Применение экзомного секвенирования для поиска мутаций, ассоциированных с наследственными формами рака молочной железы, в этнических группах Сибири

Наследственный рак молочной железы (нРМЖ) представляет собой гетерогенное онкологическое заболевание, обусловленное мутациями ряда генов, характеризующихся этноспецифичностью. Клиническая гетерогенность данного заболевания существенно осложняет его диагностику. Применение метода высокопроизводительного секвенирования является одним из возможных подходов, позволяющих проводить поиск генов и их вариантов, приводящих к формированию нРМЖ.

Целью исследования явился поиск новых генов и их вариантов, связанных с нРМЖ в этнических группах Сибири, с использованием метода секвенирования экзома.

Материал и методы. В исследование включено 16 пациенток с РМЖ (тувинки, якутки, алтайки). Материалом исследования служила геномная ДНК, выделенная из лейкоцитов периферической крови. Библиотеки были подготовлены с использованием набора BGI Optimal DNA Library Prep. Для гибридизации использовался набор Agilent SureSelect Human All Exon V6. Высокопроизводительное секвенирование было выполнено на платформе DNBSeq-G400. Данные секвенирования экзома были обработаны с использованием DRAGEN Bio-IT v.3.9.5 (Illumina) и выровнены на референсный человеческий геном hg38. Качество данных секвенирования контролировалось с помощью программного обеспечения MultiQC v.1.11.

Результаты. В общей группе пациенток с признаками нРМЖ патогенные варианты были обнаружены в 12,5 % (2/16). Патогенный вариант гена BRCA1 (c.3087_3088del: p.R1029fs, rs80357635) был выявлен у молодой пациентки с метахронным РМЖ (этническая группа якуты). Патогенный вариант гена ATM (rs780619951 NM_000051:exon16:c.C2413T:p.R805X) был выявлен у молодой пациентки с РМЖ (этническая группа тувинцы). Патогенный вариант гена репарации ДНК TDP2 c.G4T: p.E2X, rs770844602 был впервые выявлен у тувинки с метахронным РМЖ и с семейным анамнезом. Вклад гена репарации ДНК TDP2 в патогенез РМЖ еще предстоит изучить. Вариант гена TDG (rs764159587 NM_001363612:exon7:c.536dupA:p. E179fs), обнаруженный в тувинском этносе и влияющий на сплайсинг (SpliceAI: 0.580), требует особого внимания.

Заключение. Впервые описан герминальный вариант в гене BRCA1 (c.3087_3088del: p.R1029fs, rs80357635), связанный с РМЖ, в этнической группе якутов. Необходимы дальнейшие исследования для изучения роли герминальных вариантов генов TDP2, TDG при РМЖ.

1. Grann V.R., Panageas K.S., Whang W., Antman K.H., Neugut A.I. Decision analysis of prophylactic mastectomy and oophorectomy in BRCA1-positive or BRCA2-positive patients. J Clin Oncol. 1998; 16(3): 979–85. doi: 10.1200/JCO.1998.16.3.979.

2. Adam M.P., Feldman J., Mirzaa G.M., Pagon R.A., Wallace S.E., Amemiya A. GeneReviews® [Internet]. Seattle (WA): University of Washington, Seattle, 1993–2024. [cited 2024 Oct 22]. URL: https://www.ncbi. nlm.nih.gov/books/NBK1116/.

3. Rebbeck T.R., Friebel T.M., Friedman E., et al. Mutational spectrum in a worldwide study of 29,700 families with BRCA1 or BRCA2 mutations. Hum Mutat. 2018; 39(5): 593–620. doi: 10.1002/humu.23406.

4. Karami F., Mehdipour P. A comprehensive focus on global spectrum of BRCA1 and BRCA2 mutations in breast cancer. Biomed Res Int. 2013. doi: 10.1155/2013/928562.

5. Shulskaya M.V., Alieva A.K., Vlasov I.N., Zyrin V.V., Fedotova E.Y., Abramycheva N.Y., Usenko T.S., Yakimovsky A.F., Emelyanov A.K., Pchelina S.N., Illarioshkin S.N., Slominsky P.A., Shadrina M.I. Whole-Exome Sequencing in Searching for New Variants Associated With the Development of Parkinson’s Disease. Front Aging Neurosci. 2018; 10: 136. doi: 10.3389/fnagi.2018.00136.

