【文献解析】BRCA1和BRCA2种系双重杂合携带者双侧乳腺癌中二次打击事件独立发生

1. 领域背景与文献

文献英文标题:Two-hit events occurred independently in bilateral breast cancers in a germline double heterozygous carrier for BRCA1 and BRCA2;

发表期刊:文献未明确提及;影响因子:未公开;研究领域:遗传性乳腺癌卵巢癌综合征(HBOC)、肿瘤发生机制、BRCA基因功能研究

遗传性乳腺癌卵巢癌综合征是由BRCA1或BRCA2种系致病性变异引起的常染色体显性癌症易感综合征,70岁时BRCA1致病性变异携带者的乳腺癌累积风险为64.6%,BRCA2携带者为61.0%。日本自2020年起将致病性变异携带者的风险降低手术和磁共振成像监测纳入公共医疗保险,当年基因检测量较前一年翻倍。2020年日本全国登记数据显示,7043例符合HBOC基因检测筛查标准的病例中,BRCA1致病性变异占10.2%,BRCA2占9.1%,而BRCA1和BRCA2种系双重杂合仅占0.5%(7例),属于极为罕见的情况。当前领域尚未针对种系双重杂合携带者的双侧乳腺癌开展肿瘤抑制基因二次打击状态的研究,无法解释这类携带者双侧乳腺癌的独立发生模式,本研究旨在通过分析癌相关基因的体细胞突变,解析该类患者双侧原发性乳腺癌的发生机制,填补这一研究空白。

2. 文献综述解析

作者按遗传性乳腺癌卵巢癌综合征的基因变异类型(单致病性变异、种系双重杂合)分类梳理现有研究,明确现有研究的局限与本研究的创新价值。

现有研究方面,已充分明确BRCA1或BRCA2单致病性变异与HBOC的关联,建立了成熟的临床管理方案,包括风险降低手术和定期监测;日本的全国登记数据进一步明确了种系双重杂合的极低发生率,但针对该类携带者乳腺癌的肿瘤抑制基因二次打击机制研究完全空白,此前无相关报道。现有研究的局限性在于仅聚焦单致病性变异携带者的肿瘤发生机制,未涉及种系双重杂合这种罕见情况,无法解释该类携带者双侧乳腺癌的独立发生模式,也无法为其临床管理提供分子依据。本研究的创新点在于首次对BRCA1和BRCA2种系双重杂合携带者的双侧乳腺癌进行体细胞突变分析,检测范围涵盖BRCA1、BRCA2及其他61个癌相关基因,明确双侧乳腺癌存在独立的二次打击事件,填补了种系双重杂合携带者肿瘤发生机制的研究空白,为该类罕见病例的临床管理提供了新的分子视角。

3. 研究思路总结与详细解析

本研究的整体研究目标是解析BRCA1和BRCA2种系双重杂合携带者双侧乳腺癌的独立发生机制,核心科学问题是双侧乳腺癌的二次打击事件是否存在差异,技术路线遵循“种系变异致病性验证→体细胞突变分析→双侧肿瘤机制对比→结论”的闭环逻辑,先通过逆转录聚合酶链反应验证BRCA1种系变异的致病性,再通过靶向panel测序分析双侧乳腺癌的体细胞突变,最后对比差异明确双侧肿瘤的独立二次打击事件。

3.1 种系BRCA1变异致病性验证

本环节的实验目的是确认先证者携带的BRCA1 c.5193+2dup变异的致病性,该变异最初被Myriad公司判定为可能致病性,需进一步验证。方法细节为从先证者外周血培养T细胞提取总RNA,其中部分T细胞经10μg/mL嘌呤霉素处理5小时以抑制无义介导的mRNA降解,采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)扩增BRCA1外显子18至21区域,使用1.5%琼脂糖凝胶电泳分离扩增产物,随后通过Sanger测序验证异常产物的序列特征。结果解读显示,琼脂糖凝胶电泳出现野生型条带(M)之外的异常条带(L和H),Sanger测序证实L产物为外显子19完全跳读,导致BRCA1蛋白C端的BRCT结构域缺失146个氨基酸,产生提前终止密码子,根据ACMG/AMP指南将该变异重新分类为致病性变异(PVS1、PS3、PM2、PM4)。

实验所用关键产品:NucleoSpin RNA plus试剂盒(Macherey–Nagel GmbH)、ReverTra Ace酶(Toyobo Inc.)、AmpliTaq Gold™ 360 Master Mix(Thermo Fisher)、BigDyeTerminator 3.1(Thermo Fisher)、SeqStudio测序仪(Thermo Fisher)。

