Abstract
Bakgrunn
Økt antall single nucleotide erstatninger er sett i bryst- og eggstokk-kreft genomer bærer sykdoms mutasjoner i
BRCA1
eller
BRCA2
. Betydningen av disse genom mutasjoner er ukjent. Vi hypoteser genom-wide mutasjon byrde speil mangler i DNA-reparasjon og er assosiert med behandlingsresultat i eggstokkreft.
Metoder og resultater
Det totale antall synonymt og ikke-synonyme exome mutasjoner (Nmut ), og tilstedeværelsen av kimlinje eller somatisk mutasjon i
BRCA1
eller
BRCA2 plakater (mBRCA) ble hentet fra hel-exome sekvenser av høyverdig serøs eggstokkreft fra Kreft Genome Atlas (TCGA ). Cox regresjon og Kaplan-Meier metoder ble brukt for å korrelere Nmut med kjemoterapi respons og utfall. Høyere Nmut korrelert med en bedre respons på cellegift etter operasjonen. Hos pasienter med mBRCA-assosiert kreft, ble lav Nmut assosiert med kortere progresjonsfri overlevelse (PFS) og total overlevelse (OS), uavhengig av andre prognostiske faktorer i multivariat analyse. Pasienter med mBRCA-assosiert kreft og en høy Nmut hadde bemerkelsesverdig gunstige PFS og OS. Sammenhengen med overlevelse var lik i kreft med enten
BRCA1
eller
BRCA2
mutasjoner. I kreft med villtype BRCA ble svulst Nmut assosiert med behandlingsrespons hos pasienter uten restsykdom etter operasjonen.
Konklusjoner
Tumor Nmut var assosiert med behandlingsrespons og med både PFS og OS hos pasienter med høy grad av serøs eggstokkreft bærer
BRCA1
eller
BRCA2
mutasjoner. I TCGA årsklasse, lav Nmut spådd motstand mot kjemoterapi, og for kortere PFS og OS, mens høy Nmut prognoser en bemerkelsesverdig gunstig utfall i mBRCA-assosiert kreft i eggstokkene. Våre observasjoner tyder på at den totale mutasjon belastning kombinert med
BRCA1
eller
BRCA2
mutasjoner i eggstokkreft er en genomisk markør for prognose og prediktor for behandlingsrespons. Denne markøren kan gjenspeile graden av mangel på BRCA-mediert trasé, eller omfanget av kompensasjon for mangel av alternative mekanismer
Citation. Birkbak NJ, Kochupurakkal B, Izarzugaza JMG, Eklund AC, Li Y, Liu J, et al. (2013) Tumor Mutation Burden Værvarsel Outcome i Eggstokkreft med BRCA1 eller BRCA2 mutasjoner. PLoS ONE 8 (11): e80023. doi: 10,1371 /journal.pone.0080023
Redaktør: Peiwen Fei, University of Hawaii Cancer Center, USA
mottatt: 6 juni 2013, Godkjent: 27 september 2013; Publisert: 12.11.2013
Copyright: © 2013 Birkbak et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet av midler tildelt fra Breast Cancer Research Foundation til ALR, JDI, EMA, ZS, og ZCW. NUB ble finansiert av Villum Kann Rasmussen Foundation. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Pålitelig biomarkører forutsi motstand eller følsomhet for anti-kreft terapi forenkle valg av riktig terapeutiske legemidler i enkelte kreftpasienter. I brystkreft, østrogenreseptoren og HER2 (erbB-2 /neu) brukes klinisk til å gjøre terapeutiske avgjørelser om endokrin behandling og HER2-målrettede medikamenter, henholdsvis [1,2]. Både østrogen reseptor og HER2 delta i trasé som fremmer kreft vekst. Likeledes
BRCA1 Hotell og
BRCA2
delta i feilfri reparasjon av dobbel tråd DNA pauser etter homolog rekombinasjon (HR) og arvet mutasjoner i disse genene disponerer for brystkreft og eggstokkreft [3] . Eggstokkreft bærer
BRCA1 Kjøpe og
BRCA2
mutasjoner (mBRCA) viser massive kromosomendringer [4,5], og er mer følsomme for DNA kryssbindingsmidler som inneholder platina, og til PARP-inhibitorer [ ,,,0],6,7]. Pasienter med høy grad av serøs eggstokkreft som bærer kimcellelinje mBRCA oppleve en lengre progresjonsfri overlevelse (PFS) og bedre total overlevelse (OS) enn ikke-bærere [6,8,9]. Derfor
BRCA1 Hotell og
BRCA2
kan anses biomarkører som predikerer respons til platinaholdige kjemoterapi og til PARP-inhibitorer. Men i tidligere studier 15-18% av BRCA-assosiert eggstokkreft svarte dårlig til platina-basert kjemoterapiregimer, og enten tilbakefall eller kommet like etter første operasjon og kjemoterapi [8,9].
