PALB2 jako další kandidátní gen pro genetické testování u pa­cientů s hereditárním karcinomem prsu v České republice

Souhrn

Východiska:
Gen PALB2 (FANCN) kóduje DNA reparační protein, který byl objeven jako součást endogenního multiproteinového komplexu BRCA2. Společně s proteiny BRCA1 a BRCA2 se PALB2 funkčně podílí na opravách dvouřetězcových zlomů DNA. Dědičné mutace v genu PALB2 jsou u heterozygotních nositelů spojeny se zvýšeným rizikem vzniku karcinomu prsu a pankreatu. Riziko vzniku karcinomu prsu u nositelek mutací PALB2 genu se odhaduje na 33– 58 % v závislosti na počtu příbuzných s tímto onemocněním. Riziko vzniku karcinomu pankreatu u nositelů mutací je doposud nejasné.

Metody a výsledky:
Z výsledků studie mutací v genu PALB2 u vysoce rizikových pa­cientů s karcinomem prsu a/ nebo ovaria bez přítomnosti BRCA1/ 2 mutací v České republice vyplývá, že frekvence dědičných mutací genu PALB2 v naší populaci je u těchto pa­cientů poměrně vysoká. Necelých 20 % patogenních variant představují rozsáhlé intragenové přestavby PALB2. Nejvyšší podíl mutací (srovnatelný s četností mutací v genu BRCA2) byl zaznamenán v podskupině pa­cientek s vícečetným výskytem karcinomu prsu (5,5 %). Frekvence patogenních mutací v nezávislém souboru vyšetřených neselektovaných pa­cientů s karcinomem pankreatu se v naší populaci pohybuje okolo 1,3 %.

Závěr:
Vzhledem k četnosti výskytu mutací PALB2 v naší populaci, fenotypové podobnosti s BRCA2 a k stanovenému riziku vzniku karcinomu prsu je vhodné indikovat testování genu PALB2, včetně analýz velkých genomových přestaveb, především u pa­cientek z podskupiny s hereditárním karcinomem prsu. Nositele patogenních mutací lze zařadit do dalšího klinického sledování, obdobného jako u nositelů mutací v BRCA2, umožňujícího časnou dia­gnostiku onemocnění, prevenci a popřípadě cílenou terapii. V případě vysoké rodinné zátěže a současné segregace patogenní mutace s nádorovým fenotypem lze na PALB2 mutace nahlížet jako na vysoce penetrantní alterace indikující provedení preventivních chirurgických výkonů u jejich nositelů. Další analýzy v různých populacích a zvětšení studovaných souborů budou potom nezbytné pro přesný odhad penetrance genu PALB2 a k upřesnění rizika vzniku karcinomu pankreatu.

Klíčová slova:
hereditární karcinom prsu a ovaria –  karcinom pankreatu –  gen PALB2 –  nádorová predispozice –  genetické testování

Úvod

Hereditární forma nádorů prsu tvoří 5– 10 % případů karcinomu prsu. Vznikají především na podkladě přítomnosti dominantně zděděné mutace v některém z predispozičních genů. Mutace ve dvou hlavních predispozičních genech BRCA1 a BRCA2 reprezentují nejdůležitější genetický rizikový faktor u pacientek s hereditárním karcinomem prsu (hereditary breast cancer –  HBC). Hereditární mutace v těchto dvou genech ovšem společně vysvětlují pouze asi jednu čtvrtinu dědičných případů karcinomu prsu [1]. Postupně byly charakterizovány další geny zvyšující riziko karcinomu prsu (ATM, CHEK2, TP53 a NBN), jejichž alterace jsou mnohem méně časté, společně odpovídají zhruba za další 3– 4 % hereditárních karcinomů prsu [2– 5].

Struktura, funkce a význam PALB2

Protein PALB2 byl objeven v roce 2006 jako součást rozsáhlého endogenního multiproteinového komplexu, který obsahuje BRCA2 a podílí se na DNA reparačních pochodech [6]. Dále interaguje s proteinem BRCA1 a zprostředkovává tak fyzické a funkční spojení obou proteinů, z čehož vyplývá jeho zásadní funkce v opravě dvouřetězcových zlomů DNA cestou homologní rekombinace [7]. Poškození této signální dráhy pak vede k akumulaci alterací DNA, poškození dalších genů, nestabilitě genomu a k nádorové transformaci [8].

Gen PALB2 byl lokalizován na krátkém raménku chromozomu 16. Skládá se ze 13 exonů a kóduje protein o 1 186 aminokyselinách. Patří do skupiny genů, jejichž homozygotní vrozené patogenní mutace způsobují vzácné onemocnění –  Fanconiho anémii (FA). PALB2 je označován jako FANCN, jehož bialelické mutace jsou příčinou vzniku FA subtypu N, který je fenotypově podobný subtypu FA‑ D1 způsobenému bialelickými mutacemi genu BRCA2 [9].

