NEJM | 兒科癌癥中的易感胚系變異

生物_醫(yī)藥_科研 2019-09-07

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關于癌癥易感胚系突變很經(jīng)典的一篇文章：2015年發(fā)表在新英格蘭醫(yī)學雜志上，研究兒科癌癥易感胚系變異，為研究癌癥發(fā)生發(fā)展、病患及其家庭的護理、遺傳咨詢等提供基礎和依據(jù)。

DOI:10.1056/NEJMoa1508054

來自美國St.Jude-華盛頓大學兒科癌癥基因組項目PCGP的1120例年齡小于20歲的癌種患者（年齡中位數(shù)6.9歲，8天~19.7歲）。

其中595例WGS，456例WES，69例WGS和WES測序數(shù)據(jù)；以及部分患者的用于驗證的RNA-seq數(shù)據(jù)。

其癌種分布見圖1。相比于癌癥監(jiān)測、流行病及其最后結局(SEER)規(guī)劃中的癌種分布來說，該研究隊列中的白血病和腎上腺皮質瘤患者比例比較大。

另外兩個非癌對照隊列：1000 Genome中的966例WES數(shù)據(jù)；自閉癥研究人群（其中515例患自閉癥，208例為自閉癥患者controls；年齡中位數(shù)6歲，1~37）的基因型數(shù)據(jù)。

篩選565個癌癥易感基因并進行分析。這565個基因可分為5部分，見下圖。

第一部分為與常染色顯性癌癥易感綜合征相關的60個基因（49個常見基因和另外11個與RAS?。?/span>RASopathies）如Noonan 綜合征相關的基因）。第二部分為與常染色體隱性癌癥易感綜合征相關的29個基因。另外476個基因可分為3類，一類為腫瘤抑制基因（58個），一類為酪氨酸激酶相關基因（23個），以及其他癌癥相關基因395個。

565個基因的編碼外顯子區(qū)10X覆蓋度超95%，20X覆蓋度超85%，鑒定胚系SNVs、InDels、 mosaicism、拷貝數(shù)變異、結構變異。

保留非沉默編碼區(qū)低頻變異，并參考已有數(shù)據(jù)庫、軟件功能預測、最新ACMG指南、文獻資料等進行變異評估和分類。見下圖。

并使用以上相同的方法對1000Genome中的966例非癌獨立樣本數(shù)據(jù)進行分析，也使用類似的方法對非癌自閉癥研究人群的基因型數(shù)據(jù)進行分析。

主要結果

1. 胚系易感致病/可能致病突變在基因中的分布

PCGP隊列中，60個與常染色體顯性癌癥易感綜合征相關的基因中檢測到633個non-silent胚系變異，其中78（12%）pathogenic，17（3%）probably pathogenic，226（36%）uncertain significance，273（43%）probably benign，39（6%）benign。

95個致病或可能致病突變包括54個錯義突變、14個無義突變、12個移碼突變、9個剪接位點突變、1個框內(nèi)缺失、5個拷貝數(shù)變異。

這95個變異分布于94個患者（8.4%）21個基因中，見圖3A。最常見的易感胚系變異位于TP53（50例患者中）、APC（6例）、BRCA2（6例）、NF1（4例）、PMS2（4例）、RB1（3例）、RUNX1（3例）上。1 例患有咖啡斑和高分期膠質瘤患者（患者 HGG111）中檢測到 2 個不同的 PMS2截斷突變。最常見的與胚系 TP53突變相關的癌癥類型包括腎上腺皮質腫瘤（27/39 例）、亞二倍體急性淋巴細胞白血病（ 9 /47例）和脈絡叢癌（1/4 例），這些發(fā)現(xiàn)與以前的報道一致。所有發(fā)生TP53突變的37例患者均發(fā)生TP53雜合性缺失。

4 個胚系突變?yōu)榍逗贤蛔儭?/span> 1 例視網(wǎng)膜母細胞瘤患者發(fā)生RB1嵌合突變，3 例亞二倍體急性淋巴細胞白血病患者發(fā)生TP53嵌合突變。超 2000 X的深度測序驗證了每個患者的胚系和腫瘤樣本內(nèi)的突變等位基因比例。見圖4。

