Abstrakt
Afsløring mutation i
BRCA1 /2
er et generelt accepteret strategi til screening æggestokkene kræftformer, der har svækket homolog rekombination (HR) evne og forbedret følsomhed til PARP-inhibitor. Men en væsentlig delmængde af
BRCA
-mutant æggestokkene kræftpatienter viser, mindre forringet eller usvækket HR evne, hvilket resulterer i nonequivalent resultat efter æggestokkene udvikling kræft. Vi hypotesen, at genomisk ustabilitet giver en levetid registrering af DNA-reparation mangel og forudsiger kræft i æggestokkene resultat. Baseret på de flerdimensionale TCGA data ovariecancer, vi udviklet en biologisk rationale drevet genomisk instabilitet score integrere somatisk mutation og kopiere nummer ændring i en tumor genom. Scoren held delt
BRCA
-mutant ovarietumorer i tilfælde af væsentligt forbedret resultat og tilfælde af byggemodnet resultat. Scoren var også i stand til at diskriminere HR-mangel er angivet med
BRCA1
epigenetisk lyddæmpning,
EMSY
forstærkning og homozygot sletning af centrale HR gener. Vi fandt endvidere, at scoren var positivt korreleret med komplet responsrate på kemoterapi og satsen for platin-følsomhed, og forudsagde forbedret resultat af kræft i æggestokkene, uanset
BRCA
-mutation status. Scoren kan have vigtig værdi i resultatet forudsigelse og kliniske forsøg design
Henvisning:. Zhang S, Yuan Y, Hao D (2014) En Genomisk ustabilitet Score i Diskriminerende Nonequivalent Resultater af BRCA1 /2 mutationer og forudsige resultater af kræft i æggestokkene behandlet med platinbaseret kemoterapi. PLoS ONE 9 (12): e113169. doi: 10,1371 /journal.pone.0113169
Redaktør: Gautam Chaudhuri, Meharry Medical College, USA
Modtaget: 24 oktober, 2013; Accepteret: 24 oktober 2014; Udgivet: December 1, 2014
Copyright: © 2014 Zhang et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres
Finansiering:. Forfatterne har ingen støtte eller finansiering til at rapportere
konkurrerende interesser:.. forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser
Introduktion
Begge
BRCA1
BRCA2
er tumorsuppressorgener, der er involveret i reparation af DNA dobbelt-strenget pauser (DSBs) via homolog rekombination (HR) [1]. Celler med
BRCA1 /2
mutation har en nedsat evne til at reparere DSBs via HR, som er konservativ, og potentielt fejlfrit, hvilket resulterer i øget genomisk instabilitet og disposition til kræft i æggestokkene [2]. Det er blevet antaget, at ovariecancer patienter med
BRCA1 /2
mutationen har forbedret overlevelse på grund af følsomheden til specifikke DNA-beskadigende midler, såsom cisplatin og carboplatin [3], [4]. Endvidere er det blevet vist, at i betragtning af mangel på HR, inhibering af base excision reparationsvej af PARP-inhibitor fører som regel til celledød [5]. Det giver håb om at udvikle målrettet terapi for HR mangelfulde æggestokkene kræftformer.
Der blev dog rapporteret modstridende resultater om resultatet af kræft i æggestokkene med
BRCA1 /2
mutation. Nogle undersøgelser fandt, at overlevelsen af patienter med ovariecancer med
BRCA1 /2
kønscellelinie mutation var betydeligt mere fordelagtig end vildtype patienter [6], [7], [8], [9], mens andre undersøgelser har vist modstridende resultater [10], [11], [12]. For eksempel ved at sammenligne 37
BRCA1
mutante ovariecancer patienter med patienter vildtype, det har været for nylig vist, at overlevelsen af
BRCA1
mutationsbærere havde ingen signifikant forskel fra vildtype-sager [ ,,,0],12], [13]. Desuden blev det konstateret, at mange
BRCA1
mutante Ovariecancerpatienter var resistente over for kemoterapimidler, der inducerer DSBs [12]. Forskellen i tidligere undersøgelser viste, at ikke alle ovariecancerceller med BRCA1 /2 mutation udstillet HR-mangel. Først nogle
BRCA1 /2
mutationer kan ikke gå på kompromis genfunktion; sekund, de fleste DNA reparation gener er recessive, der er begge alleler skal muteres for fuldstændigt tab af funktion [14]. Der er ingen overbevisende dokumentation for, at haploinsufficiency eller lav udtryk for
BRCA1 /2
gen forudsiger forbedret resultat for ovariecancer [15]. Derfor skal der udvikles nye strategier for at identificere HR mangelfuld prøver.
