Zespół MSH6 MSH6 syndrome

Janina Suchy, Grzegorz Kurzawski, Jan Lubiński Zespół MSH6 MSH6 syndrome

Streszczenie Szacuje się, że około 5-10% nowotworów jest wynikiem obecności konstytucyjnej mutacji w pojedynczym genie o wysokiej penetracji. Geny związane z rozwojem nowotworów pełnią funkcje genów supresorowych, onkogenów czy genów mutatorowych jak hmlh1, hmsh2 i hmsh6, które są odpowiedzialne za naprawę DNA. Mutacje w genach hmlh1 i hmsh2 stanowią większość zmian wykrywanych u pacjentów z HNPCC. Konstytucyjne mutacje w pozostałych genach naprawy DNA (hmsh6, hpms2,hmlh3, hpms1) są rzadkie i stanowią około 20% wykrywanych zmian w HNPCC. Jak dotąd w genie hmsh6 opisano ponad 400 różnych wariantów/mutacji (www.med.mun.ca/mmrvariants). Ponad 60% z tych zmian zlokalizowanych jest w eksonach 4, 5 i 9. Według danych literaturowych u nosicieli mutacji w genie hmsh6 najczęściej występują nowotwory jelita grubego, trzonu macicy i jajnika, ponadto rodziny z mutacją w tym genie często nie spełniają kryteriów rodowodowych HNPCC. Obecnie w polskiej populacji zidentyfikowano 13 patogenicznych zmian i 19 wariantów o nieustalonej jednoznacznie patogeniczności. Analiza mutacji w genie hmsh6 powinna być wykonywana u pacjentów chorujących na raka jelita grubego, trzonu macicy lub jajnika z rodzinną historią tych nowotworów. Ponadto badanie takie powinno być rozważone u pacjentów z mnogimi nowotworami pierwotnymi (jednym z nich powinien być rak jelita grubego, trzonu macicy lub jajnika) oraz u probantów ze sporadycznym, zdiagnozowanym w młodym wieku rakiem jelita grubego. Analizy laboratoryjne powinny rozpocząć się od badania immunohistochemicznego genu hmsh6, a następnie być kontynuowane poprzez analizę metodami DHPLC/sekwencjonowanie regionów kodujących genu (począwszy od eksonów 4, 5 i 9). Słowa kluczowe: hmsh6, rak jelita grubego i trzonu macicy, kryteria diagnostyczne 2

Summary It is estimated, that 5-10% of human cancers are a result of a constitutional mutation in a single, highly penetrant gene. Genes involved in tumour development play the function of tumour suppressor genes, oncogenes or mutator genes such as hmlh1, hmsh2, or hmsh6, responsible for DNA mismatch repair (MMR). hmsh2 and hmlh1 genes account for the majority of HNPCC patients harbouring mutations in MMR genes. Constitutional mutations in other MMR genes (hmsh6, hpms2, hmlh3, hpms1) are rare, accounting for about 20% of all MMR mutations in HNPCC. Thus far, more than 400 different variants/mutations have been described in the hmsh6 gene (www.med.mun.ca/mmrvariants). More than 60% of the identified changes are located in exons 4, 5 and 9. According to the literature, hmsh6 mutation carriers are affected most frequently by cancers of the colorectum, endometrium or ovaries and hmsh6 families often do not match the HNPCC diagnostic criteria. Currently, in the Polish population, 13 pathogenic and 19 variants of unknown significance in the hmsh6 gene have been identified. hmsh6 should be investigated for the occurrence of germline abnormalities in probands affected by colorectal cancer (CRC), endometrial cancer (EC) or ovarian cancer (OC) who have a family history of these tumours. Additionally, hmsh6 examination should be considered for probands with multiple primary tumours (one of them is CRC, EC or OC) or probands with sporadic, early onset CRC. It is appropriate to begin analysis by hmsh6 immunostaining, followed by DHPLC/sequencing examination of the coding regions. Key words: hmsh6, colorectal and endometrial cancer, diagnostic criteria 3

