Διερεύνηση οικογενειών με βεβαρημένο οικογενειακό ιστορικό καρκίνου με αρνητική ανάλυση πάνελ 36 γονιδίων χρησιμοποιώντας exome sequencing και polygenic risk score (PRS)

Abstract

Introduction: Hereditary cancer accounts for approximately 5–10% of all cancer cases. Over the past decade, technological advancements, particularly the advent of Next Generation Sequencing (NGS), have enabled the analysis of many more genes associated with hereditary cancer predisposition. The aim of this doctoral thesis is: A) to retrospectively evaluate the clinical utility of polygenic risk score (PRS) estimation in the development of breast cancer, using a cohort of patients already diagnosed with breast cancer, and B) to potentially identify new genetic loci associated with hereditary breast cancer through whole-exome sequencing (WES).Materials and Methods: Between 2020 and 2023, a total of 8,261 individuals were referred for multigene panel testing of 52 genes using NGS at the Genekor Medical S.A. laboratory. Subsequently, among the 4,641 patients with breast cancer, PRS analysis was conducted in 105 individuals with known results from targeted genetic testing, analyzing 577,113 single nucleotide polymorphisms (SNPs). Additionally, in order to clarify the genetic cause of breast cancer, WES analysis was performed on 85 women (excluding those positive for a high-penetrance gene).Results:20% of the individuals tested carried a pathogenic variant. Specifically, 54.8% of patients had a pathogenic variant in a clinically significant gene (including BRCA1, BRCA2, PALB2, RAD51C, PMS2, CDKN2A, MLH1, MSH2, TP53, MSH6, APC, RAD51D, PTEN, RET, CDH1, MEN1, and VHL). Among the various types of pathogenic variants detected, a significant proportion (6.52%) represented large genomic rearrangements (Copy Number Variations - CNVs).The PRS analysis showed a significant difference in the distribution of PRS percentiles, indicating a higher risk of developing breast cancer in the study group compared to the general population. Higher PRS values were observed in women who developed the disease at a younger age and those with a family history of breast cancer. Among patients with a detected pathogenic variant, lower PRS values were observed, as the risk of developing breast cancer was primarily due to monogenic etiology. Through WES analysis, the following findings were identified:CTC1: c.880C>T, p.(Gln294*)MLH3: c.405del, p.(Asp136Metfs*2)PPM1D: c.1426_1430del, p.(Glu476Leufs*3)SDHB: c.395A>G, p.(His132Arg) Conclusions: Comprehensive genetic testing is essential, as it can provide information relevant to the clinical management of individuals carrying pathogenic variants. Moreover, the calculation of PRS is particularly useful in women with a family history of breast cancer when no monogenic etiology is identified through NGS.

Εισαγωγή: Ο κληρονομικός καρκίνος αφορά περίπου το 5-10% των περιπτώσεων καρκίνου. Την τελευταία δεκαετία, τα τεχνολογικά πλεονεκτήματα και κυρίως η έλευση της αλληλούχησης επόμενης γενιάς (Next Generation Sequenicng - NGS) επέτρεψε την ανάλυση πολλών περισσότερων γονιδίων που σχετίζονται με την κληρονομική προδιάθεση για καρκίνο. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι: Α) να αξιολογηθεί αναδρομικά η κλινική χρησιμότητα της εκτίμησης πολυγονιδιακού κινδύνου (Polygenic Risk Score - PRS) στην ανάπτυξη καρκίνου του μαστού, χρησιμοποιώντας μια ομάδα ασθενών που έχουν ήδη διαγνωστεί με καρκίνο του μαστού και Β) η πιθανή ανεύρεση νέων γενετικών τόπων που σχετίζονται με τον κληρονομικό καρκίνο του μαστού, με την χρήση αλληλούχησης επόμενης γενιάς όλων των εξωνίων (WES). Υλικά και Μέθοδοι: Kατά την περίοδο 2020-2023, συνολικά 8,261 άτομα παραπέμφθηκαν για πολυγονιδιακό γενετικό έλεγχο 52 γονιδίων με χρήση NGS, στο εργαστήριο της Genekor Ιατρικής Α.Ε. Στην συνέχεια, από τις 4,641 ασθενείς με καρκίνο μαστού, πραγματοποιήθηκε ανάλυση για εκτίμηση πολυγονιδιακού κινδύνου (PRS) σε 105 άτομα με γνωστά αποτελέσματα από τον στοχευμένο γονιδιακό έλεγχο, αναλύοντας 577,113 πολυμορφισμoύς ενός νουκλεοτιδίου (SNPs). Επιπλόν, προκειμένου να αποσαφηνιστεί η γενετική αιτία του καρκίνου του μαστού πραγματοποιήθηκε ανάλυση WES σε 85 γυναίκες (εξαιρέθηκαν εκείνες που ήταν θετικές σε γονίδιο υψηλής διεισδυτικότηταςΑποτελέσματα: Το 20% των εξεταζόμενων ατόμων έφερε παθογόνο παραλλαγή. Συγκεκριμένα, το 54,8% των ασθενών είχαν παθογόνο παραλλαγή σε κλινικά σημαντικό γονίδιο (BRCA1, BRCA2, PALB2, RAD51C, PMS2, CDKN2A, MLH1, MSH2, TP53, MSH6, APC, RAD51D, PTEN, RET, CDH1, MEN1 και VHL). Μεταξύ των διαφόρων τύπων παθογόνων παραλλαγών που ανιχνεύθηκαν, ένα σημαντικό ποσοστό (6,52%) αντιπροσώπευε μεγάλες γενωμικές αναδιατάξεις (Copy Number Variations - CNVs).Η PRS ανάλυση έδειξε σημαντική διαφορά στην κατανομή των εκατοστημορίων του PRS, η οποία συνδέεται με υψηλότερο κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου του μαστού στην ομάδα μελέτης σε σύγκριση με τον γενικό πληθυσμό. Υψηλότερη τιμή PRS παρατηρήθηκε σε γυναίκες που εμφάνισαν την νόσο σε μικρότερη ηλικία και σε εκείνες που είχαν οικογενειακό ιστορικό με καρκίνο μαστού. Μεταξύ των ασθενών στους οποίους ανιχνεύθηκε παθογόνος γονιδιακή παραλλαγή, παρατηρήθηκαν μειωμένες τιμές PRS, καθώς ο κίνδυνος ανάπτυξης καρκίνου μαστού καθοριζόταν κυρίως από μονογονιδιακή αιτιολογία. Χρησιμοποιώντας την ανάλυση WES εντοπίστηκαν, τα ακόλουθα ευρήματα: CTC1:c.880C>T, p.(Gln294*); MLH3: c.405del, p.(Asp136Metfs*2), PPM1D: c.1426_1430del, p.(Glu476Leufs*3), και SDHB: c.395A>G, p.(His132Arg). Συμπεράσματα: Ο πλήρης γενετικός έλεγχος είναι απαραίτηος καθώς μπορεί να δώσει πληροφορίες για την κλινική διαχείριση των φορέων παθογόνων παραλλαγών. Επίσης, είναι σημαντική η χρησιμότητα του υπολογισμού του PRS σε γυναίκες με οικογενειακό ιστορικό καρκίνο μαστού, όταν δεν ανιχνεύεται μονογονιδιακή αιτιολογία μέσω NGS.