Genomisk ustabilitet, som en udviklende kendetegnende for kræft, kan have potentiale til at løse problemet. Det er blevet antaget, at genomet ustabilitet kan tilskrives fejl i veje, der opretholder genomisk stabilitet, især HR pathway [16]. I arvelige kræftformer, har den genomiske ustabilitet været forbundet med defekter i gener, der er involveret i reparation af DSBs via HR, såsom
BRCA1 /2
,
RAD50
og Fanconi anæmi genet [17] , [18]. To former for genomisk ustabilitet, som vi anser som refleksioner af HR-mangel er den kromosomale ændringer og mutator fænotype, som kan kvantificeres ved frekvensen af kopi-nummer ændring (CNC) og hyppigheden af somatisk mutation, hhv. Den kromosomale ændring kan fremkaldes af gået i stå eller sammenstyrtede DNA-replikation gafler udløst af onkogener og mutagene kemikalier, som igen fører til DSBs [19], [20]. Således i HR-deficiente celler, det kromosomale ændringer akkumuleres. Fraværet af HR øger anvendelsen af alternative DNA reparationsmekanismer, som for det meste fejlbehæftet, hvilket fører til en stigning på sekvensmutation og kromosomal translokation [21]. For nylig,
Kang et al. Hej, fundet, at høj ekspression af de fleste DNA reparation gener, snarere end lav ekspression, var associeret med forbedret følsomhed over for platinbaseret kemoterapi, hvilket afspejler et forsøg på at kompensere for den potentielt defekte HR pathway [ ,,,0],15].
I denne undersøgelse viser vi, at en score bygget af de to ovennævnte former for genomisk ustabilitet kan bruges til at revurdere konsekvenserne af
BRCA1 /2
mutationer og at forfine HR mangelfuld prøver fra
BRCA
mutationsbærere. Desuden er det blevet foreslået, at en delmængde af sporadisk ovariecancer, i mangel af
BRCA1 /2
mutation, kan havnen HR mangel og står til at drage fordel af platinforbindelser og PARP inhibitor [22]. Således kan score også forudsige udfaldet af et stort antal patienter med ovariecancer, uanset
BRCA1 /2
mutation status.
Materiale og metoder
æggestokkene kræftpatienter
Vi søgte TCGA database over 325 patienter med ovariecancer den 6. november 2012, hvor både CNC og somatiske mutation data var til rådighed. Klinisk-patologisk karakteristika af æggestokkene kræftpatienter, herunder alder, tumor scenen og kvalitet og kirurgisk debulking status, er anført i tabel 1. Alle patienter fik en platin regime. 59% af patienterne opnåede komplet respons (CR) på adjuverende kemoterapi og 67% af patienterne med en platin status var platin følsomme.
Konstruktion af en genomisk instabilitet score
Den genomiske ustabilitet score for hver prøve blev bestemt ved antallet af CNC regioner (n
1), og antallet af somatiske mutationer (n
2) inden for en cancer genom, ifølge formlen: score = K × n
1 + n
2. I vores undersøgelse blev K sat til 0,5, da det mest markant diskriminerede mellem lange og korte median overlevelse i TCGA kohorte.
