Jak interpretować testy genetyczne?

Jak interpretować testy genetyczne? Dorota Nowakowska Poradnia Genetyczna Zakład Profilaktyki Nowotworów

Definicja: Co to są testy genetyczne? Testy genetyczne ( badania genetyczne) są to badania medyczne, których celem jest wykrywanie zmian w obrębie DNA, chromosomów, białek. Celem testu genetycznego jest weryfikacja podejrzenia dziedzicznie uwarunkowanej choroby lub ocena ryzyka zachorowania na określone schorzenie lub prawdopodobieństwa przekazania mutacji predysponującej do choroby potomstwu. Wg The National Human Genome Research Institute

Przykłady testów genetycznych: badanie kariotypu w celu ustalenia przyczyny niepełnosprawności intelektualnej badanie nosicielstwa mutacji w genie CFTR w celu potwierdzenia rozpoznania mukowiscydozy badanie stężenia fenyloalaniny w suchej kropli krwi u noworodków jako test przesiewowy w kierunku fenyloketonurii (choroba uwarunkowana mutacjami genu PAH) badanie nosicielstwa mutacji w genie RET u chorych na rdzeniastego raka tarczycy

Rodzaje testów genetycznych Testy diagnostyczne Testy prognostyczne (predykcyjne, testy podatności)- pozwalają oszacować ryzyko zachorowania na daną chorobę Testy na nosicielstwo (głównie mutacji predysponujących do chorób dziedziczonych recesywnie, nosiciel zwykle nie ma objawów, celem testu jest ocena ryzyka wystąpienia choroby u potomstwa) Testy farmakogenetyczne

Konwencja o Ochronie Praw Człowieka i Godności Istoty ludzkiej (tzw. Konwencja Bioetyczna Rady Europy) zasady przeprowadzania badań genetycznych Testy [...], które mogą wykryć genetyczne predyspozycje lub podatność na zachorowanie, mogą być przeprowadzone wyłącznie dla celów zdrowotnych albo dla badań naukowych związanych z celami zdrowotnymi oraz podlegają odpowiedniemu poradnictwu genetycznemu." Art. 12 rozdz. IV

poradnictwo genetyczne - definicja Poradnictwo genetyczne jest procesem, w którym pacjent i członkowie rodziny, którzy mogą być w grupie ryzyka zachorowania na chorobę uwarunkowaną dziedziczną mutacją w genie predyspozycji, uzyskują poradę odnośnie następstw zdrowotnych choroby, prawdopodobieństwa zachorowania na daną chorobę lub przekazania mutacji potomstwu i informację na temat sposobów zapobiegania lub zmniejszania skutków nosicielstwa mutacji w genie predyspozycji.

badania genetyczne wiedza, uwolnienie od lęku zindywidualizowany nadzór onkologiczny, dopasowana do ryzyka opieka medyczna możliwe profilaktyczne leczenie chirurgiczne wpływ na życiowe decyzje (rodzina, dzieci) + - lęk, złość depresja problemy rodzinne zaburzenia samooceny ryzyko dyskryminacji (praca, ubezpieczenie) w przypadku ujemnego wyniku badania poczucie winy ocalonego wg H. Lyncha wystąpienie na Kongresie ASCO 2002 r.

Badania genetyczne fakty i mity MIT : wystarczy sprawdzić czy nie mam mutacji w genie BRCA1 lub BRCA2, żeby wykluczyć wysokie ryzyko raka piersi i jajnika FAKTY: predyspozycja do zachorowania na określony nowotwór może być wynikiem nosicielstwa mutacji w jednym z kilkudziesięciu genów. Znanych jest kilkaset zespołów dziedzicznej predyspozycji do zachorowania na raka. w wielu rodzinach za zachorowania odpowiadają mutacje innych genów wysokie prawdopodobieństwo zachorowania na raka może wynikać z obecności niegenetycznych czynników ryzyka w wielu rodzinach nawet zastosowanie sekwencjonowania nowej generacji nie pozwala na ustalenie mutacji markerowej

