Мутации рака простаты ELAC2, RNASEL, BRCA2, SRD5A2

Рак предстательной железы является наиболее распространенной формой рака, которая встречается у мужчин. Заболеваемость увеличивается с возрастом, но это заболевание также встречается у молодых мужчин. Ранняя диагностика, рак простаты излечим.
В настоящее время механизмы, лежащие в основе возникновения и прогрессирования рака простаты, остаются в основном неизвестными. Факторы риска, такие как диета, образ жизни и гормоны, уже давно связаны с раком простаты. В дополнение к возрасту и расе, положительный семейный анамнез рака простаты является одной из детерминант этого заболевания. Многочисленные эпидемиологические и генетические исследования показывают, что наследственная предрасположенность оказывает значительное влияние на развитие рака предстательной железы. Тем не менее, отсутствие согласованности между исследованиями предполагает, кроме того, что опухоли предстательной железы являются генетически гетерогенными расстройствами, включающими множество генетических факторов и факторов окружающей среды4; 6.
В 1996 году был описан ген HPC1, картированный в хромосоме 1q24-25, связанной с раком простаты. Последующие исследования корреляции HPC1 с опухолью оказались неубедительными, причем некоторые подтверждают связь, а некоторые нет. Тем не менее, общий анализ 772 семей в 9 международных группах подтвердил корреляцию между HPC1 и раком предстательной железы.
Одним из генов, вовлеченных в патологию простаты, расположенным в области HPC1, является RNASEL, который кодирует 2'-5'-олигоаденилат-зависимую L-РНКазу (RNASEL). Это конститутивно секретируемая эндорибонуклеаза, которая обеспечивает противовирусную и проапоптотическую активность системы, индуцируемой IFN 2-5A. Прямо или косвенно РНКаза L подавляет одну или несколько стадий в онкогенезе и / или метастазировании предстательной железы.
Сообщалось о влиянии полиморфизмов Glu265X, Arg462Gln и Asp541Glu на ген RNASEL на риск рака простаты, но с противоречивыми выводами.
Carpten et al. они обнаружили нонсенс-мутацию Glu265X в семье европейского происхождения, в которой пострадали три брата. Рокман и соавт. сообщили о значительно более высокой частоте мутаций Glu265X у финских пациентов с наследственным раком предстательной железы, чем в контрольных группах, с самой высокой частотой мутаций в семьях, где было затронуто более 4 членов. Напротив, Wiklund et al. и Maier et al. не нашли связи между этой мутацией и повышенным риском опухолей простаты у шведских или немецких пациентов. Однако, учитывая редкость этого варианта среди населения, для подтверждения этого результата потребуются более масштабные исследования с участием многих тысяч субъектов.
Рокман и соавт. также обнаружили, что мутация Arg462Gln вовлечена в более чем 13% случаев наследственного рака предстательной железы. Ферментативная активность L 2'-5'-олигоаденилат-зависимой РНКазы в этих случаях в три раза ниже, чем у дикого типа. Этот тип мутации был связан с повышенным риском рака простаты у кавказцев и афроамериканцев.
Реннерт и соавт. сообщили о значительном увеличении риска опухолей простаты у пациентов с генотипами Arg / Gln и Gln / Gln.
Ван и соавт. и Наказато и соавт. продемонстрировали защитный эффект генотипа Gln / Gln у кавказцев и японцев. Тем не менее, не было никаких доказательств связи между Arg462Gln и раком простаты в шведской и немецкой популяциях соответственно. Дези Наказато и соавт. сообщили о защитном эффекте мутации Arg462Gln у японцев, необходимо провести дальнейшие исследования для подтверждения такого эффекта в азиатских популяциях.
Наказато и соавт. сообщили, что генотип Asp / Asp полиморфизма Asp541Glu имеет повышенный риск развития рака простаты среди населения Японии. Полиморфизм Asp541Glu был также обнаружен у финнов, неиспаноязычных белых, шведов, немцев и американцев европейского происхождения.
Генетические мутации, такие как Met1Ile у афроамериканцев, Gly59Ser и Ser406Phe в финской популяции и 471delAAAG у евреев-ашкенази, были идентифицированы в гене RNASEL в дополнение к Glu265X, Arg462Gln и Asp541Glu. Однако только одно или два исследования исследовали эти мутации6; 7.