I alt 14970 somatiske mutationer tværs 325 æggestokkene kræftpatienter blev brugt. Disse mutationer blev oprindeligt taget til fange af hel-exome sekventering udført på tumorer og matchede normale kontroller, og derefter blev godkendt af lav-throughput eksperimenter. Kun de validerede mutationer blev anvendt (Niveau3 data fra TCGA data portal). Alle variant typer, herunder punktmutationer og indels blev sat sammen til at konstruere score. Vi yderligere opdelt af mutationerne ind i-ramme mutationer og frame-shift-mutationer og fandt, at både i ramme mutation og rammeskiftsmutation var signifikant prædiktiv for udfaldet (fig S1), og således blev sat sammen til at konstruere score. Den log2 forhold mellem segmenterede kopiantal mellem tumor og kontrol-DNA’er blev anvendt til at estimere størrelsen af CNC. For at mindske de potentielle lyde i CNC-data, kun de lange CNCs regioner ( 3 Mb, log2ratio 0,05 eller -0,05) blev anvendt. Denne cutoff blev valgt noget tilfældigt, men vi fandt, at vores resultater var robust over den nøjagtige værdi af cutoff.
Valg af HR mangelfulde prøver
BRCA1
hypermethylering,
EMSY
forstærkning og mangler (herunder ikke-synonym mutation og homozygot tekst udgår) i
PTEN
, fanconis anæmi gener,
RAD
gener og DNA reparation gener involveret i HR (herunder
ATM
,
ATR
og
CHEK1 /2
) blev identificeret til at vælge HR mangelfuld prøver af kræft i æggestokkene. K-betyder konsensus klyngedannelse blev udført på todimensionale data DNA methylering og genekspression at adskille
BRCA1
epigenetisk tavshed tumorer fra ikke-lyddæmpet tumorer. Forstærkning og homozygot deletion blev bestemt ved transportcenter kopi nummer analyse.
Statistisk analyse
anderledes fordeling af score mellem HR mangelfulde prøver og andre prøver blev vurderet ved Wilcoxon rank sum test. Overlevelse analyser blev udført af Kaplan-Meier-metoden under anvendelse af log-rank test. Multivariate analyser blev udført af Cox proportional hazards regressionsmodel. Samlet overlevelse blev defineret som tidsperioden fra første kirurgisk excision til døden eller sidste follow-up tid (censureret). Den progressionsfri overlevelse blev defineret som tidsperioden fra første kirurgisk excision til progression (herunder tilbagefald og død hændelser) eller sidste follow-up tid (censureret). Alle de statistiske analyser i denne undersøgelse var tosidet. Betydning blev defineret, da p-værdi var mindre end 0,05.
Resultater
BRCA1 /2 mutation og dens tilknytning til overlevelse i æggestokkræft
Ifølge de opdaterede data i TCGA ,
BRCA1
BRCA2
var ikke-synonymt muteret i 42 og 33 i æggestokkene kræfttilfælde henholdsvis tegner sig for 12,9% og 10,1% af 325 patienter (tabel S1). Alle undtagen to
BRCA1
mutationer og 2
BRCA2
mutationer var null mutationer (Frame skift eller Nonsense). 37 af 42
BRCA1
mutant æggestokkræft og 29 i 33
BRCA2
mutant ovarietumorer blev brugt og beskrevet i tidligere undersøgelser [12], [13]. Fem nye
BRCA1
mutant ovarietumorer og fire nye
BRCA2
mutant ovarietumorer blev analyseret i forhold til de tidligere undersøgelser. Brug af denne opdaterede data, vi reevalueres overlevelsen af patienter æggestokkene med
BRCA1 /2
mutation og vildtype-patienter, og afslørede andet resultat sammenlignet med tidligere fund [12], [13]. Vi fandt at ikke kun
BRCA2
mutationsbærere, men også
BRCA1
mutationsbærere havde signifikant forbedret overlevelse end patienter vildtype ovariecancer. Det 5-års overlevelse på
BRCA1
BRCA2
mutation luftfartsselskaber var 46% (95% CI, 32% ~68%) og 58% (95% CI, 41% ~83 %) henholdsvis, hvilket var betydeligt højere end 25% (95% CI, 18% ~33%) 5-års overlevelse hos patienter vildtype (figur 1A, log-rank p = 0,01 og p = 0,002, og Cox p = 0,02 og p = 0,0007, henholdsvis). Den progressionsfri interval på
