Определение мутаций в генах BRCA1, BRCA2, ATM, PALB2, CHEK2 методом секвенирования следующего поколения (NGS) в биопсийном материале и крови (BRCA1, BRCA2, ATM, CHEK2, PALB2 genes analysis by Next-Generation Sequencing (NGS) in biopsy specimens and blood))

Краткое описание исследования «Исследование BRCA1, BRCA2, ATM, CHEK2, PALB2 методом NGS (кровь или парафиновые блоки)»

Гены BRCA1, BRCA2, ATM, CHEK2, PALB2 относятся к группе генов HRR (homologous recombination repair), вовлеченных в процесс репарации ДНК.

Наличие клинически значимых патогенных вариантов в генах BRCA1 или BRCA2 вызывает потерю функции белков, кодируемых этими генами, в результате чего нарушается основной механизм репарации двунитевых разрывов ДНК. В связи с этим значительно повышается риск возникновения некоторых злокачественных новообразований (рака молочной железы, яичников, предстательной железы, поджелудочной железы).

Персонализированной подход к выбору терапии, основанный на результатах генетического тестирования, может повысить эффективность лечения этих злокачественных новообразований.

Рак молочной железы (РМЖ) занимает лидирующее место в структуре онкологической заболеваемости и смертности у женщин. При этом 5-10% всех случаев приходится на наследственный РМЖ, который характеризуется аутосомно-доминантным типом наследования. При данном типе рака отмечена связь с ранним возрастом манифестации заболевания, билатеральным раком, высокой встречаемостью рака яичников (РЯ) в семьях (в том числе рака маточных труб и первичного рака брюшины), РМЖ у мужчин.

В большинстве случаев наследственного РМЖ отмечаются герминативные мутации в генах BRCA1 и BRCA2, которые кодируют белки, вовлеченные в опухолевую супрессию. BRCA1 участвует в репарации ДНК, регулируя прохождение контрольных точек клеточного цикла, выявляющих наличие повреждений ДНК. BRCA2 ответственен за репарацию двуцепочечных разрывов ДНК, появляющихся в ходе репликации.

Распространенность в популяции мутаций в генах BRCA1 и 2 составляет 1:300 и 1:800, соответственно. Мутации в этих генах приводят к значительному увеличению риска развития РМЖ и РЯ в 7 и 25 раз (соответственно) по сравнению с уровнем риска в общей популяции. Также мутации в данных генах являются высокопенетрантными, хотя вероятность манифестации рака у носителей варьирует даже в семьях, имеющих одинаковую мутацию. Пенетрантность для РМЖ находится в диапазоне от 41% до 90%, а пенетрантность мутаций для РЯ составляет от 8% до 62%.

Помимо высокого риска контралатерального РМЖ, наследственный синдром ассоциирован с тройным негативным подтипом рака. В свою очередь, РЯ у BRCA1/2-носителей гистологически характеризуется серозной карциномой высокой степени злокачественности. Также преимущественно BRCA2-носители имеют высокий риск развития рака предстательной железы, поджелудочной железы и меланомы.

В России характерен выраженный эффект предшественника, т. е. преобладание мутации 5382insC в гене BRCA1 (до 90%) у населения преимущественно славянского происхождения. Также распространенными мутациями являются: 185delAG, 4153delA, 3819delGTAAA, 3875delGTCT, 300T>G (Cys61Gly), 2080delA в гене BRCA1; 6174delT в гене BRCA2.

Согласно RUSSCO, всем пациентам с верифицированным РЯ, гистологически представленным серозной или эндометриоидной карциномой высокой степени злокачественности, рекомендовано определение патогенных мутаций в генах BRCA1/2. У BRCA1/2-положительных пациентов при рецидивах РЯ рекомендовано назначение PARP-ингибитора в качестве поддерживающей терапии. У BRCA-положительных пациентов c метастатическим раком молочной железы и метастатическими новообразованиями других локализаций возможно применение в рамках клинического исследования PARP-ингибиторов.

Ген ATM (ATM Serine/Threonine Kinase) кодирует одноименный белок — серин/треониновую протеинкиназу АТМ. АТМ-белок активируется при разрывах нитей ДНК и фосфорилирует несколько ключевых белков. Эти белки в свою очередь инициируют остановку клеточного цикла, запускают репарацию ДНК или апоптоз. Протеинкиназа АТМ также может быть вовлечена в гомеостаз митохондрий. Выступая как регулятор их аутофагии (митофагии), белок способствует удалению старых дисфункциональных митохондрий.