Ген, вызывающий наследственный рак простаты, гомологичный elaC-2 (ELAC2 / HPC2), расположенный на хромосоме 17p11, состоящий из 24 экзонов, был первым идентифицированным геном, вовлеченным в детерминизм опухоли простаты. Кодируемый белок ELAC2 представляет собой металл-зависимую гидролазу, возможно, участвующую в репарации ДНК и образовании мРНК. Кроме того, человеческий белок ELAC2 обладает активностью 3'-тРНКазы и взаимодействует с γ-тубулином, компонентом митотического аппарата, что указывает на возможную роль ELAC2 в регуляции клеточного цикла.
Мутации в гене ELAC2 редки. Последовательный анализ гена ELAC2 выявил несколько мутаций с низкой пенетрантностью, Ser217Leu, Ala541Thr, Arg781His, Glu622Val и insG 1641. Мутация Ser217Leu, расположенная в гидрофильной области белка ELAC2, и вторая мутация, Ala541Thr, может изменять функции этого белка. Кэмп и др. и Севери и соавт. выполнил мета-анализ связи между 2 ошибочными мутациями гена ELAC2 и риском рака простаты, но результаты оказались неубедительными. Хотя в последние годы было проведено большое количество исследований, посвященных корреляции между этими мутациями и предрасположенностью к раку простаты, результаты, к сожалению, были противоречивыми.
Недавнее обширное исследование B. Xu et al. показали, что мутации в гене ELAC2 (Ser217Leu и Ala541Thr) могут быть связаны с риском рака простаты, но имеют низкое проникновение. Ожидается, что в более проспективных исследованиях с большим числом участников по всему миру будет проанализирована связь между аномалиями гена ELAC2 и риском развития рака предстательной железы и установлена ​​точная корреляция между генетико-генетическими факторами2; 4.
Ген SRD5A2, расположенный на хромосоме 2p23, состоит приблизительно из 40 килобаз, содержащих 5 экзонов и 4 интрона. Этот ген кодирует фермент стероид 5 α-редуктазу типа II (SRD5A2), который катализирует необратимое превращение тестостерона в более сильный андроген, дигидротестостерон. Дигидротестостерон и (в меньшей степени) тестостерон связываются с внутриклеточным рецептором андрогена, образованный таким образом комплекс пересекает ядерные поры и достигает ядра, где он активирует транскрипцию генов.
Макридакис и соавт. идентифицировали 10 мутаций (A49T, A51T, C5R, F194L, F234L, P30L, P48R, R227Q, T187M и V89L) в гене SRD5A2. За исключением V89L и A49T, большинство этих замен встречаются редко, с частотой менее 2%. Замена валина лейцином в кодоне 89 снижает активность SRD5A2 как in vitro, так и in vivo; с другой стороны, замена аланина треонином в кодоне 49 увеличивает активность фермента in vitro в 5 раз. Макридакис и соавт. Постулируется, что, изменяя ферментативную активность, эти мутации могут влиять на уровень дигидротестостерона и, следовательно, на риск рака простаты.
Исследования Kantoff et al. показали связь между изменением числа повторяющихся динуклеотидов TA и риском рака простаты.
Ген SRD5A2 долгое время считался важным элементом в возникновении опухолей предстательной железы из-за его роли в метаболизме андрогенов. Некоторые исследования in vitro мутаций V89L и A49T показали ферментативные функциональные изменения. Однако после десятилетия исследований генетические исследования дали противоречивые результаты. Метаанализ, выполненный Jun Li et al. обнаружили, что опухоли простаты не были связаны с мутацией V89L и, скорее всего, с A49T. Очевидно, что роль метаболизма андрогенов, включая функцию SRD5A2, остается важной областью для исследования в идентификации генетических факторов при раке предстательной железы8.