De fleste sporadisk høyverdig serøs eggstokkreft og trippel-negativ brystkreft ikke har mutasjoner i BRCA-genene, men en undergruppe av disse svulstene utviser massive kromosomavvik og respons til DNA skade kjemoterapi [9-11] . En tiltalende hypotese tar for gitt kromosomavvik er et mål på graden av svekkelse i HR. Forslag surrogater for HR defekter omfatte tiltak for kromosomavvik inkludert hele genomet tap av heterozygositet (LOH) og telomeric allel ubalanse [11,12]. Mangel på Rad51 foci etter DNA-skade kan også merke celler med svekket HR [13].
Nylig har en betydelig høyere mutasjon byrde ble oppdaget av hele genomet eller exome sekvensering i bryst- og eggstokkreft med mBRCA, sammenlignet med sine kolleger bærer villtype
BRCA1 Hotell og
BRCA2 product: (wtBRCA) gener [14,15]. Hele exome sekvensering av høy klasse serøs eggstokkreft ble rapportert av The Cancer Genome Atlas (TCGA) konsortium [9]. DNA-sekvensen av ovariekreft ble sammenlignet med kimlinje DNA-sekvens fra det samme emnet for å gjøre somatiske mutasjons anrop. Identifiserte mutasjoner inkludert basis erstatninger, innskudd eller slette [9,15]. De aller fleste mutasjoner var enkle basis erstatninger [9]. Opphopning av genom-wide mutasjoner kan bli konsekvensen av unike mutasjons prosesser knyttet til DNA-reparasjon mangel på svulster som frakter
BRCA1
eller
BRCA2
mutasjoner.
Siden eggstokkreft med mutasjoner i
BRCA1
eller
BRCA2
er mer følsomme for platinaholdige kjemoterapi, spurte vi om det totale antall av somatiske mutasjoner i eggstokkreft spår følsomhet kjemoterapi og klinisk utfall. Vi brukte hele exome sekvense data fra TCGA å nummerere somatiske mutasjoner og sammenlignet dette med kjemoterapi følsomhet, progresjonsfri overlevelse (PFS) og total overlevelse (OS). En signifikant sammenheng mellom det totale antall av somatiske exome mutasjoner per genom (Nmut) og pasientens utfall ble observert hos pasienter med eggstokkreft besatt mutasjoner i
BRCA1 Hotell og
BRCA2
.
Resultater
Association of mutasjon byrden med kjemoterapi følsomhet og utfallet
Ved hjelp av data fra TCGA, fant vi at 95% av mutasjoner i exomes av eggstokkreft er enkle basis erstatninger. Across the TCGA kohort av 316 svulster, antall exome mutasjoner i enkelt kreft (Nmut) varierer mye, 9-210 (median 54,5, Tabell S1). For å avgjøre om Nmut er assosiert med kjemoterapi motstand etter første operasjon, separert vi pasientene inn Nmut høye og lave grupper basert på medianen Nmut av hele kullet. Det ble observert en høyere frekvens av motstand til innledende kjemoterapi i Nmut lavt i forhold til Nmut høy gruppen (40,2 vs 23,9%, figur 1A). Nmut var lavere ved behandlingsresistent pasienter enn sensitive pasienter (median 46 vs 59, figur 1B). Cox regresjon viste en sammenheng mellom Nmut og progresjonsfri overlevelse (PFS) eller total overlevelse (OS) (
P
= 0,013 og 0,0014 henholdsvis tabell 1). Kaplan-Meier analyse viste en betydelig lengre PFS og OS i Nmut høy gruppen sammenlignet med Nmut lav gruppen (figur 1C og 1D).
Alle pasientene fikk platina og mest mottatt taxaner i kombinasjon. A) Tumorene ble separert i Nmut høye og lave grupper som er definert ved median Nmut over hele kullet og sammenlignet med frekvensen av kjemoterapi motstand. Signifikansen av forskjellene ble bestemt ved Fishers eksakte test. B) Antallet av mutasjoner (Nmut) for hver tumor ble sammenlignet i kjemoterapi resistente og sensitive pasienter og er vist ved dot plots. Median og 25-75 persentiler er indikert med horisontale linjer. P-verdien er avledet fra Wilcoxon rank-sum test. C) Kaplan-Meier analyse sammenlignet progresjonsfri overlevelse (PFS) og D) total overlevelse (OS) mellom pasienter med høy og lav svulst Nmut. Pasienter som var progresjonsfri eller fortsatt i live på tidspunktet for siste oppfølging ble sensurert (+). Antall pasienter med risiko ved hvert intervall er gitt nedenfor grafene. P-verdier er oppnådd ved Log-rank test.