6. Alemar B., Gregório C., Herzog J., Matzenbacher Bittar C., Brinckmann Oliveira Netto C., Artigalas O., Schwartz I.V.D., Coffa J., Alves Camey S., Weitzel J., Ashton-Prolla P. BRCA1 and BRCA2 mutational profle and prevalence in hereditary breast and ovarian cancer (HBOC) probands from Southern Brazil: Are international testing criteria appropriate for this specifc population? PLoS One. 2017; 12(11). doi: 10.1371/journal.pone.0187630. Erratum in: PLoS One. 2018; 13(5). doi: 10.1371/journal.pone.0197529.

7. Santonocito C., Rizza R., Paris I., Marchis L., Paolillo C., Tiberi G., Scambia G., Capoluongo E. Spectrum of Germline BRCA1 and BRCA2 Variants Identifed in 2351 Ovarian and Breast Cancer Patients Referring to a Reference Cancer Hospital of Rome. Cancers. 2020 12(5): 1286. doi: 10.3390/cancers12051286.

8. Singh J., Thota N., Singh S., Padhi S., Mohan P., Deshwal S., Sur S., Ghosh M., Agarwal A., Sarin R., Ahmed R., Almel S., Chakraborti B., Raina V., DadiReddy P.K., Smruti B.K., Rajappa S., Dodagoudar C., Aggarwal S., Singhal M., Joshi A., Kumar R., Kumar A., Mishra D.K., Arora N., Karaba A., Sankaran S., Katragadda S., Ghosh A., Veeramachaneni V., Hariharan R., Mannan A.U. Screening of over 1000 Indian patients with breast and/or ovarian cancer with a multi-gene panel: prevalence of BRCA1/2 and non-BRCA mutations. Breast Cancer Res Treat. 2018; 170(1): 189–96. doi: 10.1007/s10549-018-4726-x.

9. Santonocito C., Rizza R., Paris I., Marchis L., Paolillo C., Tiberi G., Scambia G., Capoluongo E. Spectrum of Germline BRCA1 and BRCA2 Variants Identifed in 2351 Ovarian and Breast Cancer Patients Referring to a Reference Cancer Hospital of Rome. Cancers (Basel). 2020; 12(5): 1286. doi: 10.3390/cancers12051286.

10. Fanale D., Incorvaia L., Filorizzo C., Bono M., Fiorino A., Calò V., Brando C., Corsini L.R., Barraco N., Badalamenti G., Russo A., Bazan V. Detection of Germline Mutations in a Cohort of 139 Patients with Bilateral Breast Cancer by Multi-Gene Panel Testing: Impact of Pathogenic Variants in Other Genes beyond BRCA1/2. Cancers (Basel). 2020; 12(9): 2415. doi: 10.3390/cancers12092415.

11. Møller P., Heimdal K., Apold J., Fredriksen A., Borg A., Hovig E., Hagen A., Hagen B., Pedersen J.C., Maehle L.; Norwegian Inherited Breast Cancer Group; Norwegian Inherited Ovarian Cancer Group. Genetic epidemiology of BRCA1 mutations in Norway. Eur J Cancer. 2001; 37(18): 2428–34. doi: 10.1016/s0959-8049(01)00299-4.

12. Papi L., Palli D., Masi L., Putignano A.L., Congregati C., Zanna I., Marini F., Giusti F., Luzi E., Tonelli F., Genuardi M., Brandi M.L., Falchetti A. Germline mutations in MEN1 and BRCA1 genes in a woman with familial multiple endocrine neoplasia type 1 and inherited breast-ovarian cancer syndromes: a case report. Cancer Genet Cytogenet. 2009; 195(1): 75–79. doi: 10.1016/j.cancergencyto.2009.06.019.

13. Lammi L., Arte S., Somer M., Jarvinen H., Lahermo P., Thesleff I., Pirinen S., Nieminen P. Mutations in AXIN2 cause familial tooth agenesis and predispose to colorectal cancer. Am J Hum Genet. 2004; 74(5): 1043–50. doi: 10.1086/386293.