Гены BRCA1 и BRCA2, которые вызывают повышенный риск рака молочной железы, также были изучены на предмет их участия в раке предстательной железы. BRCA1 расположен на хромосоме 17q21 и кодирует ядерный фосфопротеин, играющий важную роль в регуляции клеточного цикла, поддержании геномной стабильности и подавлении опухоли. Популяционные исследования евреев-ашкенази оценили две мутации BRCA1, 185delAG и 5382insC, общие для этой этнической группы, и обнаружили удвоение риска рака простаты среди носителей этих мутаций по сравнению с не носителями, с совокупным риском 30%. до 80 лет. Клинические исследования в группах людей с мутациями в гене BRCA2 (расположенном на хромосоме 13q12-q13) предоставили убедительные доказательства, подтверждающие идею о том, что риск рака простаты у носителей этой мутации в 5-7 раз выше, и возраст начала ниже. Ген имеет 27 экзонов и кодирует белок, участвующий в репарации ДНК, взаимодействуя с опухолевым супрессором, RAD 51. Мужчины с мутациями в генах BRCA1 или BRCA2 имеют значительно более высокий балл по Глисону, чем не носители с опухолями предстательной железы, и, следовательно, они являются прогностическими маркерами агрессивных форм рака предстательной железы, но эти мутации редки (2%) и объясняют лишь очень небольшую долю наследственного рака предстательной железы3; 5.
Эпидемиологические исследования показывают, что наследственные формы рака предстательной железы с высоким уровнем проникновения составляют 5-10% всех случаев опухолей предстательной железы и максимум 30-40% ранних форм. Кроме того, более высокий процент случаев, вероятно, связан с генетическими вариантами, которые вызывают лишь умеренное увеличение риска развития заболевания. Мужчины с семейным анамнезом рака предстательной железы имеют значительно более высокий риск заболевания, особенно если родственнику был поставлен диагноз в молодом возрасте или если затронуто больше членов семьи. Большинство исследований показывают, что риск развития рака предстательной железы выше, если в семье есть больной брат, а не отец. Поскольку распространенность заболевания влияет на положительную прогностическую ценность скрининговых тестов, у мужчин с высоким значением ПСА и положительным семейным анамнезом рака предстательной железы вероятность развития опухоли выше, чем у людей с таким же значением ПСА и отрицательным семейным анамнезом. Следовательно, семейный анамнез всегда следует оценивать при выборе биопсии у мужчин с уровнем ПСА 3-10 нг / мл.
Семейная агрегация рака предстательной железы также может быть вызвана генетическими факторами, которые не наследуются. Следовательно, в контексте растущей заболеваемости населения с опухолями предстательной железы, а также увеличения подверженности определенным факторам окружающей среды, возможно, что появление опухолей связано с взаимодействием генов с окружающей средой9; 11.
Наиболее важной клинической особенностью наследственного рака предстательной железы является относительно ранний возраст начала заболевания. Пациенты из семей с наследственным раком предстательной железы диагностируются в среднем на 6-7 лет раньше, чем пациенты со спорадической формой.
Симптомы опухолей предстательной железы включают мочевые проявления (наиболее частые признаки - поллакиурия и дизурия), сопровождающиеся поздними стадиями и общими признаками. Мочевые признаки появляются в результате шейно-простатической обструкции и распространения опухоли на уретру. Дизурия вызвана опухолевой инфильтрацией шейки мочевого пузыря и имеет прогрессирующее развитие, неизменно в сторону задержки мочи, неполное или полное. Гематурия не характерна, но возникает в результате инвазии шеи и мочевого пузыря. Боль вызвана экстракапсулярным расширением опухоли и может сопровождаться ощущением инородного тела прямой кишки. Наличие вторичных позвоночных определений может вызывать боль в пояснично-крестцовом отделе седалищного типа, параплегию через компрессию спинного мозга и патологические переломы. Венозная компрессия, вызванная обширной регионарной лимфаденопатией, проявляется отеком мошонки и нижних конечностей. Олиоганурия возникает поздно из-за двусторонней обструкции мочеточника10; 11.
Было выявлено несколько мутаций, которые могут вызывать наследственный рак предстательной железы, но, тем не менее, из-за большого количества вовлеченных генов тестирование является сложным и не всегда позволяет идентифицировать соответствующую мутацию.
Для исследования бессимптомных взрослых в группе риска в нашей лаборатории доступны мутационные тесты на гены RNASEL, ELAC2, BRCA и SRD5A2.
Критериями наличия наследственного рака предстательной железы являются:
1) нуклеарная семья с 3 и более случаями;
2) рак предстательной железы присутствует в 3 последовательных поколениях;
3) не менее двух человек с диагнозом до 55 лет
Тестирование бессимптомных лиц, подверженных риску заболевания, обычно включает предтестовые интервью, в которых требуются причины для тестирования, индивидуальные знания пациента о ранней форме, возможное влияние положительных или отрицательных результатов теста. Поскольку потребность в генетическом консультировании возрастает, когда население осознает, что наследственные опухоли растут, все урологи должны быть в состоянии обеспечить основу для консультирования, включая соответствующее уведомление о риске и информацию о доступных мерах по снижению риска преждевременной смерти из-за рак простаты.