Univariat
Multivariate
HR
a
95% CI
b
P
c
HR
95% KI
P
Alle casesNmut
dPFS0.944(0.990-0.999)0.0130.955(0.991-1.000)0.042OS0.926(0.988-0.997)0.00140.913(0.986-0.996)0.0001StagePFS1.466(1.072-2.005)0.0171.38(0.985-1.935)0.061OS1.325(0.960-1.828)0.0871.221(0.865-1.724)0.256Residual
e PFS1.183(1.026-1.365)0.0211.158(0.999-1.342)0.052OS1.267(1.091-1.470)0.00191.245(1.065-1.455)0.006Age (yrs)PFS0.995(0.982-1.009)0.4920.998(0.984-1.013)0.828OS1.019(1.005-1.033)0.00751.025(1.010-1.040)0.001MbrcaNmutPFS0.817(0.968-0.993)0.0020.856(0.971-0.998)0.027OS0.828(0.967-0.996)0.0110.821(0.966-0.995)0.0082StagePFS1.694(0.745-3.853)0.2091.415(0.600-3.338)0.428OS1.304(0.539-3.154)0.5551.1(0.396-3.055)0.856Residual PFS0.999 (0.723-1.379) 0.9930.979 (0.695-1.379) 0.904OS1.362 (0.959-1.936) 0.0841.389 (0.961-2.009) 0.081Age (yrs)PFS0.987(0.960-1.016)0.3780.999(0.967-1.031)0.928OS1.017(0.985-1.049)0.3011.023(0.990-1.058)0.175wtBRCANmutPFS0.987(0.994-1.003)0.5930.989(0.994-1.004)0.648OS0.966(0.992-1.001)0.1590.948(0.990-1.000)0.032StagePFS1.369(0.980-1.913)0.0651.234(0.859-1.772)0.255OS1.224(0.871-1.719)0.2441.119(0.778-1.608)0.545Residual PFS1.231 (1.048-1.447) 0.0111.219 (1.030-1.443) 0.021OS1.195 (1.011-1.414) 0.0371.192 (1.000-1.421) 0.051Age (yrs)PFS0.994(0.979-1.010)0.4660.998(0.982-1.015)0.841OS1.017(1.001-1.033)0.0351.024(1.007-1.041)0.0051Table 1. Univariat og multivariat analyse av Nmut og andre kliniske variabler med PFS og OS.
AHazard ratiob95% tillit intervalcP-verdi fra Cox proporsjonal hazard regresjon DHR for Nmut er uttrykt forholdet per 10 mutationseResidual sykdom igjen etter første operasjon CSV ned CSV
Effekt av BRCA1 og BRCA2 på mutasjon byrde og utfallet
Sytti pasienter enten gjennomført en germline
BRCA1
eller
BRCA2
mutasjon eller besatt svulster bærende somatisk
BRCA1
eller
BRCA2
mutasjoner (mBRCA). Vi fant ingen forskjeller i tumor Nmut, PFS eller OS mellom pasienter med germline og svulstsomatiske mutasjoner i
BRCA1 Hotell og
BRCA2 plakater (Figur S1). Men mBRCA-assosiert svulster besatt en høyere Nmut enn svulster uten BRCA mutasjoner (wtBRCA; median 67,5 vs. 49,5, figur S2A). Vi separat analysert undergruppe av pasienter som bærer mBRCA og de med wtBRCA svulster, og sammenlignet svulst Nmut mellom kjemoterapi motstandsdyktig og følsomme pasienter. En høyere svulst Nmut spådd en høyere rate av respons på kjemoterapi etter kirurgi hos pasienter med mBRCA-assosierte svulster, men ikke i de med svulster som besatt bare wtBRCA (Tall S2B og S2C). Da vi undersøkte alle pasienter med svulster som inneholder mBRCA, fant vi en signifikant høyere svulst Nmut i behandlingssensitive gruppen versus behandlingsresistent gruppe (median 74 vs. 44, figur 2A). Hos pasienter med wtBRCA svulster, var det ingen signifikante forskjeller i Nmut mellom behandlings følsomme og resistente grupper (median 52 vs 47, figur 2B). Cox regresjon viste en signifikant sammenheng mellom tumor Nmut og PFS og OS hos pasienter med mBRCA-assosierte tumorer (HR = 0,82,
P
= 0,002 og HR = 0,83,
P
= 0,011, henholdsvis ), men ikke i pasienter med wtBRCA tumorer (tabell 1). Når pasienter med mBRCA-assosiert svulster ble fordelt etter median Nmut av hele kohorten, pasienter med stor tumor Nmut viste en betydelig lengre PFS og OS (figur 2C og 2D). PFS og OS hos pasienter med mBRCA og lav svulst Nmut var kortere, i likhet med pasienter med wtBRCA tumorer (figur 2C til 2F). Hos pasienter med wtBRCA svulster, var det ingen signifikant sammenheng mellom Nmut og PFS eller OS (Figur 2E og 2F). Derfor effekten av svulst Nmut på behandlingsrespons og utfallet var hovedsakelig begrenset til de tumorer med enten kimcellelinje eller somatiske mutasjoner i
BRCA1
eller
BRCA2
.