Vrozené mutace PALB2 predisponují ke vzniku karcinomu prsu a pankreatu

Heterozygotní vrozené mutace jsou spojeny se zvýšeným rizikem vzniku karcinomu prsu a pankreatu, podobně jako mutace v genu BRCA2 [10]. Frekvence hereditárních patogenních mutací genu PALB2 se v různých populacích pohybuje mezi 1 a 3,4 % (shrnuto v [11]). Absolutní riziko vzniku karcinomu prsu u nositelek patogenních mutací v genu PALB2 je významně ovlivněno přítomností dalších karcinomů prsu v rodině. Původně bylo odhadnuto, že PALB2 mutace jsou spojeny s 2,3krát zvýšeným rizikem vzniku karcinomu prsu [12]. V poslední studii zahrnující 175 rodin ale bylo toto riziko u nositelek bez přítomnosti karcinomu prsu v rodině vyčísleno na 33 % (95% CI 25– 44), u nositelek mutace se dvěma či více karcinomy prsu v rodině bylo stanoveno na 58 % (95% CI 50– 66) [13].

Analýza genu PALB2 u karcinomu prsu v ČR a ve světě

Mutační analýza provedená v ČR u 409 vy-soce rizikových pacientek s karcinomem prsu nebo ovaria negativně testovaných na přítomnost mutací v genech BRCA1 a BRCA2 prokázala přítomnost 10 různých patogenních mutací způsobujících zkrácení proteinového produktu genu PALB2 u 16 nepříbuzných pa­cientek (16/ 409; 3,9 %) (tab. 1). Mutační analýza kompletní kódující sekvence byla provedena pomocí Sangerova sekvenování a MLPA (multiplex ligation‑ dependent probe amplification) analýzy pro odhalení velkých genomových přestaveb. Nalezené mutace byly genotypovány u souboru 1 226 kontrolních vzorků DNA pomocí HRM (high resolution melting) analýzy. Pouze jedna mutace byla nalezena v kontrolním souboru (1/ 1 226; 0,08 %; p = 2,6 × 10^– 9). Tři z nalezených patogenních alterací představovaly velké genomové přestavby. Body zlomu, které je ohraničují, byly přesně identifikovány. Významným výsledkem je fakt, že 13 mutací bylo nalezeno v podskupině pa­cientek s hereditárním karcinomem prsu z HBC rodin, kde představují frekvenci 5,5 % (tab. 1). To je dosud nejvyšší frekvence ze všech publikovaných studií a blíží se četnosti mutací v genu BRCA2 v naší populaci [14].

Průměrný věk diagnózy karcinomu prsu u pa­cientek z HBC podskupiny byl nižší u 13 nositelek mutací (44,3 roku) než u 222 nenositelek (47,4), ale tento rozdíl není statisticky významný (p = 0,12). Mírně snížený věk dia­gnózy u nositelek oproti nenositelkám je popisován ve většině dosavadních prací [12]. Mezi nádory spojenými s PALB2 mutacemi převažoval invazivní duktální karcinom, pouze jeden nádor byl medulárního histologického typu. Histologické nálezy v nádorové tkáni byly dostupné u sedmi nositelek mutace v PALB2, ale nevykazovaly asociaci s expresí estrogenních, progesteronových nebo HER2/ neu receptorů. Stejně tak z dosavadní literatury nevyplývá spojení mezi PALB2 asociovanými tumory a konkrétním morfologickým či histologickým nádorovým typem. U pěti PALB2 pozitivních pacientek byla provedena segregační analýza patogenní mutace s nádorovým fenotypem v DNA od dalších rodinných příslušníků. Segregace byla prokázána u čtyř z pěti rodin. Doposud bylo zveřejněno více než 50 prací sledujících výskyt mutací PALB2 u pacientek s karcinomem prsu v různých geografických populacích; další práce referují o mutacích v PALB2 u vysoce rizikových osob analyzovaných v rámci panelového sekvenování nové generace (next-generation sequenc­ing – NGS) [15]. Přesto doposud nebyla provedena rozsáhlejší metaanalýza, která by umožňovala zpřesnění rizika vzniku karcinomu prsu a odhadu jeho míry u dalších podskupin pa­cientů. V rodinách nositelek patogenních mutací PALB2 se vyskytovaly i další nádory, nejčastěji tlustého střeva (pět případů), méně pankreatu (dva případy). Asociace s karcinomem ovaria nebyla v rodinách z našeho souboru potvrzena, pouze jedna nositelka vykazovala nádorovou duplicitu (karcinom prsu a ovaria). V literatuře jsou dědičné patogenní mutace v genu PALB2 asociovány nejčastěji právě s karcinomem pankreatu, méně často ovaria a prostaty (shrnuto v [11]). Pro odhadnutí rizika těchto nádorových onemocnění u nositelů budou potřeba další práce.

