Ген рака молочной железы

Рак груди является самым частым онкологическим заболеванием, диагностируемым среди женщин. Рак яичников является основной причиной смертельных исходов по причине бессимптомного течения заболевания на ранних стадиях. В результате этого до 80% его случаев обнаруживается на последних стадиях болезни, когда эффективность лечения крайне низка.

Поэтому важное значение приобретает возможность ранней диагностики рака груди и яичников еще на начальных этапах. Известно, что мутации в генах BRCA 1 и 2 являются причиной приблизительно 30-40% семейных (наследственных) случаев рака молочной железы и более 90% – рака яичников.

Одним из эффективных способов, способствующих ранней диагностике этих заболеваний, является генетический анализ на предрасположенность к мутации гена рака молочной железы и яичников – BRCA1 и BRCA2. Он позволяет подтвердить наличие наследственной предрасположенности, что позволяет принять меры для своевременной его профилактики и/или ранней диагностики на начальном этапе развития.

Среди онкологических заболеваний, наиболее часто встречающихся именно у женщин, вперед вырывается рак молочной железы. Статистика говорит о том, что одна из девяти женщин страдает данным заболеванием, и возраст значения не имеет. К тому же 10% случаев данного типа онкологии являются генетическими, то есть передающимися внутри семьи. За такую закономерность отвечает определенный ген, и если он передается потомству носителя, существенно возрастает риск развития онкологических заболеваний молочных желез или яичников. С возрастом опасность заболеть возрастает до 90%. То есть 10% женского населения планеты имеет крайне высокий риск развитие рака молочной железы. Всего в России по меньшей мере 6 человек из 1000 являются носителями каких-либо мутаций. Если же брать больных раком молочной железы, на 1000 человек приходится 30 носителей соответствующей мутации, и 150 человек на 1000 среди больных раком яичников. Узнать о том, носите ли вы в себе мутировавший ген, нельзя без специальных исследований, ведь мутация не влияет на жизнь человека до того момента, пока не вызывает болезнь.

Молекулярно-генетический анализ достаточно сделать всего один раз, ведь с течением времени человеческий генотип не меняется. Если результат обследования окажется положительным, рекомендовано пройти данный анализ всем кровным родственникам, которые автоматически попадают в группу риска.

У носителя мутации есть шанс прожить благополучно всю свою жизнь без развития заболеваний, но все же риск слишком велик, а потому нужно тщательно следить за здоровьем, чтобы обнаружить болезнь на самых ранних стадиях. Если удается диагностировать онкологию вскоре после ее возникновения, существует большая вероятность провести нужное лечение или осуществить требуемое хирургическое вмешательство и в 95% случаев пациент сможет вести полноценную жизнь без последствий для здоровья в дальнейшем.

Сергей Михайлович Портной “Исследование BRCA1 и BRCA2”

Нужно ли вам пройти обследование на наличие мутировавшего гена?

Анализ показан следующим больным, страдающим от онкологии молочной железы или яичников:

1. в чьих семьях есть другие люди, страдавшие онкологическими заболеваниями,
2. в случае развития заболевания до достижения 45 лет,
3. при билатеральной форме рака молочной железы.

Особенно данные рекомендации актуальны в России, где мутации встречаются часто. К тому же анализ поможет в более точном назначении лечения онкологических заболеваний и поможет родственникам узнать, есть ли у них аналогичная наследственность. У здоровых людей мутации тоже находятся достаточно часто, потому, в целом, анализ рекомендован всем.

Для исследования берут 0,5-1 мл крови пациента, с использованием пробирки с ЭДТА. Такую пробу можно хранить при температуре -20 градусов достаточно долго до непосредственно анализа. Помимо этого, берется образец буккального эпителия.

Существует около полутора десятков генов, мутации которых приводят к существенному повышению риска развития рака молочной железы. Профилактическая двусторонняя мастэктомия (удаление молочных желёз) надёжно защищает от развития болезни. Естественно, что, если болезнь не развилась, не требуются те мероприятия, которые используются при её лечении: удаление подмышечных лимфатических узлов, химиотерапия, лучевая терапия, гормонотерапия. Операция может выполняться с одномоментной реконструкцией молочных желёз или без реконструкции. При выполнении реконструкции возможно дополнительное изменение размеров и формы молочных желёз.

Женщинам, являющимся носителями мутации гена, ответственного за развитие РМЖ, может быть предложена следующая программа профилактического обследования. В возрасте от 25 до 50 лет – УЗИ молочных желёз 1 раз в 6 месяцев, при наличии технической возможности – 1 раз в год МРТ-маммография. После 50 лет – маммография 1 раз в год.

Двухсторонняя профилактическая мастэктомия с одномоментной реконструкцией груди, пациентке 33 года.