A) Nmut i svulster med mBRCA. Kjemoterapi resistente og sensitive eggstokkreft er vist ved prikkplotter. P-verdien er avledet fra Wilcoxon rank-sum test. B) Nmut i svulster med wtBRCA. Kjemoterapi resistente og sensitive tumorer er vist med dot plots av hver tumor som i figur 1. Median og 25-75 persentiler er indikert med horisontale linjer. P-verdien er avledet fra Wilcoxon rank sum test. C) Kaplan-Meier-analysen sammenlignet PFS og D) OS mellom pasienter med høy og lav Nmut i sine mBRCA-assosierte tumorer. E) Kaplan-Meier analyse i forhold PFS og F) OS hos pasienter med høy og lav Nmut i sine wtBRCA svulster. Medianen for Nmut ble beregnet fra hele kohort av 316 svulster. I Kaplan-Meier analyse ble pasienter som var progresjonsfri eller fortsatt i live på tidspunktet for siste oppfølging sensurert (+). Antall pasienter med risiko ved hvert intervall er gitt nedenfor grafene. P-verdier er hentet fra Log-rank test.
I univariat og multivariat analyse, scenen på presentasjon, størrelsen på rest svulster etter debulking kirurgi, ble pasientens alder og Nmut forbundet med enten PFS eller OS i alle pasienter med klinisk oppfølging (tabell 1). Påfallende, for pasienter med mBRCA-forbundet eggstokkreft, bare Nmut var signifikant assosiert med behandlingsresultat i både univariat og multivariat analyse. I multivariat analyse av kreft med wtBRCA, ble restsykdom igjen etter første operasjon signifikant assosiert med både PFS og OS. Nmut og alder var signifikant assosiert med OS, men ikke PFS hos pasienter med wtBRCA (tabell 1). Disse resultatene viser Nmut er signifikant assosiert med klinisk resultat og er uavhengig av andre prognostiske faktorer hos pasienter med mBRCA-assosierte tumorer.
Alle 51 germline mutasjoner i
BRCA1 Hotell og
BRCA2
ble avkorting mutasjoner. Av de 21 somatiske mutasjoner i de to genene, 4 var missense og de andre avkorting. Vi undersøkte plassering av mutasjonene i
BRCA1 Hotell og
BRCA2
gener for tilknytning Nmut i tumorer (Tall S3A og S3b). Vi skilles BRCA mutasjoner i ring, midtre og BRCT domener av BRCA1 og N-terminal, RAD51 bindende og C-terminal regioner i BRCA2. Forskjeller i Nmut blant svulster med mutasjoner i disse regionene i BRCA1 og BRCA2 ble evaluert. Ingen signifikant sammenheng ble funnet mellom Nmut og mutasjoner i ulike regioner av BRCA1 eller BRCA2 (Kruskal-Wallis test for multiple sammenligninger,
P
= 0,58 og
P
= 0,13, figur S3C og S3D) .