Analýza genu PALB2 u karcinomu pankreatu v ČR a ve světě

Podobně jako u genu BRCA2 jsou defekty v PALB2 spojovány s predispozicí ke vzniku karcinomu pankreatu [16]. V souvislosti s tímto onemocněním bylo zatím provedeno celkem 16 studií, které popisují frekvence PALB2 mutací u 0– 1,3 % případu karcinomu pankreatu, přitom výskyt mutací u neselektovaných případů karcinomu pankreatu je přibližně poloviční ve srovnání s případy dědičné formy onemocnění. Mutace v PALB2 jsou, po dědičných mutacích v genu BRCA2 nacházených až v 7 % případů [17], druhou nejčastější genetickou příčinou vzniku hereditární formy karcinomu pankreatu. V naší populaci jsme dosud provedli mutační analýzu genu PALB2 u 152 neselektovaných pa­cientů s karcinomem pankreatu, u kterých jsme překvapivě nalezli tři patogenní mutace (2,0 %). Pro účely případného genetického testování PALB2 i u pacientů s karcinomem pankreatu bude nejprve nezbytné provést analýzy PALB2 na rozšířených souborech pa­cientů.

Genetické testování PALB2 v ČR a návrh preventivní péče o nositele mutací

Z výsledků analýz genu PALB2 v ČR vyplývá, že v naší populaci je v porovnání s ostatními populacemi poměrně vysoká frekvence patogenních mutací v tomto genu u BRCA1/ 2 negativních vysoce rizikových pacientek s karcinomem prsu z rodin s familiárním výskytem karcinomu prsu (HBC rodiny; 5,5 %). Analýzu mutací PALB2 je tedy zvláště vhodné zařadit do genetického testování v takovýchto případech nebo případně při současném výskytu karcinomu prsu a pankreatu u příbuzných. Díky rozvoji technik panelového NGS, které umožňují paralelní analýzu mnoha genů u více pa­cientů a jsou postupně zařazovány do běžné klinicko‑genetické praxe, bude pravděpodobně gen PALB2 testován postupně u všech rizikových pacientů s karcinomem prsu. Přítomnost velkých genomových přestaveb, která byla identifikována u rizikových pacientek i v naší populaci, by měla být testována, např. pomocí MLPA analýzy.

S ohledem na funkční blízkost PALB2 s BRCA2, podobné spektrum nádorové predispozice u nositelů mutací v těchto genech a pravděpodobně významné zvýšení celoživotního rizika vzniku karcinomu prsu by nositelky patogenních alterací v genu PALB2 měly být zařazeny do sledovacích programů podobných jako pro nositelky mutací v genu BRCA2. Ač jsou PALB2 mutace individuálně vzácné, pro nositelky těchto mutací a jejich příbuzné jako potenciální nositele je znalost jejich přítomnosti vzhledem k navrženému riziku vzniku karcinomu prsu spojeného s těmito mutacemi klinicky významná. Nositelé patogenních mutací PALB2 by měli být informováni o optimálním klinickém sledování odpovídajícímu spojenému riziku a možné léčbě, podobně jako nositelé mutací v genu BRCA2; v případě vysoké rodinné zátěže, kdy patogenní mutace segreguje s nádorovým fenotypem, i včetně preventivních chirurgických zákroků.

Závěr

Třebaže dosavadní výsledky klinických studií ukazují, že charakterizace mutací v genu PALB2 má klinický význam zejména u nemocných s familiárním výskytem karcinomu prsu, další analýzy v různých populacích a zvětšení studovaných souborů budou nezbytné pro přesný odhad penetrance genu PALB2 (v současnosti lze na patogenní mutace nahlížet jako na varianty na pomezí středního a vysokého rizika vzniku karcinomu prsu) a dále k upřesnění rizika vzniku karcinomu pankreatu nebo případně dalších nádorů. Tím bude možné zlepšit klinickou péči u nositelů těchto mutací a jejich příbuzných. Dále pomohou odhalit, zda genetické testování genu PALB2 v budoucnu doporučit i u dalších rizikových skupin (např. karcinom prsu u mužů), popřípadě u pacientů s jinými nádorovými onemocněními (pankreatu, ovaria, tlustého střeva). Ve stadiu klinických studií je rovněž použití cílené léčby PARP inhibitory u nositelů mutací genu PALB2 s karcinomem prsu nebo pankreatu [18].

Práce byla realizována za podpory grantů: IGA MZ ČR – NT 14006-3/2013 a NT13343-4/2012, a Karlovy Univerzity v Praze – PRVOUK-P27//LF1/1 a SVV-UK 260148/2015.

Autoři deklarují, že v souvislosti s předmětem studie nemají žádné komerční zájmy.

Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů.

RNDr. Markéta Janatová, Ph.D.

Ústav biochemie a experimentální onkologie

1. LF UK v Praze

U Nemocnice 5

128 53 Praha 2

e-mail: Marketa.Janatova2@vfn.cz

Obdrženo: 6. 8. 2015

Přijato: 14. 8. 2015