Маркер связан с особенностями восстановления ДНК при повреждениях, участвует в поддержании стабильности генома. Исследуется для выявления наследственной предрасположенности к раку молочной железы и яичников, раку поджелудочной железы, раку простаты.

Метод исследования

Полимеразная цепная реакция в режиме реального времени.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь, буккальный (щечный) эпителий.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Специальной подготовки не требуется.

Название гена – BRCA1

Локализация гена на хромосоме – 17q21.31

Функция гена

Ген BRCA1 кодирует белок BRCA1 (breast cancer 1), участвующий в репарации (восстановлении) ДНК, регуляции клеточного цикла и поддержании генетической стабильности.

Мутация гена BRCA1

Мутация заключается в добавлении (инсерции) одного нуклеотида – цитозина в позиции 5382 последовательности ДНК гена BRCA1 и обозначается как 5382insC.

Возможные генотипы

• N/N
• N/ins

Встречаемость в популяции

Встречаемость мутации в популяции составляет 0,25 %.

Ассоциация маркера с заболеваниями

• Рак молочной железы
• Рак яичников
• Рак простаты
• Рак поджелудочной железы.

Общая информация об исследовании

BRCA1 играет важную роль в репарации (восстановлении) ДНК, регуляции клеточного цикла и поддержании стабильности генома. Ген BRCA1, кодирующий белок BRCA1, является геном-супрессором опухоли, в норме защищающим клетку от злокачественного перерождения. При возникновении мутации в этом гене значительно повышается вероятность развития рака молочной железы (РМЖ) и яичников (РЯ).

BRCA1 имеет множество мутантных аллелей. Мутация, заключающаяся в добавлении (инсерции) одного нуклеотида – цитозина в позиции 5382 обозначается как 5382insC. В результате сдвигается рамка считывания матричной РНК и возникает преждевременный стоп-кодон в позиции 1829. Таким образом, синтезируется укороченный белок BRCA1, что сопровождается нарушением его функциональных свойств и в итоге увеличивает вероятность развития РЯ и РМЖ. Данная мутация и мутация 4153delA являются причиной почти 86 % семейного рака яичников в России. У больных раком яичников мутация 5382insC встречается в 9,7 % случаев.

Рак молочной железы и яичников – одни из самых распространенных онкологических заболеваний. Присутствие мутаций в гене BRCA1 может увеличить вероятность рака молочной железы более чем в 5 раз, а рака яичников – в 10-28 раз. Средний возраст развития заболевания при этом снижается до 25-30 лет. Чем старше человек, тем выше у него вероятность рака.

Выявленные семейные случаи заболевания в первую очередь свидетельствуют о наследственной природе рака и требуют генетического анализа. Ген BRCA1 участвует в защите организма от спонтанных повреждений ДНК, поэтому нарушение его работы позволяет накапливаться мутациям и приводит к онкологическим заболеваниям, и в первую очередь – к раку молочной железы и яичников. Известно, что рак, ассоциированный с генетическими маркерами BRCA, характеризуется высокой степенью злокачественности и выраженной лимфоидной инфильтрацией.

Анализ можно проводить в любом возрасте, и при раннем выявлении нарушений по указанному маркеру лечение будет начато своевременно. Для успешного лечения онкологических заболеваний большое значение имеет обнаружение опухоли на ранней стадии, еще до появления симптомов. Поэтому генетическая предрасположенность к раку молочной железы и яичников – очень серьезное показание к регулярному обследованию в целях выявления заболевания на ранней стадии. Также необходимо проводить скрининг на мутации в генах BRCA 1 и 2 у здоровых родственников пациентов с раком молочной железы или яичников для выявления у них генетической предрасположенности к развитию злокачественных новообразований.

Интерпретация результатов

• N/N – популяционный риск развития рака молочной железы и яичников
• N/ins – высокий риск развития рака молочной железы и яичников

Результаты исследования должны интерпретироваться врачом в комплексе с другими генетическими, анамнестическими, клиническими и лабораторными данными.

Диагностическая значимость

Поскольку данный ген может иметь несколько мутантных вариантов, необходимо оценивать его работу одновременно по нескольким маркерам.

Изолированное исследование мутации 5382insC рекомендуется только при выявлении данного маркера у родственников первой степени родства.

Рак молочной железы (РМЖ) — лидирующая причина смертности американок. Имеются сведения, что на протяжении жизни РМЖ развивается у каждой восьмой женщины и примерно 1/3 заболевших умирает от этого заболевания. Основной фактор риска РМЖ — наличие заболевания у родственников. Другие факторы риска многочисленны и разнообразны.

Согласно одной из гипотез, кормление грудью — необходимый этап для завершения окончательной дифференцировки эпителия молочной железы; соответственно, поздняя первая беременность служит одним из факторов риска. Риск заболеть РМЖ повышен у женщин, неоднократно подвергавшихся облучению или получивших высокую дозу радиации.