BRCA1 /2
mutationsbærere var også signifikant længere end patienter vildtype i den multivariate analyse (Cox p = 0,002 og Cox p = 0,03 for
BRCA1
mutation og
BRCA2
mutation, henholdsvis;. figur 1B)
genomisk instabilitet score forudsige udfaldet af BRCA mutation luftfartsselskaber
at udforske den genomiske ustabilitet
BRCA
muteret og vildtype ovariecancer patienter, beregnede vi hyppigheden af somatisk mutation og hyppigheden af CNC for hver tumor genom. Tumorer med kimcellelinje og somatiske
BRCA
mutationer havde ingen signifikante forskelle i resultaterne, og i genomisk ustabilitet, og dermed blev samlet sammen i nedstrøms analyser. Begge
BRCA1
BRCA2
muteret genom viste forhøjet niveau af mutation og CNC-frekvens (figur 2), som er i overensstemmelse med vores hypotese om, at HR-mangelfuld sti fører til en stigning på mutation og kromosomal ustabilitet . Vi endvidere bemærket, at
BRCA2
muterede tumorer havde højere genomisk ustabilitet end
BRCA1
-disrupted tumorer, hvilket tyder på, at
BRCA2
mutation luftfartsselskaber udstillet en mere alvorlig HR-mangel end
BRCA1
mutation luftfartsselskaber. Dette var i overensstemmelse med den højere overlevelsesrate af
BRCA2
mutationsbærere sammenlignet med
BRCA1
mutation luftfartsselskaber (figur 1, betydning ikke nået på grund af det lille antal prøver).
(A) Begge
BRCA1
BRCA2
muterede tumorer viser forhøjede niveau genom mutationer. Høj mutation gruppe af
BRCA1 /2
muteret æggestokkene kræftpatienter viser signifikant forbedret overlevelse end patienter, vildtype, mens lav mutation gruppe af
BRCA1 /2
muterede patienter viser ikke er væsentlige forskel i forhold til Wild- skriv patienter. (B) Begge
BRCA1
og
BRCA2
muterede tumorer viser øget kopi nummer ændringer. Høj CNCs gruppe af
BRCA1 /2
muteret ovariecancer patienter viser signifikant forbedret overlevelse end patienter, vildtype, mens lav CNCs gruppeudstillinger ikke er væsentlige forskel sammenlignet med patienter vildtype. (C) Begge
BRCA1
BRCA2
muterede patienter viser øget genomisk instabilitet score, med
BRCA2
muterede patienter viser højere score fordeling end
BRCA1
muteret patienter. Høj scoring gruppe af
BRCA1 /2
muterede patienter viser signifikant forbedret overlevelse end patienter, vildtype, mens lav scoring gruppeudstillinger ikke er væsentlige forskel sammenlignet med patienter vildtype.
Vi hypotese at genomisk instabilitet afspejler HR-mangel. Baseret på denne hypotese, ovariecancer patienter bærer
BRCA
mutationer blev inddelt i to grupper ved at sammenligne mutationshastighed og CNC frekvens med den respektive median niveau af patienter vildtype.
BRCA
mutation luftfartsselskaber i gruppen af både mutation og CNC højt niveau viste signifikant forbedret samlet overlevelse end patienter vildtype (log-rank p 0,001 i begge tilfælde, figur 2A-B og tabel 2 for multivariable modeller). I modsætning hertil samlet overlevelse af
BRCA
mutation luftfartsselskaber i gruppen lave både mutation og CNC var ikke signifikant forskellig fra patienter vildtype (log-rank p 0,05 i begge tilfælde). Selvom gruppen lave CNC opnåede betydning i justeret model (tabel 2), betydningen er dramatisk lavere end gruppen af CNC højt niveau.
Den betydelige prognostiske værdi af genomisk ustabilitet inspireret os til at udvikle en score integrere mutation og CNC til at identificere HR mangelfulde ovarietumorer (materialer og metoder). Scoren af patienter med ovariecancer med
BRCA1
/
2
mutation var betydeligt højere end patienter vildtype (p = 0,02, Wilcoxon rank sum test, figur 2C).