14. Roht L., Hyldebrandt H.K., Stormorken A.T., Nordgarden H., Sijmons R.H., Bos D.K., Riegert-Johnson D., Mantia-Macklin S., Ilves P., Muru K., Wojcik M.H., Kahre T., Õunap K. AXIN2-related oligodontiacolorectal cancer syndrome with cleft palate as a possible new feature. Mol Genet Genomic Med. 2023; 11(6). doi: 10.1002/mgg3.2157.

15. Rentzsch P., Witten D., Cooper G.M., Shendure J., Kircher M. CADD: predicting the deleteriousness of variants throughout the human genome. Nucleic Acids Res. 2019; 47(1): 886–94. doi: 10.1093/nar/gky1016.

16. Maksimova N., Hara K., Miyashia A., Nikolaeva I., Shiga A., Nogovicina A., Sukhomyasova A., Argunov V., Shvedova A., Ikeuchi T., Nishizawa M., Kuwano R., Onodera O. Clinical, molecular and histopathological features of short stature syndrome with novel CUL7 mutation in Yakuts: new population isolate in Asia. J Med Genet. 2007; 44(12): 772–8. doi: 10.1136/jmg.2007.051979.

17. Gervas P., Molokov A., Zarubin A., Topolnitskiy E., Shefer N., Pisareva L., Choynzonov E., Cherdyntseva N. Germline variants associated with breast cancer in Khakass women of North Asia. Molecular Biology Reports. 2023; 50(3): 2335–41. doi: 10.1007/s11033-022-08215-1.

18. Koliadenko V., Wilanowski T. Additional functions of selected proteins involved in DNA repair. Free Rad Biol Med. 2020; 146: 1–15. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2019.10.010.

19. Zagnoli-Vieira G., Bruni F., Thompson K., He L., Walker S., de Brouwer A.P.M., Taylor R.W., Niyazov D., Caldecott K.W. Confrming TDP2 mutation in spinocerebellar ataxia autosomal recessive 23 (SCAR23). Neurol Genet. 2018; 4(4). doi: 10.1212/NXG.0000000000000262. Erratum in: Neurol Genet. 2018; 4(5). doi: 10.1212/NXG.0000000000000277. Taylor, Robert [corrected to Taylor, Robert W].

20. Zheng Y., She Y., Su Z., Huang K., Chen S., Zhou L. A novel pathogenic variant in TDP2 causes spinocerebellar ataxia autosomal recessive 23 accompanied by pituitary tumor and hyperhidrosis: a case report. Neurol Sci. 2024; 45(6): 2881–85. doi: 10.1007/s10072-024-07397-9.

21. Zagnoli-Vieira G., Brazina J., van Den Bogaert K., Huybrechts W., Molenaers G., Caldecott K.W., van Esch H. Inactivating TDP2 missense mutation in siblings with congenital abnormalities reminiscent of fanconi anemia. Hum Genet. 2023; 142(9): 1417–27. doi: 10.1007/s00439-023- 02589-3.

22. Кунсбаева Г.Б., Гилязова И.Р., Климентова Е.А., Измайлов A.А., Сафиуллин Р.И., Хасанов Э.Х., Мустафин А.Т., Папоян А.О., Султанов И.М., Иткулов А.Ф., Павлов В.Н., Хуснутдинова Э.К. Поиск мутаций в гене синдрома блума (BLM) у больных раком предстательной железы. Медицинский вестник Башкортостана. 2015; 10(3): 216–19.

23. Prokofyeva D., Bogdanova N., Dubrowinskaja N., Bermisheva M., Takhirova Z., Antonenkova N., Turmanov N., Datsyuk I., Gantsev S., Christiansen H., Park-Simon T.W., Hillemanns P., Khusnutdinova E., Dörk T. Nonsense mutation p.Q548X in BLM, the gene mutated in Bloom’s syndrome, is associated with breast cancer in Slavic populations. Breast Cancer Res Treat. 2013; 137(2): 533–9. doi: 10.1007/s10549-012-2357-1.

24. Matsionis A.E., Petrov A.V., Gorelik M.Z., Zavalishina L.E. [Numerical impairments in genes in breast cancer: a multiplex ligationdependent probe amplifcation study]. Arkh Patol. 2014; 76(4): 15–17. Russian.