3.2 双侧乳腺癌体细胞突变分析

本环节的实验目的是明确双侧乳腺癌中肿瘤抑制基因的二次打击事件差异,解析双侧肿瘤的独立发生机制。方法细节为采用Leica LMD 7000激光显微切割系统从福尔马林固定石蜡包埋的双侧乳腺癌标本中收集癌组织,使用FormaPure XL DNA试剂盒提取DNA,提取的DNA经尿嘧啶-DNA糖基化酶处理以减少序列伪影,随后使用定制的AmpliSeq panel靶向61个癌相关基因(包括BRCA1和BRCA2)构建文库,通过Ion GeneStudio S5 Plus测序仪进行测序,测序数据经Ion Reporter服务器分析,最后通过Integrative Genomics Viewer可视化验证变异结果。结果解读显示,右侧乳腺癌中BRCA1种系变异位点出现杂合性缺失(LOH),野生型等位基因完全丢失,而BRCA2种系变异的等位基因完全丢失,野生型等位基因保留,提示右侧乳腺癌的二次打击发生在BRCA1;左侧乳腺癌中BRCA1仍为杂合状态,BRCA2出现体细胞无义突变(c.7878G>A/p.Trp2626,变异等位基因频率为15%,文献未明确提供样本量,基于图表趋势推测),同时APC基因出现体细胞无义突变(c.6610C>T/p.Arg2204,变异等位基因频率为79%,文献未明确提供样本量,基于图表趋势推测),提示左侧乳腺癌的二次打击发生在BRCA2和APC,进一步证明双侧乳腺癌的发生机制完全独立。


实验所用关键产品:Leica LMD 7000激光显微切割系统(Leica Microsystems GmbH)、FormaPure XL DNA试剂盒(Beckman Coulter Inc)、尿嘧啶-DNA糖基化酶(Toyobo)、AmpliSeq Custom panel(Thermo Fisher Scientific)、Ion GeneStudio S5 Plus测序仪(Thermo Fisher Scientific)、Ion Reporter服务器5.10(Thermo Fisher Scientific)、Integrative Genomics Viewer(Broad Institute)。

3.3 家系携带者诊断

本环节的实验目的是明确先证者未患病子女的BRCA基因变异携带状态,为家系的临床管理提供依据。方法细节为在注册临床实验室对先证者的儿子和女儿进行两种单一位点基因检测。结果解读显示,儿子仅携带BRCA2种系变异,女儿同时携带BRCA1和BRCA2种系变异,这一结果为家系成员的风险评估和监测提供了分子依据。

文献未提及具体实验产品,领域常规使用Sanger测序或靶向panel测序类试剂/仪器。

4. Biomarker研究及发现成果解析

本研究涉及的生物标志物包括BRCA1/2的种系致病性变异、BRCA2体细胞突变及APC体细胞突变,筛选与验证逻辑遵循“种系基因检测初筛→分子实验验证致病性→体细胞突变分析确认二次打击”的完整链条,明确了双侧乳腺癌的独立驱动机制。

Biomarker定位方面,BRCA1 c.5193+2dup和BRCA2 c.6952C>T为种系致病性变异,BRCA2 c.7878G>A和APC c.6610C>T为体细胞突变;筛选逻辑是先通过BRACAnalysis®种系基因检测初筛变异,再通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)验证BRCA1变异的致病性,最后通过靶向panel测序验证双侧肿瘤的体细胞突变。研究过程详述显示,种系变异的来源为先证者外周血,验证方法为逆转录聚合酶链反应结合Sanger测序,证实BRCA1变异导致外显子19完全跳读,产生功能缺失的蛋白;体细胞突变的来源为双侧乳腺癌福尔马林固定石蜡包埋标本,验证方法为靶向panel测序结合Sanger测序,其中BRCA2体细胞突变的变异等位基因频率为15%(文献未明确提供样本量,基于图表趋势推测),APC体细胞突变的变异等位基因频率为79%(文献未明确提供样本量,基于图表趋势推测),提示APC野生型等位基因主要缺失。核心成果提炼为首次发现BRCA1和BRCA2种系双重杂合携带者的双侧乳腺癌存在独立的二次打击事件,右侧乳腺癌由BRCA1杂合性缺失驱动,左侧乳腺癌由BRCA2体细胞突变及APC体细胞突变共同驱动,证明该类携带者双侧乳腺癌的发生机制具有显著异质性;该发现填补了种系双重杂合携带者肿瘤发生机制的研究空白,为该类罕见病例的临床管理提供了分子依据,提示需针对双侧肿瘤分别进行分子检测以指导个性化治疗。文献未明确提供样本量的统计学显著性数据,基于图表趋势推测各变异的检测结果具有明确的分子特征。

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