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17个家族!揭示一个“隐性”的胚系突变到底能有多强大!

 生物_医药_科研 2019-02-23

人体的每个体细胞都有一套DNA(当然成熟的红细胞除外),随着DNA的不断复制,就会有出错的可能,这就是基因突变的产生。而所谓胚系基因突变,顾名思义,就是胚胎中就具有的基因突变,这是男女双方祖传的染色体结合后就产生的,因此具有一定的家族性。癌症/肿瘤当然也不例外,许多患者都具有一定的家族史。

我们拿结直肠癌(CRC)举例,一般约15%-20%的CRC患者至少有一名一级亲属患有CRC,这就是家族性CRC。然而目前的研究却只发现了<5%家族具有CRC易感基因胚系突变,这就意味着,还存在许多尚未明确的CRC易感基因以及多基因、环境和行为因素的共同作用。前面说到因为DNA不断复制会出现错误,所以人体中的DNA错配修复功能(MMR)至关重要,林奇综合征作为常见家族性CRC,就是由5个DNA MMR基因MSH2、EpCAM、MLH1、MSH6和PMS2胚系改变所致,肿瘤几乎普遍存在微卫星不稳定性(MSI)。而近年来,开始有研究表明,NTHL1的常染色体隐性突变(AA→Aa)可能与家族性腺瘤息肉病(FAP)有关,FAP可以显著增加CRC的风险。而NTHL1正是发挥着碱基切除修复的功能。

用NTHL1突变描述的第一个家族来自荷兰,在纯合状态(aa)下都具有相同的截短胚系突变(p.Gln90 *),随后在德国、西班牙、希腊等国家也发现了这种p.Gln90 *突变在不同人群中引起NTHL1相关息肉病表型的主要贡献。然而,想要真的判断一个基因的影响力,必须要有足够的家族数量来评估表型与癌症风险的关系。

近日,来自荷兰Radboud大学分子生命科学研究所的人类遗传学系在Cancer Cell上重磅发文:Mutational Signature Analysis Reveals NTHL1 Deficiency to Cause a Multi-tumor Phenotype。在这项研究中,由来自17个家族的携带双等位基因胚系NTHL1突变的29个个体,确定了胚系NTHL1突变个体的肿瘤谱分子和临床特征,研究意义远大!下面带大家详细了解一下。

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双等位基因胚系NTHL1突变的个体会发展成多个原发性肿瘤

携带NTHL1突变引发肿瘤的比例甚高。来自17个家族的29个人(14名男性/ 15名女性)中的24个都曾在结肠镜检查中被诊断患有腺瘤性息肉,33%被诊断患有一个或多个增生性息肉。其中,26名个体被诊断为(前)恶性肿瘤(90%),其中16名患有多发原发肿瘤。大多数人发展了一个或多个CRC(59%)。此外,66%的遇到的肿瘤是结肠外的。此外,还观察到14种(前)恶性肿瘤和良性肿瘤,其中9种反复发作。其中包括:宫颈(前)恶性肿瘤、基底细胞癌、尿路上皮细胞癌(UCC)、头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)、恶性血液病,子宫内膜(前)恶性肿瘤和脑肿瘤。值得注意的是,15名女性中有9名(60%)被诊断患有乳腺癌。

29个具有胚系NTHL1突变个体的诊断出良性脑膜瘤和各种(前)恶性肿瘤的年龄

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胚系NTHL1突变个体形成的NTHL1缺陷是肿瘤主要突变过程的基础

具有双等位基因种系NTHL1突变的上述个体的临床表型表明多肿瘤表型的易感性,不限于息肉和CRC。那究竟哪种表现才真正是NTHL1缺陷的特征和结果?在2017年,有研究人员报道了由肠类器官产生的NTHL1敲除细胞具有独特的突变特征被称为signature 30,其特征在于C> T转换。是否确实如此呢?作者提取了六个结肠肿瘤的突变特征并结合215个公开可用的CRC样本的队列。鉴定出了四种不同的突变特征,其中三种包括散发性CRC病例中的大多数突变。其中第四个特征与signature30十分相似。这些数据证实,缺乏NTHL1的DNA修复导致signature30的产生,来自于胚系NTHL1突变产生的肿瘤过程。

   不仅如此NTHL1缺陷还在结肠外肿瘤中引发相同的突变过程,作者对来自11个个体的17个结肠外肿瘤进行了WES(全外显子组测序)。发现,源自7种不同组织类型的14种肿瘤中,有13个肿瘤(93%)的突变谱都与signature30的突变谱高度相似。这就表明,NTHL1缺陷是除了一个肿瘤之外的所有肿瘤中的主要突变过程的基础。

携带NTHL1缺陷的结肠和结肠外肿瘤的突变特征分析

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 双等位基因胚系NTHL1突变个体的实质性结肠癌风险

作者首次对双等位基因胚系NTHL1突变个体进行了实质性结肠癌风险评估,发现到60岁时,结肠癌的累积风险在35%至78%之间。另外,本研究中患者组中任何结肠外恶性肿瘤的诊断中位年龄为53岁(范围:24-74)。值得注意的是,具有双等位基因胚系NTHL1突变会导致女性中乳腺癌的高发病率,这些女性乳腺癌诊断的中位年龄也低于一般人群的预期年龄。总之,这些数据说明具有双等位基因种系NTHL1突变的个体的癌症风险涉及广泛的组织,包括女性的乳房。

文章写到最后,我脑子里闪过了一个灵魂拷问,不吐不快假如你知道了伴侣有一条祖传携带突变的染色体,你还会选择继续跟他/她在一起吗?

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