Ryzyko zachorowania na raka nosicielki mutacji BRCA1, BRCA2 ryzyko zachorowania BRCA1 BRCA2 na raka piersi 50 80% 50 70% na raka jajnika 20 40% 10-20% mutacje w genach BRCA1/2 pozwalają wyjaśnić około 40% przypadków zespołu dziedzicznego raka piersi i jajnika i około 20% przypadków rodzinnych raka piersi

zalecenia NCCN 2016.2 dla nosicielek mutacji w genie BRCA1/BRCA2 samodzielne badanie piersi od 18 r. ż., badanie lekarskie piersi co 6-12 miesięcy od 25 r. ż. od 25 r. ż. co roku NMR piersi, od 30 r. ż. co roku mammografia i NMR piersi, do rozważenia profilaktyczna mastektomia profilaktyczna obustronna adneksektomia, najlepiej pomiędzy 35 40 r. ż. (po zrealizowaniu planów macierzyńskich), może być nieco później u nosicielek mutacji BRCA2 u kobiet, które nie zgadzają się na adneksektomię i przed 35 r. ż. 15-6-8 usg gin. TV oraz oznaczenie Ca-125 co 6 miesięcy może być rozważana chemoprewencja tamoksyfen, raloksyfen

rola mutacji założycielskich w Polsce znacząca przewaga mutacji w genie BRCA1, większość mutacji w genie BRCA1 u osób z zespołem dziedzicznego raka piersi i jajnika stanowią tzw. mutacje założycielskie - najczęstsze to 5382insC, T300G, 4153delA, 185delAG, 3819del5, 5370C>T niski koszt przesiewowych badań genetycznych, wynik szybko dostępny...ale z badań z NGS wiemy, że tzw. test podstawowy pomija około 30-35% mutacji

Dziedziczna predyspozycja do raka piersi inne geny rak piersi jako choroba spowodowana niedostateczną naprawą pęknięć dwuniciowych DNA deficyt homologicznej rekombinacji kluczowe białka kodowane przez geny: BRCA2, RAD51, PALB2, ATM, MRE11, NBN(NBS1)

Narzędzia oceny ryzyka zachorowania a narzędzia oceny prawdopodobieństwa wykrycia zespołu predyspozycji : http://www.cancer.gov/colorectalcancerrisk / http://epi.grants.cancer.gov/cancer_risk_prediction/

częstość mutacji BRCA1/2 u chorych na raka piersi w Polsce 17.220 nowych zachorowań na raka piersi w 2012 roku w Polsce (źródło: Krajowy Rejestr Nowotworów ) około 5-8 % to nosicielki mutacji BRCA1/2 a zatem każdego roku w Polsce w grupie chorych ze świeżo wykrytym rakiem piersi jest leczonych około 1000 nosicielek mutacji BRCA1/2 aktualnie ogromna większość tych pacjentek i ich lekarzy prowadzących nie wie o tym obciążeniu w chwili podejmowania decyzji diagnostycznych i terapeutycznych

Dziedzicznie uwarunkowany rak jelita grubego FENOTYP ZESPÓŁ laboratoryjna diagnostyka genetyczna mnogie gruczolaki gen chromosom Piśmiennictwo FAP APC AD 5q21-q22 Groden J i wsp. Cell 1991 MAP MUTYH AR 1p34.1 Al-Tassan N i wsp. Nat Genet 2002 PPRAP POLE AD 12q24.3 POLD1 AD 19q13.3 zespół Peutza-Jeghersa STK11 AD 19p13.3 Palles C i wsp. Nat Genet 2013 Hemminki A i wsp. Nature 1998 polipy hamartomatyczne polipy ząbkowane hiperplastyczne zespół polipowatości młodzieńczej SMAD4 BMPR1A ENG AD AD AD 18q21.1 10q22.3 9q34.11 Howe JR i wsp. Science 1998 Howe JR i wsp. Nat Genet 2001 Ngeow J i wsp. Gastroenterology 2013 zespół Cowden PTEN AD 10q23.3 Liaw D i wsp. Nature Genetics 1997 zespół polipów ząbkowanych (HPS)??? AD i AR? Dorota Nowakowska Poradnia Genetyczna Centrum Onkologii Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie

Dziedzicznie uwarunkowany rak jelita grubego FENOTYP ZESPÓŁ laboratoryjna diagnostyka genetyczna rak jelita grubego bez polipowatości zespół Lyncha rak jelita grubego u heterozyg. nosicieli mutacji MUTYH gen chromosom Piśmiennictwo MLH1 AD 3p21.3 Papadopoulos N i wsp. Science 1994 MSH2 AD 2p21 Fishel R i wsp. Cell 1993 MSH6 AD 2p16 Miyaki i wsp. Nat Genet 1997 PMS2 AD 7p22.2 Nicolaides N i wsp. Nature 1994 EPCAM AD 2p21 Ligtenberg MJ i wsp. nat Genet 2009 MUTYH AD 1p34.1 Al-Tassan N i wsp. Nat Genet 2001 Dorota Nowakowska Poradnia Genetyczna Centrum Onkologii Instytut inne SEMA4A RPS20 GALNT12 BRCA1 CHEK2 Schulz E i wsp. Nature Commun 2014 Nieminen T i wsp. Gastroenterology 2014 Guda K i wsp. PNAS 2009 Phelan CM Br Journal Cancer 2014 Wasielewski M i wsp. Clin Cancer Res 2008 im. Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie

zespół Lyncha - około 2-4% zachorowań na raka jelita grubego HNPCC zespół dziedzicznego raka jelita grubego bez polipowatości) TYPOWE SPEKTRUM ZACHOROWAŃ: rak jelita grubego, żołądka, jelita cienkiego rak błony śluzowej trzonu macicy rak nerki (miedniczki nerkowej) i górnych dróg moczowych rak jajnika rak dróg żółciowych

RYZYKO ZACHOROWANIA NA RAKA W ZESPOLE LYNCHA narządowa lokalizacja raka mutacja MLH1, MSH2 mutacja MSH6, PMS2 JELITO GRUBE 40-80 % 10-22% ENDOMETRIUM 25-60 % 15-26% JAJNIK 4-24 % 1-11% ŻOŁĄDEK 1-13% 3% J. CIENKIE 3-6 %?

opieka nad pacjentem z zespołem Lyncha Początek nadzoru zalecane badania 20-25 r. ż. kolonoskopia co 1-2 lata 25-30 r. ż. badanie ogólne moczu co roku 25-30 r.ż. (kobiety) co roku badanie ginekologiczne i usg TV i Ca 125 (oraz cytologia/ biopsja endometrium); do rozważenia histerektomia z adneksektomią 30 r.ż. endoskopia g.o.p.p. co 3-5 lat (w rodzinach, w których występował rak żołądka)

Badania genetyczne fakty i mity MIT 2: na raka chorują przede wszystkim osoby, które mają złe geny i obciążone wywiady rodzinne FAKT 2: 70-90% przypadków zachorowań nie jest wynikiem nosicielstwa mutacji w silnym genie predyspozycji (wpływ stylu życia, ekspozycji na promieniowanie UV, teratogeny, czynniki związane z dietą, decyzje prokreacyjne, itp.)

Badania genetyczne fakty i mity MIT 3: albo marzenia o uniwersalnym badaniu genetycznym... wykluczenie mutacji w kilkudziesięciu genach predyspozycji do raka jest dowodem na brak skłonności do zachorowania na raka FAKT3: aktualnie nie istnieje uniwersalny panel genów, a gdyby nawet istniał taki panel, to brak mutacji w genie ryzyka nie oznacza, że nie zachorujemy, jeżeli mamy inne czynniki ryzyka (otyłość, palenie tytoniu).

Panele diagnostyczne NGS sekwencjonowanie nowej generacji w jednym badaniu analiza sekwencji kilku - kilkudziesięciu genów predyspozycji do zachorowania, wystarcza niewielka ilość DNA unikalna możliwość diagnostyki przy nietypowych lub niepełnych danych rodowodowych i klinicznych (zmiana rozpoznania oraz korekta planu nadzoru onkologicznego) problem mutacji o niepewnym znaczeniu klinicznym [Rozwiązanie: dedykowane bazy danych] wskazane potwierdzenie wykrytych mutacji tradycyjnym sekwencjonowaniem trudności w wykrywaniu dużych delecji/duplikacji [Rozwiązanie: uzupełnienie o MLPA] wysoki koszt

W poszukiwaniu uniwersalnego panelu diagnostycznego... jaki panel? kto za to zapłaci? jak zinterpretować wyniki?

W poszukiwaniu uniwersalnego panelu diagnostycznego... POLSKA FIRMA A FIRMA B INSTYTUT C Panel Nowotworowy 170 Plus... > 95% regionów kodujących...w 94 genach i dodatkowych 284 polimorfizmów (SNP, ang. Single Nucleotide Polymorphisms) występujących w kolejnych 78 genach, o których wiadomo z GWAS ( Genome Wide Association Study), że są zaangażowane w proces nowotworzenia Test Chcę wiedzieć wszystko badanie 66 genów powiązanych z różnymi nowotworami dziedzicznymi Nowotwory wieku dziecięcego analiza wybranego panelu genów metodą sekwencjonowania nowej generacji (NGS) sekwencjonowanie całego eksomu (WES) jaki panel? kto za to zapłaci? jak zinterpretować wyniki? dane są poddawane analizie bioinformatycznej dane są poddawane analizie bioinformatycznej dane są poddawane analizie bioinformatycznej