Это подтверждается данными наблюдения за женщинами, пережившими атомную бомбардировку, и пациентками с лимфомой Ходжкина. Другие факторы риска: злоупотребление алкоголем, диета с высоким содержанием жира, длительный прием пероральных контрацептивов и применение эстрогенов.

Молекулярная биология рака молочной железы (РМЖ) изучена не столь хорошо, как при раке толстой кишки. Тем не менее известно несколько важных молекулярных прогностических факторов. В 1990 г. анализ сцепления генов в небольшой когорте семей с повышенной частотой развития РМЖ указал на ген, с большой вероятностью определяющий предрасположенность к этому заболеванию, на хромосоме 17 вблизи генетического маркера D17S74 в локусе 17q21.

В 1994 г. идентифицировали ген, расположенный в этом регионе, и дали ему название BRCA1. Этот ген не относится к какому-либо из известных семейств генов.

Для того чтобы сконструировать ген из региона, выявленного при анализе сцепления, исследователи использовали известные последовательности ДНК, называемые искусственными дрожжевыми хромосомами, бактериальными искусственными хромосомами и космидами (небольшие фрагменты ДНК с известной последовательностью). Благодаря этим методам удалось сравнить неизвестные области ДНК с изученными фрагментами и определить последовательность гена.

*Локализация на хромосоме

После завершения проекта «Геном человека» эта трудоемкая работа уже больше не нужна, т. к. известна нуклеотидная последовательность интересующих нас областей.

Установлено, что ген BRCA1 отвечает за некоторые механизмы контроля клеточного цикла. Продукт этого гена — ядерный белок (фосфопротеид), фосфорилирующийся в фазах S и М. Для исследования функции BRCA1 создали линии мышей, лишенные этого гена. Они оказались нежизнеспособными, следовательно, ген вовлечен в важные этапы развития эмбриона. Каким образом он связан с развитием злокачественных опухолей, до конца неясно.

Второй ген, определяющий предрасположенность к раку молочной железы (РМЖ), был идентифицирован в 1995 г. Основой для его выявления послужил анализ сцепления генов у членов 22 семей. Этот ген, получивший название BRCA2, расположен на длинном плече хромосомы 13, между маркерами 13S260 и 13S271. Риск РМЖ на протяжении жизни у носительниц мутаций гена BRCA2 составляет 80—90 %, риск РЯ также повышен. На сегодня выявлено более 100 мутаций гена BRCA2 и продолжают идентифицировать новые.

Их описание приведено в базе данных Breast Cancer Information Core (BIC). В спорадических опухолях мутаций BRCA2 обнаружено мало, что свидетельствует о незначительной роли этого гена в ненаследственных формах РМЖ. Наследственный РМЖ развивается также при синдроме Торре, Ли—Фраумени, атаксии-телеангиэктазии и болезни Каудена.

Исследование спорадических опухолей молочной железы выявило многие другие генетические мутации. К ним относятся мутации в генах ростовых факторов, внутриклеточных сигнальных молекул, регуляторов клеточного цикла и регуляторов апоптоза. Пока что не определено, как именно все эти факторы взаимодействуют, приводя к развитию РМЖ.

Молекулярные причины рака молочной железы и яичников

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Высокопенетрантные гены

Еще в начале 90-х годов BRCA1 и BRCA2 были идентифицированы как гены предрасположенности к раку молочной железы и раку яичников. Они находятся в длинных плечах 17-й и 13-й хромосом и имеют 24 и 27 экзонов соответственно, причем мутации чаще всего встречаются в самом крупном — одиннадцатом экзоне. Ортологи BRCA1 и BRCA2 определены и у других млекопитающих; всего в генах BRCA зарегистрировано свыше 2000 (!) различных мутаций, среди которых есть и делеции, и вставки, и замена одиночных нуклеотидов.

Ген BRCA1 кодирует ядерный белок, который участвует в восстановлении двухнитевых разрывов ДНК (double-strand breaks, DSB), транскрипции, регуляции гомологичной рекомбинации (процесса обмена двух одинаковых или идентичных молекул ДНК нуклеотидными последовательностями, чаще всего именно при DSB), контроле митотических чекпойнтов (система, следящая за состоянием клетки, которая может «запретить» ее дальнейшее деление, если что-то идет не так — например, при вероятности ракового перерождения; если же этот контроль ослабевает или выключается, то клетка с поломкой продолжает делиться, и через какое-то количество делений получается опухоль). Совместно с другими супрессорами опухолей, сенсорами повреждения ДНК и прочими молекулами он образует сложный комплекс из множества субъединиц — BRCA1-associated genome surveillance complex, контролирующий стабильность генома. Регуляция транскрипции происходит через взаимодействие домена BRCT с гистондеацетилазами — белками, которые с помощью удаления ацетильных групп с гистонов увеличивают плотность упаковки ДНК и тем самым снижают скорость транскрипции генов.