Fjorten mBRCA-forbundet tumorer (6 somatiske og 8 kimcellelinje BRCA mutasjoner) forble heterozygous på muterte BRCA locus (tabell S1). For å unngå innvirkningen av wtBRCA allelet, vi testet for assosiasjonen mellom tumor Nmut og klinisk resultat i den undergruppe av pasienter bærende BRCA kimlinje-mutasjoner med LOH ved den tilsvarende BRCA locus i deres tumorer. Cox regresjon viste en signifikant sammenheng mellom Nmut og OS (HR = 0. 765,
P
= 0,021) og en trend mot signifikant korrelasjon mellom Nmut og PFS (HR = 0. 837,
P
= 0,056). Kaplan-Meier-analysen viser de bemerkelsesverdige forskjell i resultatet mellom pasienter med høy og lav tumorbyrde mutasjon (figur 3A og 3B). Til tross for små tall, store og konsistente forskjeller i PFS og OS ble sett da
BRCA1 Hotell og
BRCA2
germline mutasjonsbærere ble evaluert separat (Figur 3C til 3F). Disse resultatene støtter konklusjonen om at svulsten Nmut er assosiert med både behandlingsrespons og klinisk utfall innenfor pasienter med arve
BRCA1
eller
BRCA2
mutasjoner.
A) Kaplan-Meier analyse i forhold PFS og B) OS mellom Nmut høye og lave eggstokkreft, som alle utføres enten en
BRCA1
eller
BRCA2
germline mutasjon med LOH ved den tilsvarende BRCA-locus. C – F) Analyse i enkelt BRCA1 og BRCA2 mutasjon bærergrupper. C) Kaplan-Meier analyse hos pasienter med
BRCA1
-associated svulster sammenligne PFS, og D) OS. E) Kaplan-Meier analyse hos pasienter med
BRCA2
-associated svulster sammenligne PFS, og F) OS. Nmut høy og lav er definert som en verdi over eller under median Nmut av alle mBRCA-assosierte tumorer. Antall pasienter med risiko ved hvert intervall er gitt nedenfor grafene.
P
-verdier beregnes ved log-rank test.
Vi undersøkte Nmut i tumorer med kjente epigenetiske forandringer i
BRCA1 product: (n = 31) og
RAD51C product: (n = 8) i denne TCGA datasett. Sammenlignet med svulster med wtBRCA og uten metylering i de to genene, observerte vi en høyere Nmut i svulster med
BRCA1
eller
RAD51C
metylering, tilsvarende svulster med mBRCA (figur S4). Resultatet tyder på at epigenetisk stanse i
BRCA1 Hotell og
RAD51C
kan føre til opphopning av enkeltbasis erstatninger. Men etter avtale med tidligere publiserte resultater [9,15], utfall (PFS og OS) av pasienter med svulster husing
BRCA1
metylering kombinert med høy Nmut var lik for pasienter med tumorer hadde lav Nmut eller wtBRCA1 ( data ikke vist). Sammenhengen mellom svulst Nmut og behandlingsresultat synes i stor grad i kreft med
BRCA1
mutasjon, men ikke i de kreft med
BRCA1
epigenetisk endring.
Sammenheng mellom Nmut og alder eller kromosomskade
Nmut i svulster fra pasienter med kimcellelinje
BRCA1
eller
BRCA2
mutasjoner (BRCA mutasjoner) økte med pasientens alder ved diagnose (figur s5a). Men dette forholdet gikk tapt da svulster med somatiske BRCA mutasjoner ble inkludert eller de med wtBRCA ble analysert separat, (Tall S5b og S5C). Disse funnene er i tråd med en distinkt sykdomsfremkallende prosess i germline BRCA-assosiert kreft med haplogruppene-insuffisiens av BRCA-funksjonen i premaligne vev, og de kreftformer som erverver BRCA mutasjoner senere i deres utvikling. En lignende korrelasjon mellom akkumulerte mutasjoner og alder ble rapportert i kreftformer som oppstår fra vev som normalt replikere i løpet av livet (f.eks kolonepitelet), men ikke er sett i kreftformer fra vev som normalt sovende (f.eks cellene i eksokrine pankreas) [16] .
Både brøkdel av LOH per genom (Floh) og antall episoder av telomeric allel ubalanse (NtAI) reflekterer omfanget av svulsten kromosomskade [11,12]. Bruke TCGA SNP6 data fra samme årsklasse, Nmut positivt korrelert med Floh og NtAI i mBRCA-assosiert svulster; NtAI korrelert med Nmut i wtBRCA tumorer (figur S6). Sammenhengen mellom høy mutasjon belastning og høy grad av kromosomskade antyder en sammenheng mellom de prosesser som produserer eller ikke klarer å reparere disse forskjellige typer DNA-skader.