Было показано, что генетические механизмы, лежащие в основе наследственного рака предстательной железы, чрезвычайно трудно различить, скорее всего потому, что они намного сложнее, чем при других наследственных формах рака. Имеющиеся в настоящее время данные свидетельствуют о том, что риск рака предстательной железы в семьях с множественными случаями заболевания или без него модулируется большим количеством генов, а также факторами окружающей среды.
Собранный образец - венозная кровь1.
Контейнер для сбора урожая - вакуумный контейнер, содержащий ЭДТА в качестве антикоагулянта1.
Собранное количество - 5 мл крови1.
Причины отторжения образца - использование гепарина в качестве антикоагулянта; коагулированные или гемолизированные образцы1.
Стабильность образца - 7 дней при 2-8ºC1.
Mетод
1) секвенирование экзонов 7, 16, 17, 20, 24 ELAC2;
2) секвенирование экзонов 1 и 3 RNASEL;
3) секвенирование экзонов 11, 12, 15, 18 BRCA2;
4) секвенирование экзона 3 (V89L) SRD5A21.
Отчетность и интерпретация результатов
Полиморфизмы / мутации, обнаруженные в генах ELAC2, RNASEL ,, BRCA2 и SRD5A2, а также в соответствующем генотипе 2, будут сообщены.
Список используемой литературы
1. Анджелу Николае, Трактат по хирургической патологии, Медицинское издательство, 2919-2933, 2003.
2. Анника Ракман, Тарья Иконен, Нина Мононен, Вилле Аутио, Мика П. Матикайнен, Паси А. Койвисто, Теуво Л. Дж. Таммела, Олли-П. Каллиниеми и Йоханна Шлейткер. Участие ELAC2 / HPC2 в наследственном и спорадическом раке предстательной железы. In Cancer Reserch, 61: 6038–6041, 2001
3. А Митра, С. Фишер, С. С. Фостер, С. Джеймсон, Ю. Барбачанно, Дж. Бартлетт, Э. Банкрофт, Р. Доэрти, З. Кот-Джараи, С. Пек, Д. Истон, сотрудники группы IMPACT и EMBRACE и Р. Э. Британ. Рак предстательной железы у мужчин-носителей мутации BRCA1 и BRCA2 имеет более агрессивный фенотип. В Journal of Cancer 98: 502-507, 2008.
4. Б Сюй, Н Тонг, Дж-м Ли, З-д Чжан и Х-ф У. Полиморфизмы ELAC2 и риск рака простаты: метаанализ, основанный на 18 исследованиях «случай-контроль», «Рак предстательной железы и заболевания простаты», 13: 270–277, 2010.
5. Даниэль Дж. Шайд. Комплексная генетическая эпидемиология рака предстательной железы. В книге «Молекулярная генетика человека», 13: R103 - R121, 2004.
6. Фредрик Виклунд, Бьорн-Андерс Йонссон, Энтони Дж. Брукс, Линда Стремквист, Ян Адольфссон, Моника Эмануэльссон, Ханс-Олов Адами, Катарина Авгусссон-Бальтер и Хенрик Грюнберг. Генетический анализ гена RNASEL при наследственном, семейном и спорадическом раке предстательной железы. В клинических исследованиях рака, 10: 7150–7156, 2004.
7. Huihua Liand Bee ChooTai. Полиморфизмы генов RNASEL и риск рака простаты: метаанализ. В Clin Cancer Res, 12: 5713, 2006.
8. Джун Ли, Ральф Дж. Коутс, Марта Гвинн и Муин Дж. Хоури, Полиморфизм гена стероидной 5-а-редуктазы типа 2 (SRD5a2) и риск рака простаты: огромный обзор. В Am J Epidemiol, 171: 1–13, 2010.
9. Л.Е. Джонс и Р.С. Houlston. Систематический обзор и метаанализ семейного риска рака простаты. В BJU International, 91: 789–794
10. Сыневская лаборатория. Конкретные ссылки на рабочую технологию, использованную в 2010 году. Тип ссылки: Каталог.
11. Привет Братт, Наследственный рак простаты: клинические аспекты. В журнале урологии, 168: 906–913, 2002