BRCA
muterede tumorer blev derefter inddelt i den høje score gruppen og lav score gruppen ved at sammenligne deres score med median niveau af snesevis af patienter vildtype. 30
BRCA1
og 21
BRCA2
mutationsbærere blev inddelt i den høje score gruppen, mens 12
BRCA1
og 12
BRCA2
mutationsbærere blev inddelt i den lave score gruppen. Tumorer i gruppen højt niveau havde signifikant højere 5-års overlevelse (55%; 95% CI, 42% ~74%) end patienter, vildtype (log-rank p 0,001 og p 0,001, figur 2C og tabel 2), mens tumorer i gruppen lavt niveau havde ingen signifikant forskel i overlevelse sammenlignet med patienter vildtype (log-rank p = 0,28 og Cox p = .12).
Genomisk instabilitet score er korreleret med HR-mangel
vellykket adskillelse af
BRCA
muterede tumorer ved scoren kan foreslå, at en væsentlig delmængde af
BRCA
mutation luftfartsselskaber viser mindre forringet eller usvækket reparation evne via HR. Derfor er det vigtigt at bekræfte korrelationen mellem vores score og andre HR relaterede defekter foruden
BRCA1 /2
mutation.
BRCA1
epigenetisk inaktivering er blevet rapporteret i ovariecancer [23], [24], og er for nylig vist sig at være en indikator for forøget følsomhed over for platinbaseret kemoterapi [25]. Vi identificerede 34
BRCA1
hypermethyleret ovarietumorer karakteriseret ved både promotor hypermethylering og reduceret ekspression af
BRCA1
(materialer og metoder). En direkte sammenligning mellem
BRCA1
tavshed tumorer og BRCA vildtype-tumorer (Begge BRCA mutation prøver og
BRCA1
tavshed prøver blev udelukket) afslørede signifikant forskel i fordelingen af partituret: gennemsnitlig score på
BRCA1
hypermethyleret tumorer og vildtype tumorer var 93 og 59, henholdsvis (p = 0,00002, Wilcoxon rank sum test, figur 3A).
(A) fordelingen af score i
BRCA1
hyper-methylerede patienter er væsentligt højere end i
BRCA
patienter vildtype. (B) Fordelingen af score i HR-mangel patienter (herunder
EMSY
forstærkning sager, og
PTEN
, fanconis anæmi gener,
RAD
gener,
ATM
,
ATR
og
CHEK1 /2
mangelfulde tilfælde) er betydeligt højere end i andre
BRCA
patienter vildtype. (C) Sammenslutningen af partituret med komplet respons (CR). Pointene for alle patienter (n = 325) blev opdelt i 12 lige store intervaller. Procentdelen af patienter, der opnåede en CR (ifølge svaret evalueringskriterier i solide tumorer) blev beregnet for patienter i hvert interval og blev plottet mod hver scoring interval i stigende orden. Patienter i høj scoring interval show stigende sandsynligheden for at opnå CR. Den stiplede linje repræsenterer lineær regression linje gennem datapunkterne. (D) Samme som (C), men beregning for platin-status. 133 platin-sensitive patienter og 62 platin-resistente patienter blev analyseret.
Ud over
BRCA1 /2
mangel, forstærkningen af
EMSY
[26] og mangler i
PTEN
[27], fanconis anæmi gener [3],
RAD
gener og DNA reparation gener involveret i HR (herunder
ATM
,
ATR
CHEK1 /2
) er også blevet identificeret til at forårsage HR defekter i human cancer [28]. For at undersøge, om scoren kunne skelne HR mangelfulde prøver fra
BRCA
patienter vildtype-ovariecancer, undersøgte vi
BRCA
vildtype-tumorer og identificeret 67 tumorer, for hvilke mindst en af dem førnævnte gener blev ændret, og 152 tumorer, for hvilke ingen af de gener blev ændret (Materialer og Metoder og tabel S2). Gennemsnitlig score på de 67 HR mangelfulde prøver og de andre 152 prøver var 73 og 54, henholdsvis (p = 0,0006, Wilcoxon rank sum test, figur 3B).
