировался с лечащим врачом в том смысле, что человек должен быть проинформирован о значимости и последствиях положительного, отрицательного или неизвестного результата1.

Собранный образец - венозная кровь5.
Контейнер для сбора  - вакутейнер, содержащий ЭДТА в качестве антикоагулянта5.
Собранный объем - 5 мл крови5.
Причины отторжения образца - использование гепарина в качестве антикоагулянта; коагулированные или гемолизированные образцы5.
Стабильность образца - 7 дней при 2-8ºC5.
Метод - секвенирование всех экзонов гена BRCA1 и BRCA2 + анализ биоинформатики делеций / дупликаций (CNV), 90-95% известных мутаций могут быть идентифицированы, а новые могут быть обнаружены5.

Отчетность и интерпретация результатов

Отрицательный результат определяется отсутствием мутаций зародышевой линии в генах BRCA1 и BRCA2. В случае больного человека это указывает на то, что опухолевый процесс произошел спонтанно, а не в результате мутаций зародышевой линии. В случае человека с высоким риском отрицательный результат может иметь следующие значения:

• семейная мутация не была унаследована;
• присутствует мутация BRCA1 или BRCA2, которая не может быть обнаружена или еще не идентифицирована; в этом случае предрасположенность заинтересованного лица к наследственному раку молочной железы или яичников остается неизвестной;
• нет семейной предрасположенности к наследственному раку молочной железы или яичников.

Если мутация не обнаружена у людей с высоким риском, вероятность развития рака молочной железы и рака яичников, соответственно, сопоставима с вероятностью развития среди населения в целом.

Наличие мутации зародышевой линии у больного человека повышает риск развития в будущем новой опухоли (связанной с BRCA1 и BRCA2).

В случае положительного результата для мутаций BRCA1 и BRCA2 зародышевой линии у человека с высоким риском, отправляющий врач должен предоставить всю информацию, касающуюся доступных вариантов мониторинга, скрининга, химиопрофилактики или профилактической хирургии; психологические и семейные последствия должны быть приняты во внимание.

Вот некоторые из рекомендаций Ассоциации гинекологов и акушеров США:

Скрининг и профилактика рака молочной железы: рекомендуется, чтобы в случае носителей мутации BRCA1 или BRCA2 проводилось двухгодичное клиническое обследование молочных желез вместе с маммографией и МРТ молочной железы ежегодно, начиная с возраста 25 лет. Магнитно-резонансная томография является более чувствительным методом, чем маммография при раке молочной железы.

Предварительные исследования показали, что химиопрофилактика с тамоксифеном может снизить на ~ 62% риск рака молочной железы у женщин с мутациями BRCA2, но не у женщин с мутациями BRCA1 (поскольку частота возникновения эстроген-позитивных опухолей молочной железы низкая, когда ассоциирован BRCA1).

Профилактическая операция с двусторонней мастэктомией снижает риск рака молочной железы более чем на 90-95% в зависимости от применяемой процедуры.

Профилактическая сальпингоовариэктомия снижает риск рака молочной железы на 40-70% при применении у женщин в пременопаузе. Защита от рака молочной железы выше у женщин с мутациями BRCA2.

Скрининг и профилактика рака яичников: хотя он имеет ограниченное значение в раннем выявлении опухолей яичников, рекомендуется периодически проводить маркер CA125 (через 6 месяцев) в сочетании с трансвагинальным ультразвуком у людей с мутациями BRCA1 или BRCA2, начиная с возраста на 30-35 лет.

Профилактическая сальпингоовариэктомия в возрасте около 40 лет может снизить риск рака яичников у этой категории людей на ~ 85-90% 1.

Отрицательный результат у человека с высоким риском не исключает полностью HBOC, потому что текущее генетическое тестирование не в состоянии идентифицировать все мутации, связанные с этим синдромом.

В очень редких случаях может быть обнаружен генетический вариант BRCA1 или BRCA2, значение которого в развитии рака не может быть определено1; 5; 7.

Список используемой литературы
Практический бюллетень ACOG. Клиническое руководство для акушеров-гинекологов. Наследственный рак молочной железы и яичников, № 103, апрель
Buisson M, Anczukow O, Zetoune AB, Ware MD, Mazoyer S. Мутация 185delAG (c.68_69del AG) в гене BRCA1 вызывает повторную инициацию трансляции в нижестоящем кодоне AUG. In Human Mutation, 2006, 27 (10): 1024-1029.
Ген BRCA1, ген BRCA2. Генные карты. genecards.org. Тип ссылки: Интернет-связь.
Эвальд И.П., Рибейро Изетти П.Л., Пламеро Е.И., Коссио С.Л., Джулиани Р., Эштон-Пролла П. Геномные перестройки в BRCA1 и BRCA 2: обзор литературы. В генетике и молекулярной биологии, 2009, 32, 3: 437-446.
Сыневская лаборатория. Конкретные ссылки на рабочую технологию, использованную в 2010 году. Тип ссылки:
Лин Х.Р., Тинг Нью-Йорк, Цинь Дж, Ли У. М-фазовое специфическое фосфорилирование BRCA2 с помощью Polo-подобной киназы 1 коррелирует с диссоциацией комплекса BRCA2-P / CAF. В Журнале биологической химии, 2003, 278.13: 35979-35978.
Нэнси Петручелли, Мэри Б. Дейли, Джули О Барс Калвер, Джеральд Л. Фельдман. BRCA1 и BRCA2 Наследственный рак молочной железы / яичников. Джин Обзоры, www.ncbi.nlm.nih.gov. ReferenceType: Интернет-общение.
OMIM (онлайн менделевское наследование в человеке). Ген рака молочной железы 1 (BRCA1), ген рака молочной железы 2 (BRCA2).
Welcsh PL, King BRCA1 и BRCA2 и генетика рака молочной железы и яичников. В