Influence of restsykdom på foreningen av mutasjon byrde og utfallet
restsykdom etter første kirurgi er en prognostisk faktor i eggstokkreft og ble bekreftet i både mBRCA- og wtBRCA-assosiert kreft i eggstokkene (figur S7). Hos pasienter med mBRCA-relatert kreft, de med høy tumor Nmut hadde bedre resultater enn de med lav svulst Nmut uavhengig av om restsykdom var til stede etter første operasjon (figur S8). Pasienter med ingen restsykdom og høy tumor Nmut hadde en spesielt gunstig utfall (5 år PFS var 58% og OS var 100%, figur S8). I undergruppen av pasienter med wtBRCA svulster og ingen gjenværende sykdom etter kirurgi, spådde høy tumor Nmut en lengre PFS og en trend mot lengre OS (figur 4). Ingen slike forskjeller ble funnet hos pasienter med wtBRCA svulster og restsykdom etter operasjonen (data ikke vist). Restsykdom er en kraftig prognostisk faktor, som kan maskere virkningen av tumor Nmut hos pasienter med wtBRCA tumorer. Resultatet antyder Nmut kan assosieres med behandlingsresultat i sporadisk eggstokkreft med wtBRCA og ingen restsykdom.
Nmut høy og lav ble definert av verdiene over eller under median Nmut fra alle wtBRCA svulster i kohort. A) Kaplan-Meier-analysen sammenlignet PFS, og B) OS mellom tumor Nmut høy og lav hos pasienter med wtBRCA tumorer og ingen gjenværende sykdom etter kirurgi debulking. Antall pasienter med risiko ved hvert intervall er gitt nedenfor grafene. P-verdier er hentet fra Log-rank test.
Diskusjoner
Høyverdig serøs eggstokkreft i bærere av
BRCA1
eller
BRCA2
har en bedre prognose enn samme sykdom hos ikke-bærere, og kan være mer følsomme for cisplatin-basert kjemoterapi eller til PARP-inhibitorer som er rettet mot DNA-reparasjon [6-8]. Men innenfor gruppen av kvinner med somatiske eller arvet mutasjoner i
BRCA1
eller
BRCA2
, noen pasienter vil fortsatt ha dårlige resultater. Det er foreløpig ingen markører for behandlingsresultat hos pasienter med mBRCA-forbundet eggstokkreft. Mulige markører kan omfatte nedsatt apoptose, multi-legemiddelresistens og DNA-reparasjon ferdigheter. Denne studien søkt å korrelere hel-exome mutasjon byrde i svulstvev (Nmut) til behandlingsresultat i eggstokkene kreftpasienter, og for å undersøke dette forholdet hos pasienter med
BRCA1 Kjøpe og
BRCA2
mutasjoner i sine ovarietumorer.
Det mest bemerkelsesverdige sammenslutning av Nmut med behandlingsrespons og resultatet ble sett i undergruppe av pasienter med mBRCA-assosierte svulster. En betydelig andel av pasientene med mBRCA-forbundet eggstokkreft, men lav Nmut opplevd en relativt dårlig behandlingsresultat, og ligner på pasienter med wtBRCA eggstokkreft. Men for kvinner som kreft ble mBRCA-forbundet og hadde høy tumor Nmut, resultatet var utrolig bra. Dette gjaldt både for
BRCA1 Hotell og
BRCA2
mutasjoner, både kimcellelinje og somatiske mutasjoner, og for svulster med LOH på tilsvarende locus. Hos pasienter med mBRCA-assosiert kreft og ingen restsykdom etter første operasjon, de med høyt Nmut hadde spesielt gode resultater. Faktisk, lang overlevelse i høyverdig serøs eggstokkreft, når det er observert, kan skyldes mutasjon i enten
BRCA1
eller
BRCA2
når disse genotyper er kombinert med høy tumor Nmut . Nmut er en kandidat genomisk markør for å forutsi behandlingsresultat hos pasienter med mBRCA-forbundet eggstokkreft. Foreningen av Nmut og utfallet kan reflektere graden av mangel i BRCA1- eller BRCA2-mediert DNA reparasjonsveien (e), eller resultatet av kompensasjon for mangel av alternative mekanismer. Men alle pasientene i TCGA kohort mottatt platinabasert kjemoterapi, og den reelle effekten av et BRCA1 eller BRCA2 mangel på OS kan skyldes bedre behandlingsrespons, eller på grunn av mindre dødelige potensialet i mBRCA-assosiert kreft.
i vår analyse av TCGA data,
BRCA1
mutasjon-forbundet eggstokkreft hadde et bedre resultat når kombinert med høy tumor Nmut. I tillegg
BRCA1
mutasjon-assosiert kreft som mistet villtype
BRCA1
allel hadde et bedre resultat enn eggstokkreft med bare villtype
BRCA1 plakater (data ikke vist). Det er uklart hvorfor
BRCA1
metylering, selv kombinert med høy Nmut, ikke oversette til samme overlevelsesgevinst sett i eggstokkreft med BRCA mutasjoner og høy Nmut.