圖3. 易感胚系變異在基因和癌種中的分布

1000 Genome未患癌對照人群中，60個常染色顯性癌癥易感基因上檢測到11個致病或可能致病突變，分布在11例患者（1.1%）中：APC（1例）、BRCA1（1例）、BRCA2（4例）、MSH6（1例）、SDHA（1例）、SDHB（1例）、TP53（2例）。人群突變頻率顯著低于PCGP隊列的人群突變頻率（P=5.9x10^-16）。

自閉癥研究人群中，0.6%發(fā)生常染色體顯性癌癥易感基因突變，也顯著低于PCGP隊列的人群突變頻率（P=7.4x10^-16）。

即使排除PCGP隊列中患者比例大的兩種亞型（亞二倍體急性淋巴細胞白血病和腎上腺皮質腫瘤），PCPG隊列中胚系突變患者比例5.6% 仍顯著高于兩個對照組隊列的（both P <10-7）。

對于29個與常染色體隱形癌癥易感綜合征相關的基因來說，僅在一例患者（HGG027）中檢測到ATM雙等位基因致病性胚系突變，該患者患有共濟失調毛細血管擴張癥。另外 38 例患者 (3.4%) 在29個基因中存在致病或可能致病的雜合突變。

綜上，一共在95/1120（8.5%）例患者中檢測到致病/可能致病胚系突變。同一基因單位點胚系突變的93例患者中，61/93（66%）腫瘤細胞中發(fā)生二次打擊事件。

2. 胚系易感胚系致病/可能致病突變在癌種中的分布

非中樞神經(jīng)系統(tǒng)即non-CNS腫瘤發(fā)生致病/可能致病突變患者比較多，為16.7%（48/287），其次為CNS腫瘤8.6%（21/287；主要包括脈絡叢癌（1/4 例患者）、髓母細胞瘤（5/37 例）、高分期膠質瘤（9/99 例）、低分期膠質瘤（3/38 例）、室管膜瘤（4/67 例））和白血病4.4%（26/588），見圖3b。

3. 基因型與表型的相關性分析

已知相關性包括 TP53突變與 Li-Fraumeni 綜合征相關癌癥（如橫紋肌肉瘤、骨肉瘤、腎上腺皮質腫瘤、CNS 腫瘤和白血?。┑南嚓P性；NF1突變與 CNS 腫瘤的相關性；RB1突變與視網(wǎng)膜母細胞瘤和骨肉瘤的相關性；ALK突變與神經(jīng)母細胞瘤的相關性（圖3A)。

新的關聯(lián)包括生殖系 TP53、PMS2和 RET突變與尤文氏肉瘤的關聯(lián)；APC和 SDHB突變與神經(jīng)母細胞瘤的關聯(lián)；以及多種突變（APC、VHL、CDH1、PTCH1、 SDHA）與白血病的關聯(lián)。

有 8 名患兒（白血病、CNS 腫瘤、神經(jīng)母細胞瘤、骨肉瘤和橫紋肌肉瘤）發(fā)生了成人癌癥易感基因 BRCA1、BRCA2和 PALB2胚系突變。

4. 病史和家族史

75/95例患者有可用病史信息，僅有 12/75 名患者接受過臨床NGS基因檢測，2/12 例患者的易感基因突變未被檢測到（腎上腺皮質腫瘤患者 ACT001的 TP53 p.I332F，視網(wǎng)膜母細胞瘤患者 RB002的RB1 p.R445*嵌合突變）。

58/75例患者的病例信息中包含家族史信息，23/58提示有癌癥家族史，僅13/23有與潛在遺傳綜合征一致的病史（8例 TP53突變患者（Li-Fraumeni 綜合征），2 例 APC突變患者（家族性腺瘤性息肉?。?，2 例 BRCA2突變患者（遺傳性乳腺癌和卵巢癌）和 1 例 PMS2突變（Lynch 綜合征））。