多基因检测助力高危遗传性结直肠癌综合征患者额外检出24.7%的胚系突变

2022-02-15 求臻医学企宣

臻知识·专家访谈 | 第14期

求臻医学

单纯根据遗传性结直肠癌(CRC)的临床特征进行胚系基因检测在临床实践中存在一定局限性。求臻医学特邀重庆医科大学附属第一医院胃肠外科魏锦来教授,结合近期发表在DISEASES OF THE COLON & RECTUM杂志上的关于遗传性结直肠癌患者多基因检测的回顾性研究文章进行解读。

魏锦来教授:结直肠癌(CRC)是全球第三大常见恶性肿瘤,约5-6%的CRC患者与遗传性结直肠癌综合征相关。遗传性结直肠癌综合征的诊断主要依赖于详细的家族史、临床特征以及内镜检查结果,主要包括Lynch 综合征、家族性腺瘤性息肉病( FAP) 和黑斑息肉病(P-J 综合征) 。Lynch 综合征涉及MMR基因(MLH1、MSH2、MSH6 和 PMS2)和EPCAM基因胚系突变。FAP涉及APC、MUTYH基因胚系突变,P-J综合征涉及STK11基因胚系突变。除了这些指南明确的基因外,多基因检测对于遗传性结直肠癌综合征的筛查及诊断的意义值得探索。

近期在《DISEASES OF THE COLON & RECTUM》杂志上发表了一篇遗传性结直肠癌患者多基因检测的回顾性研究文章。研究共纳入381例高危遗传性CRC综合征患者,其中192例(50.4%)为男性,中位年龄为47.6岁。83例患者进行35基因panel检测,其余298例患者进行了60基因panel检测,重点评估了患者胚系突变检出情况和临床特征的相关性。

381例入组患者中有190例(49.9%)患者检出致病或可能致病的胚系突变。如果仅根据临床特征对相关遗传性CRC综合征的几个易感基因进行胚系突变检测,则有47/190例(24.7%)患者将被漏检。这190例胚系突变携带者中有89例检出息肉病遗传性结直肠癌相关基因胚系突变,89例检出非息肉病遗传性结直肠癌相关基因胚系突变,其余12例存在其他遗传性癌症综合征相关基因胚系突变。此外还有163例患者仅检出无意义变异体。

研究还发现胚系突变患者较无胚系突变患者更易出现CRC家族史(52.6% vs 31.9%),且更易出现其他部位的原发恶性肿瘤(51.1% vs 32.5%)。在256例高危遗传性CRC综合征患者中,胚系突变患者更易出现双侧CRC肿瘤(20.0% vs 4.0%)。

总之,本研究提示多基因的广泛检测能够检出更多胚系致病/可能致病突变,对于临床特征不明确的患者,可考虑应用包括多基因检测在内的综合诊断手段来确诊遗传性结直肠癌综合征。



摘要

单纯根据遗传性结直肠癌(CRC)的临床特征进行胚系基因检测在临床实践中存在一定局限性。本研究旨在对遗传性CRC综合征的多基因检测结果进行横断面分析。研究共纳入381例高危遗传性CRC患者,190例(49.9%)患者检出致病或可能致病的胚系突变。如仅根据患者临床特征对相关遗传性CRC综合征的1到2个主要易感基因进行胚系突变检测,则24.7%(47/190)的患者会存在漏检,其中12.1%是因为技术差异性,4.2%是因为基因型不常见,3.7%是因为表型不清晰,4.7%是因为基因型和表型不一致。这提示多基因的广泛检测可以比单纯依据表型进行的检测检出更多基因突变,尤其适用于不明确的表型或基因型-表型不一致的患者。此外,不同表型背后的遗传机制可能有助于理解遗传功能和疾病外显率,未来或可用于对高危遗传性CRC综合征个体的预防性干预。


研究背景

结直肠癌(CRC)是全球第三大常见恶性肿瘤。约5-6%的CRC患者可能与遗传性 CRC 综合征相关。遗传性 CRC 综合征通常由家族性 CRC及其他以独特方式遗传的伴随疾病组成。因此,遗传性 CRC 综合征的诊断主要依赖于详细的家族史、临床特征以及内镜检查结果。遗传性 CRC 综合征的遗传评估主要依赖于是否存在结直肠息肉病。可分为息肉病性遗传性 CRC 综合征或非息肉病性遗传性CRC。对于非息肉病性 CRC 表型的患者,主要与错配修复(MMR)基因缺陷相关。对于息肉病性 CRC 表型的患者,可根据病理特征进行相应基因检测。然而,在实践中很难对所有患者的临床表型进行单独评估。

鉴于目前遗传性 CRC 综合征有很多基因检测组合,假阴性结果或基因型-临床表型不一致的情况时有发生。本研究意在探索多基因检测对于遗传性 CRC 综合征的诊断价值。


研究方法

本研究回顾性分析2014 年 3 月至 2019 年 12 月间在韩国两家医疗中心进行高危遗传性 CRC 综合征筛查的患者的胚系突变基因检测结果和临床特征。胚系突变基因通过患者外周血白细胞中提取的基因组DNA进行检测,检测范围包括与遗传性 CRC 相关基因的所有编码区以及外显子和内含子的边界区域,检测的突变类型包括单碱基变异,插入缺失和拷贝数变异。息肉病性遗传综合征的检测基因包含 APC、PTEN、 SKT11、 BMPR1A、 SMAD4、MUTYH、 POLE和 POLD1,非息肉病性遗传综合征的检测基因包含 MLH1、 MSH2、MSH6、PMS2和EPCAM 。