Sandsynligheden for at opnå CR og platin status baseret på genomisk ustabilitet score
Alt i alt 59,4% af patienterne (193 af 325) i TCGA æggestokkræft kohorte opnåede en CR på adjuverende kemoterapi (tabel 1). At undersøge, om genomisk instabilitet score korrelerer med sandsynligheden for CR, delte vi scoren i 12 lige store intervaller og plottet den procentdel af patienter, der opnåede et CR mod hvert interval af stigende scoringer. En stærk korrelation blev observeret mellem scoren og sandsynligheden for at opnå CR (figur 3C).
Vi yderligere undersøgt, om scoren kunne korrelere med platin status ovarietumorer. Samlet, 133 Ovariecancerpatienter var platin følsomme og 62 patienter var platin resistente (tabel 1). Som vist i figur 3D, blev der observeret en stærk sammenhæng mellem den stigende score og sandsynligheden for platin følsomhed. Vi fandt, at kun 25,5% af patienterne med pointtal over medianen score på patienter med kendt platin status var platin resistente, hvorimod 39,2% af patienterne med score lavere end medianen score var platin resistente (Fisher exact test, p = 0,05).
Forholdet mellem genomisk ustabilitet score og klinisk resultat i æggestokkene kræftpatienter
Disse data antydede, at score kunne være prædiktiv for overlevelse for et stort antal patienter med ovariecancer, uanset
BRCA1 /2
mutationer. For at teste dette, vi delte alle 325 ovarietumorer i to grupper, som den mediane score-tumorer med lav score ( 60) og tumorer med høj score ( = 60). Denne naturlige cut punkt blev anvendt, fordi den delt patienter i to grupper med et lige antal prøver, og syntes at være den enkleste måde til klinisk anvendelse. Ingen signifikant forskel i kliniske karakteristika, herunder alder, stadie, grad og resterende tumor størrelse mellem den høje score gruppen og lav score gruppen blev observeret (tabel 3). Procentdelen af patienter, der var sygdomsfri i fem år i high-score gruppe og lav score gruppen var 17% og 7% (p 0,05, Fisher eksakte test).
scoren var i stand til at skelne mellem lange og korte overlevelse: de æggestokkene kræftpatienter i high-score gruppen og lav score gruppe havde median samlet overlevelse på 4,3 år og 3,2 år, henholdsvis (log-rank p = 0,004 , figur 4A). Den 5-årige overlevelsesrate for high-score gruppen og lav score gruppen var 38% og 25% (p = 0,07, Fisher eksakt test), hhv. Endelig prøver i high-score gruppe havde signifikant længere progressionsfri overlevelse (PFS) end prøver i lav score gruppe (5-års PFS på high-score vs. lav score: 17% vs. 7%, log-rank p = 0,009;. figur 4B)
TCGA datasæt med somatiske mutationer og CNCs (n = 325) blev analyseret, og blev inddelt i lav og høj scoring grupper. Kaplan-Meier-analyse blev anvendt til at vurdere OS (A) og PFS (B) i lav versus høj scoring gruppe (log-rank p = .004 og p = .009, henholdsvis). Multivariable analyse blev udført under anvendelse af Cox proportional hazard model for at sikre at scoren var uafhængig prognostisk til OS (C) og PFS (D). Solid firkanter repræsenterer hazard ratio og de vandrette linjer repræsenterer 95% konfidensintervaller (CI) af hazard ratio.