Ген ATM экспрессируется во многих тканях и органах: лимфатических узлах, головном и спинном мозге, крови, сердце, печени, почках, легких, щитовидной, слюнных железах и др.

АТМ-белок функционирует как регулятор широкого спектра нисходящих белков, включая белки-супрессоры опухолевого роста p53, Chk2 и BRCA1, а также белок репарации ДНК NBS1. Комплекс этих реакций приводит к восстановлению нитей ДНК, остановке клеточного цикла, а в некоторых случаях — к апоптозу. Эффективное восстановление поврежденных нитей ДНК помогает поддерживать стабильность генетической информации клетки.

При мутациях гена АТМ могут возникнуть нарушения нормального процесса онтогенетической перестройки генов иммуноглобулинов, ведущие к генетической нестабильности и канцерогенезу. Нарушение системы апоптоза ответственно за повышенную радиочувствительность гомозигот и специфическую гибель клеток, ведущую к церебеллярной атаксии, атрофии тимуса, лимфоцитопении и недостатку зародышевых клеток.

Пациенты, имеющие мутации в обоих аллелях гена АТМ, страдают тяжелым заболеванием — атаксией-телеангиэктазией (синдром Луи-Бар). Болезнь характеризуется нейродегенеративными процессами, иммунодефицитом (отсутствуют сывороточные иммуноглобулины), повышенной радиочувствительностью, ломкостью хромосом и предрасположенностью к злокачественным новообразованиям.

С мутациями гена АТМ также ассоциированы различные виды рака: лейкозы, лимфомы, рак молочной железы и мочевого пузыря.

Ген СHEK2 находится на длинном плече 22 хромосомы в локусе 22q12.1 и кодирует одноименный белок CHEK2 (checkpoint kinase 2), который может взаимодействовать с белками p53 и BRCA1.

Белковый продукт гена CHEK2 участвует в поддержании стабильности генома, контролирует процессы клеточного деления и репарации ДНК. Фермент активируется в ответ на повреждение молекулы ДНК, блокируя клеточный цикл в фазе G1 или запуская процесс апоптоза (запрограммированной клеточной гибели), выступая в качестве супрессора злокачественной трансформации клеток.

Изменения структуры гена СНЕК2 могут привести к злокачественной трансформации клеток.

Мутация 1100delC гена СНЕК2, приводящая к синтезу неполноценного укороченного белка со сниженной экспрессией, встречается в странах Европы с частотой от 0,2% до 1,4% и определяет 2-10-кратное увеличение риска развития рака молочной железы. Среди российских пациенток частота встречаемости мутации 1100delC составляет 2-5%. Эта мутация также ассоциирована с повышенным риском опухолей других локализаций (яичника, простаты, толстой кишки, желудка, остеосаркомы).

Мутация ivs2+lG>A приводит к образованию укороченного белка и ассоциирована с онкологическими патологиями различной локализации, чаще всего с раком молочной железы, также с раком простаты, щитовидной железы. Эта мутация считается специфичной для славянского населения, наиболее распространена (0,48%) и изучена в Польше.

Мутации гена CHEK2 наследуются по аутосомно-доминантному типу, передаются с вероятностью 50% и встречаются с одинаковой частотой у мужчин и женщин.

Ген PALB2 кодирует белок системы гомологичной рекомбинации ДНК, взаимодействующий с белком BRCA2 и участвующий в стабильной внутриядерной локализации и аккумуляции данного белка. Было показано, что патогенные герминальные варианты данного гена клинически значимо повышают риск развития рака молочной железы, яичников и поджелудочной железы. Данные об увеличении рисков развития других злокачественных образований у носителей патогенных вариантов крайне противоречивы.

Обнаружение патогенных герминальных вариантов PALB2 предсказывает ответ на терапию PARP-ингибиторами и препаратами платины при некоторых типах злокачественных образований.

Патогенные варианты в гене PALB2 наследуются по аутосомно-доминантному типу, то есть имеется 50% риска передачи носителем мутации последующим поколениям.

С какой целью выполняют исследование

Тест используется для диагностики BRCA1, BRCA2, ATM, CHEK2, PALB2-ассоциированных онкологических состояний, а также для назначения таргетной терапии PARP-ингибиторами.