研究结果

患者基线特征

研究共纳入381例高危遗传性CRC综合征患者,其中192例(50.4%)为男性,中位年龄为47.6岁。190例(49.9%)患者检出致病或可能致病的胚系突变。胚系突变患者较无胚系突变患者更易出现CRC家族史(52.6% vs 31.9%,p < 0.0001),且更易出现其他部位的原发恶性肿瘤(51.1% vs 32.5%,p < 0.0001)。在256例高危遗传性CRC综合征患者中,胚系突变患者更易出现双侧CRC肿瘤(20.0% vs 4.0%,p < 0.0001)。详见表2。


表1. 与遗传性CRC综合征中遗传突变相关的临床疑似特征。

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表2. 基于胚系突变检测结果的患者基线特征。

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胚系突变检测结果

在 190例胚系突变携带者中,89例检出息肉病遗传性CRC相关基因(APC、PTEN、STK11、BMPR1A、POLE、POLD1)的胚系突变,89例检出非息肉病遗传性CRC相关基因(MLH1、MSH2、MSH6、PMS2)的胚系突变,其余12例存在其他遗传性癌症综合征相关基因(ATM、BRCA1、BRCA2、BRIP1、MLH3、NBN、PMS1、PTCH1、TP53、MUTYH)的胚系突变(图1)。除胚系突变患者外,163例患者仅检出无意义变异体(VUS)(图 2)。

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图1. 高危遗传性CRC患者中致病性/可能致病性变异体的检出率。


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图2. 应用 NGS 多基因检测的比例,以及单基因直接测序或NGS多基因检测识别突变的概率。


临床疑似遗传性CRC综合征患者的突变谱

339名患者根据临床特征将其分为4组,家族性腺瘤性息肉病(FAP)、衰减型家族性腺瘤性息肉病(aFAP)、错构瘤性息肉病综合征(HPS)和遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC)。在173例患者中检出基因突变。83例疑似FAP患者中,83.1%检出APC突变,1.2%存在MUTYH单等位基因突变。34例疑似aFAP患者中,20.7%检出APC突变,2.9%检出POLE突变。15例疑似HPS患者中,20%检出PTEN突变,26.7%检出STK11突变,6.7%检出BMPR1A突变。207例有林奇综合征相关的患者中,19.8%检出MLH1突变,19.3%检出MSH2突变,2.4%检出MSH6突变,1.0%检出PMS2突变(表3)。


表3. 与临床疑似遗传性CRC综合征相关的高危遗传性CRC患者的癌症易感基因突变谱。

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多基因检测与临床疑似基因突变的不一致性

如果本研究仅根据临床特征对相关遗传性CRC综合征的几个易感基因进行胚系突变检测,则47/190例(24.7%)基因突变患者将被漏检(图2)。可能原因为NGS通量高,检测范围广,对于遗传性CRC综合征相关的低频突变基因也有较好的检出率、有些患者无法通过表型去判断与哪种遗传性CRC综合征相关,有些患者携带并非与其表型相关的胚系致病性突变,针对于这部分患者,通过NGS的多基因筛查即可检出。表4中列出本研究中基因型-表型不一致的病例。


表4. 与临床疑似CRC综合征不一致的致病/可能致病变异型患者的临床特征。

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讨论

本研究中,研究者根据临床特征对疑似遗传性 CRC 综合征患者的血液样本进行多基因Panel的广泛筛查,并对基因型-表型不一致的病例进行讨论,尤其侧重于仅根据患者的表型检测几种胚系基因突变而出现漏检的病例。

在本研究中,某些病例的基因型与表型之间并无明确相关性。有一些患者没有遗传性CRC综合征相关的临床特征,却检出POLD1、PTEN、BMPR1A和 MSH6的胚系突变。相反,有些患者仅根据表型,检测基于患者临床特征怀疑的1到2个主要基因,则可能漏检24.7%的患者(图2)。出现这种现象可能有如下四个原因。

首先,NGS 在鉴定大量外显子缺失和体细胞嵌合体突变方面具有广泛的技术优势。第二,多基因检测识别临床相关且发生率较低的遗传突变方面敏感性较高,这也是近年来多基因NGS Panel检测能够被纳入指南的原因。第三,并无特定表型来明确某种遗传性CRC综合征。第四,9例突变患者出现基因型-表型不一致。因此,对于临床特征不明确的患者,可考虑应用包括多基因检测在内的综合诊断手段来确诊遗传性CRC综合征。

遗传性 CRC 综合征的传统诊断方法依赖于表型驱动的基因检测,也有很多诊断标准,灵敏度和特异性不一。比如,在林奇综合征中有研究表明对于所有先证者进行普遍的胚系检测可能比依据临床标准策略或肿瘤检测策略更具成本效益,因为其敏感性高于传统检测策略。多基因Panel的普筛可能会为那些基因型和表型无直接相关性,或是没有足够临床特征信息的基因型提供更多遗传信息。


参考文献:

Application of Multigene Panel Testing In Patients With High Risk for Hereditary Colorectal Cancer: A Descriptive Report Focused On Genotype-Phenotype Correlation. Diseases of the Colon & Rectum. 2021 Dec 9.