Помимо рака молочной железы, мутации в гене BRCA1 проявляются при раке яичников, причем оба типа опухолей развиваются в более раннем возрасте, чем при ненаследственном РМЖ. BRCA1-ассоциированные опухоли в целом связаны с неблагоприятным прогнозом для пациентки, поскольку чаще всего относятся к трижды негативному РМЖ. Этот подтип назван так из-за отсутствия в клетках опухоли экспрессии сразу трёх генов — HER2, рецепторов эстрогенов и прогестерона, поэтому и лечение, основанное на взаимодействии лекарств с этими рецепторами, невозможно.

Ген BRCA2 также вовлечен в процессы репарации ДНК и поддержание стабильности генома, — отчасти вместе с комплексом BRCA1, отчасти через взаимодействие с другими молекулами (например, белком RAD51). «Отличительными чертами мутаций BRCA2 являются более частое возникновение рака молочной железы у мужчин и больший риск развития молочно-яичникового синдрома», — пишут Е.М. Бит-Сава и М.Б. Белогурова в обзорной статье по наследственному раку молочной железы [7].

Наиболее распространены мутации в BRCA1/2 у евреев Ашкенази. Мутации, характерные для определенных сообществ и географических групп, описаны также и для жителей нашей страны. Так, в России мутации BRCA1 представлены в основном пятью вариациями, 80% из которых — 5382insC. Мутации генов BRCA1 и BRCA2 приводят к хромосомной нестабильности и злокачественной трансформации клеток молочной железы, яичников и других органов. Кумулятивный риск рака молочной железы и яичников у всех женщин с мутацией BRCA1/BRCA2 на протяжении всей жизни оценивается как минимум в 60–80% (средний суммарный риск — 65% для BRCA1 и 45% для BRCA2). Однако, обращают внимание ученые, едва ли не большинство случаев семейного РМЖ и рака яичников невозможно объяснить уже изученными мутациями, поэтому биологи изучают возможные вариации в других генах, контролирующих клеточный цикл.

Один из наиболее известных генов, на активность которого влияют белки BRCA1, — это специфический регулятор транскрипции TP53 (tumor protein 53 из 17p13.1). Им кодируется «страж генома» — белок p53, не дающий сосудам прорастать в «горячую точку» — опухоль — и участвующий в процессах апоптоза и репарации ДНК. Количество различных мутаций оценивается примерно в полторы тысячи; влияние этого гена на развитие РМЖ отмечено в 20–35% случаев. Например, мутации в этом гене вызывают синдром Ли-Фраумени — довольно редкое заболевание с высокой ранней смертностью, характеризующееся возникновением множественных опухолей.

PTEN (phosphatase and tensin homologue) кодирует фермент, среди субстратов которого — фосфатидилинозитол-3-фосфаты, важнейшие передатчики сигнала по пути PI3K/AKT/mTOR, который вовлечён в развитие опухоли. После «общения» с ферментом белки теряют свою активность (за счет чего и осуществляется антиопухолевое действие), поэтому PTEN называют негативным регулятором этого сигнального пути. При появлении в гене мутаций риск развития новообразований повышается — например, риск РМЖ увеличивается на 4%. И именно этому гену приписывают «заслугу» в развитии болезни Коудена (синдром множественных доброкачественных узловых образований — гамартом).

CDH1 кодирует Е-кадгерин — молекулу, обеспечивающую межклеточную адгезию, т.е. скрепление клеток между собой. Ученые используют Е-кадгерин и эстрогеновый рецептор (ER, рецептор основной группы «женских» гормонов) в клинической практике как первичные маркеры одного из типов РМЖ — люминального эпителиального рака. У женщин с мутацией в CDH1 риск развития РМЖ повышен на 39–52%, а пониженная экспрессия Е-кадгерина связана с большим количеством метастазов и худшим прогнозом. Это в общем-то предсказуемо — чем хуже соединены клетки друг с другом, тем легче они распространяются по организму. Зародышевые мутации CDH1 также связывают с развитием диффузной желудочной карциномы и раком прямой кишки.

К активно изучаемым генам с высокой пенетрантностью относятся и STK11/LKB1 (он кодирует белок, который участвует в регуляции клеточного цикла, поддержании полярности клеток — что особенно важно при метастазировании — и может менять активность других белков), PALB2 (образует мостик-связку между белками BRCA1 и BRCA2, и, соответственно, помогает синхронизировать их работу при репарации ДНК), комплекс MRE11A/RAD50/NBN (благодаря им, клетка «узнает» о разрывах хромосом и активирует в ответ на это «спасательную бригаду» других белков).