I univariat analyse, høj score forudsagde både forbedret samlet overlevelse og PFS mens lav score forudsagt både værre samlet overlevelse og PFS (lav versus high scores, HR = 1,52, 95% CI = 1,14-2,03, p = 0,005 for samlet overlevelse og HR = 1,40, 95% CI = 1,08-1,8 **, p = 0,01 for PFS ). I multivariat analyse justering for alder, klasse, scene og residual tumor størrelse, var hazard ratio for lav versus høj score for total overlevelse og PFS var 1,52 (p = 0,006; 95% CI = 1,13-2,05, figur 4C) og 1,35 ( p = 0,02; 95% CI = 1.05to 1,75, figur 4D), henholdsvis viser, at scoren opretholdt en selvstændig forening med samlet overlevelse og PFS. Vi sammenlignede også resultatet forudsigelseskraft af vores score med CNC og somatisk mutation sats henholdsvis, og fandt vores score overgik metoden kun bruger CNC data eller mutation data (HR = 1,32, p = 0,04 og HR = 1,38, p = 0,07, henholdsvis ; Figur S2)
diskussion
DSBs er de mest cytotoksiske former for DNA-skader [21].. Forringet evne til at reparere DSBs fører til øgede mutationer og grove kromosomale ændringer, og igen kan anvendes som mål for cancerterapi [29]. To vigtige DNA reparation veje er blevet fundet indtil videre at reparere DSBs: HR og homolog ende-sammenføjning (NHEJ) [30]. NHEJ er den vigtigste vej til at reparere DSBs i fravær af HR og er tilbøjelige til at generere mutationer ved de sammenføjning steder [30], [31], [32]. Endvidere fordi der ikke er homolog sekvens anvendes som en skabelon for at sikre, at de to ender er sammenføjede er kommet fra tilgrænsende sekvens, NHEJ kan tilbøjelige til opnåelse kromosomale deletioner og insertioner samt [21]. Det trick af HR-baserede reparation bruger ubeskadiget homolog sekvens i søsterkromatid at undgå sådanne fejl, som er yderst afhængige af intakte
BRCA1 /2
proteiner [5]. Derfor, i mangel af HR, mutation og CNC opstå, som kan bruges som underskrifter fra HR-mangel til gavn kliniske resultat forudsigelse.
Nylige undersøgelser har brugt genom ustabilitet at forudsige udfaldet og definere HR mangelfulde prøver [33], [34], [35], [36], [37]. Men de fleste af disse undersøgelser blev blot baseret på kopi nummer data eller baseret på
BRCA1 /2
mutationer. F.eks Baumbusch LO et al. anvendes den samlede aberration niveau af kopital at forudsige udfaldet af ovariecancer [37]. Abkevich V et al. brugte sammenhængen mellem antallet af tab af lange kopi nummer regioner og
BRCA1 /2
mutation til at forudsige udfaldet af ovariecancer [34]. Forskellige med disse undersøgelser, vores genom ustabilitet score kombineret kopi nummer variation og genom mutation, som forbedrer forudsigende magt kliniske resultater i forhold til kun at bruge kopi nummer data (Figur S2). Som vi har vist, blev ofte rapporteret modstridende resultater vedrørende resultaterne af
BRCA1 /2
mutant patienter med kræft i æggestokkene, hvilket tyder på, at det ikke var en robust foranstaltning til at definere HR-mangel. Forskellige med de tidligere undersøgelser definerer HR-mangel score baseret på BRCA1 /2 mutation, er vores score baseret på genom ustabilitet. Derfor kan vores score bruges til yderligere kløft
BRCA
-mutant ovarietumorer i tilfælde af væsentligt forbedret resultat og tilfælde af byggemodnet resultat.
Den prognostiske værdi af partituret er særlig vigtig for æggestokkene kræftpatienter, der fik en standard platinbaseret terapi. Mange æggestokkene kræftpatienter, herunder
BRCA
mutant patienter, endelig identificeret til at være kemoterapi resistente efter at have gennemgået formere cyklusser af giftige behandling med lille fordel [38]. Derfor kan den genomiske ustabilitet score har vigtige konsekvenser at identificere patienter med ugunstige udfald og omdirigere dem til alternative behandlinger, der er mere effektive, såsom stråling eller andre midler (dvs. topotecan) [39], [40].