BRCA1
metylering er assosiert med en signifikant reduksjon av BRCA1 transkripsjonsnivåer, høyere nivåer av genom-bred LOH, og i denne studien, høyere mutasjonsbelastning [9,11,15]. Under valget av platina behandling, er det mulig
BRCA1
metylering kan være reversibel, og fører til gjenopprettelse av BRCA1 uttrykk. I brystkreft xenografter, terapi motstandsdyktig trippel-negativ kreft tapt
BRCA1
promoter metylering og re-uttrykte BRCA1 protein [17]. Den epigenetisk ko-inaktivering av andre gen (er), for eksempel i pro-apoptotiske reaksjonsvei (er), er en mulighet for at kunne forklare den dårligere resultat av pasienter med
BRCA1
metylering forhold til de med
BRCA1
mutasjon. Disse mulighetene er fortsatt åpen for fremtidige studier.
Neste generasjons DNA-sekvensering er mye brukt i forskning og kan bli et klinisk verktøy for å påvise spesifikke og målrettbare mutasjoner. Et biprodukt av den økte bruk av hel-genomet og hele exome sekvenseringsstudier kan være en enkel telling av genom mutasjoner, som i seg selv kan representere en genomisk biomarkør for å forutsi resultater hos pasienter som får optimal kirurgi og kjemoterapi.
Våre observasjoner er i samsvar med konseptet som BRCA1 og BRCA2 regulere feilfri reparasjon av nucleotide skader og handle for å minimere single nucleotide mutasjoner. Det er bevis for BRCA1 DNA-reparasjon aktivitet i andre land enn HR veier. Pathania, et al viste BRCA1 spilt en rolle i reparasjon av UV-stråling-skadet DNA. BRCA1 deltok i DNA replikering avhengig men nucleotide excision reparasjon (NER)-uavhengig reparasjonsprosesser ved å fremme photoproduct eksisjon og undertrykkelse av utsatt for feil translesion syntese (TLS) ved UV-indusert Stall replikering gafler [18]. Høy aktivitet av TLS kan induseres av FANCJ aktivitet når det er tap av BRCA1 binding til FANCJ [19]. Som TLS polymeraser er utsatt for feil, kan en oppregulering av TLS i innstillingen av BRCA1 mangel forklare en høyere rate av somatiske nukleotidsubstitusjoner.
Hele genomsekvensering i brystkreft identifisert en karakteristisk fordeling av single nucleotide mutasjoner med økt generell mutasjon byrde både
BRCA1- Hotell og
BRCA2
-associated svulster. Alle mulige nukleotidsubstitusjoner ble sett i løpet av 96 mulige trinucleotide sekvens sammenhenger uten dominerende mønstre av spesielle trinucleotides, som var et karakteristisk signatur både BRCA1- og
BRCA2
-associated brystkreft [14]. Denne egenskap vises i overensstemmelse med tapet av en tangentmekanisme (r) for feilfri DNA-reparasjon i tillegg til HR, eller aktivering av en feilutsatt DNA-replikasjonsprosessen.
Andre linjer av bevis viser forskjeller mellom
BRCA1 Hotell og
BRCA2
mutasjon-forbundet eggstokkreft. Disse forskjellene har relativt tidligere utbruddet i
BRCA1
enn
BRCA2
germline mutasjonsbærere, og en relativt bedre overlevelse hos pasienter med
BRCA2
enn
BRCA1
mutasjon -associated svulster i forhold til at pasienter med wtBRCA-forbundet eggstokkreft [6,15]. Våre resultater viser de samme assosiasjoner mellom svulst Nmut og behandlingsresultat i både BRCA1- og
BRCA2
-associated eggstokkreft. Denne observasjonen er konsistent med tilsvarende signaturer av mutasjonsprosesser i bryst og eggstokkreft fra pasienter med
BRCA1
eller
BRCA2
germline mutasjoner [14,20]. Det er andre anerkjente likheter mellom BRCA1- og
BRCA2
-associated sykdommer. Disse likhetene omfatter HR-mediert DNA reparasjon mangler, følsomhet for DNA-skadelige stoffer og PARP-inhibitorer, og hjemfallsmutasjons assosiert behandling motstand [3,6,7,9,21,22].