- Wysłałem próbkę DNA do jednej z tych firm, które proponują sprawdzenie swojego genetycznego dziedzictwa. - Czy to są profesjonaliści? - Nie mam pojęcia. Po prostu uznałem, że to super. -O, pokaż! - Kochanie, mam już wyniki. - Moim zdaniem wysłałeś swoją próbkę niewłaściwym ludziom. - Jednak tak na wszelki wypadek postaram się nie jeść czekolady. Autor: Randall Munroe

W poszukiwaniu optymalnej strategii diagnostycznej stanowisko ASCO ASCO rekomenduje badanie genów o ustalonym znaczeniu klinicznym u pacjentów z podejrzeniem dziedzicznej predyspozycji do zachorowania na raka wg ASCO: rola i miejsce wielogenowych paneli diagnostycznych wymaga dalszych badań Co na to towarzystwa naukowe?

rola mutacji założycielskich w Polsce znacząca przewaga mutacji w genie BRCA1, większość mutacji w genie BRCA1 u osób z zespołem dziedzicznego raka piersi i jajnika stanowią tzw. mutacje założycielskie - najczęstsze to 5382insC, T300G, 4153delA, 185delAG, 3819del5, 5370C>T niski koszt przesiewowych badań genetycznych, wynik szybko dostępny...ale z badań z NGS wiemy, że tzw. test podstawowy pomija około 30-35% mutacji

WES/NGS - Polska 144 chore na raka piersi, których dane kliniczno rodowodowe sugerowały zespół dziedzicznego raka piersi, bez mutacji w teście podstawowym test podstawowy = 11 mutacji w genach BRCA1, CHEK2, NBN badanie WES, ale ostatecznie analizowano mutacje w genach: BRCA1, BRCA2,NBN, CHEK2, ATM, BARD1,BLM, BRIP1,TP53, PALB2, PTEN, XRCC2 wykryto: mutacje patogenne BRCA1,2 u 24/144 (17%)!! PALB2 u 4/144 (2,77%) ATM u 2/144 (1,4%) wnioski Autorów: 1. mutacja c.509_510delga w PALB2 powinna zostać włączona do panelu podstawowego 2. chore na raka piersi z obciążeniem rodzinnym, bez mutacji w teście podstawowym powinny mieć rozszerzoną diagnostykę o pełne sekwencjonowanie BRCA1, BRCA2, PALB2

Dziedziczna predyspozycja do raka piersi inne geny a populacja polska 3% przypadków raka piersi 0,93% przypadków raka piersi

Dziedziczna predyspozycja do raka piersi inne geny a populacja polska 1,96% przypadków raka piersi w Polsce 1,38 % przypadków rodzinnych raka piersi w Polsce

Dziedziczna predyspozycja do raka piersi inne geny a populacja polska 30/13136 przypadków raka piersi w Polsce Germline RECQL mutations are associated with breast cancer susceptibility Cezary Cybulski, Jian Carrot-Zhang, Wojciech Kluźniak, Barbara Rivera, Aniruddh Kashyap, Dominika Wokołorczyk, Sylvie Giroux, Javad Nadaf, Nancy Hamel, Shiyu Zhang, Tomasz Huzarski, Jacek Gronwald, Tomasz Byrski,Marek Szwiec, Anna Jakubowska, Helena Rudnicka, Marcin Lener, Bartłomiej Masojć, Patrica N Tonin, Francois Rousseau, Bohdan Górski, Tadeusz Dębniak, Jacek Majewski, Jan Lubiński, William D Foulkes Nature Genetics 47, 643 646 (2015)

Kontrola jakości testów genetycznych w Polsce Krajowa Izba Diagnostów Laboratoryjnych rejestr laboratoriów Sieć referencyjnych laboratoriów Polskiego Towarzystwa Genetyki Człowieka Międzynarodowe programach akredytacyjne np. EMQN (European Molecular Quality Network) Ustawy i rozporządzenia dotyczące laboratoryjnej diagnostyki genetycznej

Podsumowanie Testy genetyczne nakierowane na wykrycie mutacji w genie predyspozycji do zachorowania na raka powinny być zlecane i interpretowane przez specjalistę w dziedzinie genetyki klinicznej lub odpowiednio przeszkolonego specjalistę (nieodłącznie: badanie genetyczne+ porada genetyczna!). Ocena indywidualnego ryzyka zachorowania na nowotwór musi uwzględniać nie tylko od wynik badania genetycznego, ale również dane kliniczne i rodowodowe pacjenta oraz obecność niegenetycznych czynników ryzyka Przydatność kliniczna testu genetycznego zależy m. in. od jakości laboratoryjnej diagnostyki genetycznej