Afsløring
BRCA1 /2
mutationer er en generelt accepteret strategi til at forudsige tidlig brystkræft. Kvinder med germlinie mutationer i nogen af de to gener giver en levetid risiko for 60-85% for at udvikle brystcancer (hovedsagelig basal-lignende) [41], [42]. Dette indikerer, at HR-mangel sandsynligvis ligger til grund for cancer prædisposition for brystkræft også. Det er blevet antaget, at en væsentlig undergruppe af sporadisk brystkræft kan være bærere af HR-mangel. Derfor kan score også har potentiale til at identificere en større delmængde af HR deficient brystkræftpatienter og omdirigere dem til kemoterapier, der kan være mere effektive. Men ifølge TCGA, kun en lille delmængde af brysttumorer hvor både mutation data og kopi nummer ændre data var til rådighed, og kun få af dem fik en standard platinbaseret kemoterapi, hvilket ikke var nok til en pålidelig validering.
Denne undersøgelse har et par begrænsninger. Selv om vores viden, den TCGA ovariecancer kohorte repræsenterer det største datasæt, der er uden fortilfælde i størrelse og i alsidighed, har vi ikke finde en passende uafhængig datasæt til at validere vores resultater. Men opførelsen af genomisk instabilitet score var dybest set uafhængig af det kliniske resultat, og var biologisk hypotese-drevet. Derfor mener vi, at dette sikres reproducerbarheden af partituret. Derudover, afsløre høj selvtillid sekvensmutation er stadig dyrt, hvilket kan begrænse dens anvendelse på klinisk forudsigelse. Derfor undersøgte vi den forudsigende magt ugyldige mutation data (niveau 2), der genereres af hel-exome sekventering, og fundet, at disse data også signifikant forudsagde udfaldet af ovariecancer (Figur S3). Med yderligere prospektive validering på mere omfattende data, kan score har vigtige konsekvenser i klinisk forudsigelse og diskriminere funktionen af
BRCA1 /2
mutationer.
Støtte oplysninger
figur S1. Salg Begge frame-shift mutationer (A) og i-frame-mutationer (B) er prædiktive for udfaldet af ovariecancer (log-rank p = 0,01 og p = 0,03, henholdsvis)
doi:. 10,1371 /journal.pone.0113169.s001
(PDF)
figur S2.
evne kopital variation og genom mutation til at forudsige udfaldet af ovariecancer. (A) Patienterne i lav-CNC-gruppen og high-CNC gruppe havde median samlet overlevelse af 1167 dage og 1511 dage, henholdsvis (log-rank p = 0,03). De 5-årige overlevelsesrater for lav score gruppe og high-score gruppen var 26,1% og 37,6%, hhv. (B) Patienterne i lav-mutationen gruppen og high-mutationen gruppe havde median samlet overlevelse af 1213 dage og 1499 dage, henholdsvis (log-rank p = 0,04). De 5-årige overlevelsesrater for lav score gruppe og high-score gruppen var 26,6% og 36,3%, hhv. Multivariable analyse blev udført under anvendelse af Cox proportional hazard model til at sikre, at CNC (C) og mutation rate (D) var uafhængigt prognostisk for samlet overlevelse. Solid firkanter repræsenterer hazard ratio og de vandrette linjer repræsenterer 95% konfidensintervaller (CI) af hazard ratio
doi:. 10,1371 /journal.pone.0113169.s002
(PDF)
Figur S3.
evne validerede mutation data til at forudsige udfaldet af kræft i æggestokkene: patienter i høj-mutation gruppen og lave mutationen gruppe havde median samlet overlevelse på 4,1 år og 3,2 år, henholdsvis (log-rank p = 0,001). De 5-årige overlevelsesrater for high-score gruppe og lav score gruppen var 40,3% og 23,7%, henholdsvis
doi:. 10,1371 /journal.pone.0113169.s003
(PDF)
tabel S1 .
BRCA1 /2 mutationer af TCGA æggestokkene kræftpatienter
doi: 10,1371 /journal.pone.0113169.s004
(DOC)
tabel S2.
HR-mangelfulde ovariecancer prøver som angivet med
EMSY
forstærkning og mangler i
PTEN
, fanconis anæmi gener,
RAD
gener og DNA reparation gener involveret i HR (herunder
ATM
,
ATR
og
CHEK1 /2
)
doi:. 10,1371 /journal.pone.0113169.s005
(XLS)
Leave a Reply
Du skal være logget ind for at skrive en kommentar.