Gen MSH6 uczestniczy w procesie naprawy DNA, zwanym methyl directed mismatch repair, wspólnie z genami MLH1, MSH2, MSH3, MLH3, PMS1 i PMS2 (1, 2, 3). Mutacje w genach hmsh2 i hmlh1 niemal zawsze prowadzą do obrazu klinicznego charakterystycznego dla zespołu Lyncha (HNPCC) (4, 5, 6). Obraz kliniczny nowotworów w rodzinach z konstytucyjną mutacją w genie hmsh6 w większości przypadków jest jedynie zbliżony do HNPCC i nie spełnia kryteriów rodowodowo-klinicznych, takich jak kryteria amsterdamskie (7, 8, 9, 10, 11). Dotychczas opisano w piśmiennictwie ponad 400 rodzin z konstytucyjną mutacją w genie MSH6 (www.med.mun.ca/mmrvariants). Wśród nosicieli mutacji w genie MSH6 stwierdzono: 1) zwiększone ryzyko zachorowania na raka jelita grubego (~70% dla mężczyzn i ~30% dla kobiet), trzonu macicy (~70%) oraz raka jajnika, górnych dróg moczowych, żołądka i piersi (<10%); (12) 2) zwiększoną w porównaniu z HNPCC częstość występowania pozajelitowych nowotworów (31,9% v 15,3%); (13) 3) późniejszy aniżeli w HNPCC wiek diagnozowania raków np. średni wiek rozpoznawania raka jelita grubego wynosi ~56, raka trzonu macicy ~54 lat, a raka jajnika 49 lat (12, 13); 4) częstszą lewostronną lokalizację raków jelita grubego (9). Ostatnie badania oparte o dużą serię - 113 rodzin z mutacjami w MSH6 wskazują, że ryzyko zachorowania na raka jelita grubego jest jeszcze niższe i wynosi 44% dla mężczyzn i tylko 20% dla kobiet, a ryzyko zachorowania na raka trzonu macicy wynosi 44% (14). Częstość występowania mutacji konstytucyjnych w genie hmsh6 szacuje się na 5-10% w rodzinach spełniających kryteria amsterdamskie (8, 9). Ze względu na niewystarczająco precyzyjnie określoną częstość mutacji w genie MSH6 w różnych grupach rodzin na razie przyjmujemy schemat diagnostyczny wykrywania mutacji w genie hmsh6, który obejmuje: 1) selekcję rodzin, w których rodowodowo stwierdzono agregację raków jelita grubego, trzonu macicy, jajnika, dróg moczowych i/lub żołądka, piersi; 2) badanie IHC na występowanie homogennej utraty ekspresji białka MSH6 w rakach jelita grubego i trzonu macicy (15, 16, 17); 3) w przypadku utraty ekspresji - DHPLC/sekwencjonowanie genu hmsh6. 4

Brak ekspresji MSH2, bądź MSH2 i MSH6 w przypadku gdy nie wykryliśmy mutacji w tych genach wskazuje na delecję w w genie EPCAM, która może być powodem metylacji promotora MSH2 (18). Delecje w obrębie EPCAM łatwo wykryć testem MLPA (www.mrcholland.com) Około 30 z opisanych w piśmiennictwie mutacji w genie hmsh6 wykazuje charakter powtarzalny tj. stwierdzono je w więcej niż jednej rodzinie (19, 20, 21). Można przypuszczać, że w najbliższej przyszłości zostaną opracowane testy umożliwiające szybkie, proste i tanie wykrywanie mutacji wykazujących founder effect charakterystyczny dla danej grupy etnicznej. Niektóre z nich wykrywa test ostatnio opracowany w naszym ośrodku (22). SCHEMAT BADAŃ KONTROLNYCH Jak dotąd nie opracowano zasad postępowania w rodzinach z mutacjami w genie hmsh6, które byłyby zweryfikowane na podstawie wyników prospektywnej analizy prowadzonych rodzin. W naszym Ośrodku przyjęliśmy następujące zasady badań kontrolnych: jelito grube - kolonoskopia począwszy od wieku o 15 lat młodszego od najmłodszego wieku rozpoznania raków jelita grubego wśród krewnych, raz na 2-3 lata; trzon macicy - USG dopochwowe raz na rok począwszy od wieku o 15 lat młodszego od najmłodszego wieku rozpoznania raka trzonu macicy wśród krewnych; kontrola pozostałych narządów w zależności od spektrum nowotworów w rodzinie. LECZENIE W związku z opisywanymi w piśmiennictwie przypadkami synchronicznych i metachronicznych raków oraz znacznie zwiększonym ryzykiem raka trzonu macicy powyżej 50 roku życia u nosicieli mutacji w genie hmsh6 (12, 19, 23), wydaje się celowe rozważenie zasad leczenia chirurgicznego takich jak w zespole Lyncha tj. w leczeniu raków jelita grubego - kolektomia z zespoleniem ileorektalnym poszerzona u kobiet w okresie pomenopauzalnym o profilaktyczne usunięcie macicy i przydatków. PIŚMIENNICTWO 1. Fleck O, Nielsen O: DNA repair. J Cell Science 2004, 117: 515-517. 2. Pinto LA, et al.: Escherichia coli as a model system to study DNA repair genes of eukaryotic organisms. Genetics Mol Res 2003, 2: 77-91. 3. Marti T, Kunz Ch, Fleck O: DNA Mismatch Repair and Mutation Avoidance Pathways. J Cell Phys 2002, 191: 28-41. 5