En lav mutasjon byrde i tumorer med enten homozygot
BRCA1
eller
BRCA2
skadelig mutasjon og LOH på den tilsvarende BRCA locus kan forklares med aktivering av alternativ mekanisme (r ) i stand til å omgå defekten og gjenopprette feilfrie DNA-reparasjon. Vår kunnskap om bypass veier av reparasjon er begrenset. Alternativ aktivering av HR ved samtidig tap av 53BP1 i BRCA1-mangel celler kan gjenopprette motstand mot PARP-hemmere, men endrer ikke følsomhet for cisplatin [23,24]. Hjemfall mutasjon av
BRCA1 /2
gener i tilbakevendende sykdom kan føre til resistens mot platina kjemoterapi og PARP-hemmere, men er sjelden funnet i den primære sykdommen [21]. Våre resultater er basert på et relativt lite sett med pasienter frakte
BRCA1 Hotell og
BRCA2
mutasjoner, og bør vurderes hypotese generere inntil bekreftet i en større kohort. I tillegg kan svulster eie
de novo
mekanismene som fører til resistens mot kjemoterapi og målrettede behandlinger. Våre foreløpige resultater tyder på lav svulst Nmut kan identifisere BRCA-assosiert primære svulster som originalen mangel av BRCA1 og BRCA2 trasé, inkludert svekket DNA-reparasjon, blir kompensert for ved alternative veier.
Materialer og Metoder
Datasett
Vi innhentet exome sekvense data av 316 høyverdig serøs eggstokkreft og oppfølging informasjon fra TCGA [9]. Enhver sekvens endring i ovarial tumor exome som ikke var tilstede i kimlinje DNA-sekvensen ble kalt en somatisk mutasjon og inkluderte både ikke-synonyme og synonyme endringer. I exome mutasjon data publisert av TCGA konsortiet, ble totalt 19,356 somatiske mutasjoner identifisert i kohorten, og mest uavhengig validert av en annen analyse ved hjelp av hel-genom forsterkning av en andre prøve fra samme tumor [9]. Mutasjoner som ikke ble uavhengig validerte ble beregningsmessig vurdert og hatt en høy sannsynlighet for å være sanne mutasjoner som beskrevet [9]. Basert på TCGA mutasjons anrop forklart ovenfor, det totale antall av somatiske mutasjoner i tumor exome (Nmut) ble bestemt for hvert tilfelle (tabell S1). Affymetrix SNP6 genotyping data og oppdatert klinisk informasjon ble innhentet fra TCGA data portal (https://tcga-data.nci.nih.gov/tcga/, dbGaP tiltredelse no. Phs000178.v5.p5 kjøpte 2011 27 oktober).
BRCA1 Hotell og
BRCA2
genmutasjon status,
BRCA1 Hotell og
RAD51C
metylering status og etnisk /rasistiske informasjon ble kjøpt fra cBIO SU2C data portal ( https://cbio.mskcc.org/su2c-portal/).
Klinisk vurdering av behandlingsrespons
Alle pasientene gjennomgikk debulking kirurgi før platina og taxan-basert kjemoterapi. Resultatet av debulking kirurgi ble nærvær eller fravær av synlig restsykdom ved slutten av operasjonen; i TCGA dimensjonene av restsykdom ble estimert. Alle pasientene fikk platina-basert kjemoterapi etter operasjonen. Kjemoterapi motstand ble definert som sykdomsprogresjon under førstelinje platinumbasert kjemoterapi eller progresjon innen 6 måneder etter ferdigstillelse av førstelinjebehandling [25]. Kjemoterapi følsomhet ble definert som progresjonsfri overlevelse lenger enn 6 måneder.
Bioinformatikk analyse
Affymetrix SNP6 array-data for tumor normal parene ble normalisert ved hjelp av Aroma CRMAv2 algoritmen, og B-allelet fraksjon (BAF) ble justert ved hjelp av CalMaTe og TumorBoost Aroma pakker [26 -28]. Bearbeidede data ble analysert for LOH, allel ubalanse, kopiere antall endringer og normal celle forurensning ved hjelp ASCAT [29], som beskrevet andre steder [12,29]. Nmut ble bestemt ved å telle alle mutasjons samtaler for hver prøve rapportert av TCGA konsortiet (tabell S1). Mutasjoner inkluderer missense, tull, stille, rammeskifte og spleisevarianter [9]. Medianverdien for Nmut ble bestemt for kohortene og høy Nmut ble definert som de verdier over medianen, og lav Nmut var verdier lik eller under medianen. Korrelasjon ble bestemt av Spearman rank korrelasjonskoeffisienten.