4. Abel-Rahman WM, Mecklin JP, Peltomaki P: The genetics of HNPCC: application to diagnosis and screening. Crit Rev Oncol Hematol 2006, 58: 208-20. 5. Robinson KL, et al.: Lynch Syndrome (Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer) Diagnostics. J Natl Cancer Inst 2007, 99: 291-9. 6. Lynch HT, de la Chapelle A: Genetic susceptibility to non-polyposis colorectal cancer. J Med. Genet 1999, 36: 801-818. 7. Wagner A, et al.: Atypical HNPCC owing to MSH6 germline mutations: analysis of a large Dutch pedigree. J Med Genet 2001, 38: 318-22. 8. Roncari B, et al.: Frequency of constitutional MSH6 mutations in a consecutive series of families with the clinical suspicion of HNPCC. Clin Genet 2007, 72: 230-7. 9. Berends MJW, et al.: Molecular and clinical characteristics of MSH6 variants: an analysis of 25 index carriers of a germline variant. Am J Hum Genet 2002, 70: 26-37. 10. Suchy J, et al.: Ovarian cancer of endometrioid type as part of the MSH6 gene mutation phenotype. J Hum Genet 2002, 47: 529-531. 11. Suchy J, et al.: Frequency and nature of hmsh6 germline mutations in Polish patients with colorectal, endometrial and ovarian cancers. Clin Genet 2006, 70: 68-70. 12. Hendriks YMC, et al.: Cancer Risk in Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer Due to MSH6 Mutations: Impact on Counseling and Surveillance. Gastroent 2004, 127: 17-25. 13. Plaschke J, et al.: Lower Incidence of Colorectal Cancer and Later Age of Disease Onset in 27 Families With Pathogenic MSH6 Germline Mutations Compared With Families With MLH1 or MSH2 Mutations: The German Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer Consortium. J Clin Oncol 2004, 22: 4486-94. 14. Baglietto et al: Risks of Lynch syndrome cancers for MSH6 mutation carriers. J Natl Cancer Inst. 2010, 102:193-201.. 15. Rigau V, et al.: Microsatellite Instability in Colorectal Carcinoma. The Comparison of Immunohistochemistry and Molecular Biology Suggests a Role for hmsh6 Immunostaining. Arch Pathol Lab Med 2003, 127: 694-700. 16. Plaschke J, et al.: Involvement of hmsh6 in the development of hereditary and sporadic colorectal cancer revealed by immunostaining is based on germline mutations, but rarely on somatic inactivation. Int J Cancer 2002, 97: 643-648. 17. Plaschke J, et al.: Eight Novel MSH6 Germline Mutations in Patients With Familial and Nonfamilial Colorectal Cancer Selected By Loss of Protein Expression in Tumor Tissue. Hum Mut 2004, Online. 18. Ligtenberg MJ, et al: Heritable somatic methylation and inactivation of MSH2 in families with Lynch syndrome due to deletion of the 3' exons of TACSTD1. Nat Genet. 2009, 41:112-7. 19. Cederquist K, et al.: Mutation analysis of the MLH1, MSH2 and MSH6 genes in patients with double primary cancers of the colorectum and the endometrium: a population-based study in Northern Sweden. Int J Cancer 2004, 109: 370-376. 20. Wu Y, et al.: Association of Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer-Related Tumors Displaying Low Microsatellite Instability with MSH6 Germline Mutations. Am J Hum Genet 1999 65: 1291-1298. 21. Shin K-H, Ku J-L, Park J-G: Germline mutations in a polycytosine repeat of the hmsh6 gene in Korean hereditary nonpolyposis colorectal cancer. J Hum Genet 1999, 44: 18-21. 22. Dymerska D, et al.: Combined iplex and TaqMan assays to screen for 45 common mutations in Lynch syndrome and FAP patients. J Mol Diagn. 2010, 12:82-90. 23. Charames G, et al.: Do MSH6 mutations contribute to double primary cancers of the colorectum and endometrium? Hum Genet 2000, 107: 623-629. 6