ÖZET
Amaç:
Kolorektal kanser (KRK) dünyada en sık görülen üçüncü kanserdir. Tüm KRK’lerin yaklaşık %5-6’sı germline mutasyonlar sonucunda ortaya çıkmaktadır. Ailesel KRK’lerin daha etkin yönetilebilmesi için gen panelleri ile mutasyon taraması yapılmaktadır. Bu çalışmada herediter polipozis koli tanılı hastalarda APC ve herediter non-polipozis koli tanılı hastaların MLH1/MSH2 genlerinde mutasyon taraması yapılmış, tespit edilen mutasyon dağılımları ve özellikleri incelenmiştir.
Yöntemler:
Çalışmaya Türkiye genelinden 152 polipozis koli, 123 non-polipozis koli hastası dahil edilmiş olup, APC, MLH1 ve MSH2 gen analizleri değerlendirilmiştir.
Bulgular:
Ailesel polipozis koli tanılı hastaların 39’unda (%25) APC geninde, herediter non-polipozis koli tanılı hastaların 24’ünde (%18,8) MLH1 ya da MSH2 genin de mutasyon tespit edilmiştir. Tespit edilen mutasyonlardan APC genindeki 5, MLH1 geninde 2, MSH2 genindeki 2 varyant patojenik/olası patojenik değerlendirilmiş olup literatürde daha önce bildirilmemiş varyantlardır.
Sonuç:
Bu çalışma ülkemizde ailesel KRK’lerin moleküler genetik etiyolojilerinin ortaya konulduğu en kapsamlı çalışmadır. Ailesel KRK etiyolojisinin ortaya konulması ile mutasyon tespit edilen ailelerde kapsamlı genetik danışma alabilmesine ve hasta/ asemptomatik bireylerin ailesel kanser yönetim rehberlerine uygun takip edilebilmesine imkân sağlayacaktır.
Giriş
Kolorektal kanser (KRK) dünyada en sık görülen üçüncü kanserdir. Her sene ABD’de 100.000’den fazla olgu KRK tanısı almaktadır. Tedavi seçeneklerinin çoğalması, yeni tedavi yaklaşımları ve tarama programlarının rutine girmesiyle KRK ölüm oranları %54’lere kadar gerilemiştir (1). KRK’lerin yaklaşık %5-6’sı germline mutasyonlar sonucunda ortaya çıkar ve bu grup herediter KRK sendromları olarak adlandırılır (2). Bu grubun içerisinde antigen-presenting (APC) ile ilişkili ailesel adenomatöz polipozis koli (FAP, MIM: 175100), zayıflamış FAP, lynch sendromu (LS, MIM: 120435), MUTYH ile ilişkili adenomatöz polipozis koli sendromları (MAP, MIM: 608456) bulunmaktadır.
LS; mikrosatellit instabilite KRK’ye eşlik eden gastrik kanser, kadınlarda endometrium kanseri ile karakterize otozomal dominant bir kalıtsal kanser sendromudur (3). FAP ise kolon ve rektumda binlerce adenömatöz polip ile karakterize otozomal dominant geçişli bir hastalıktır. FAP’de KRK dışında ekstrakolonik klinik bulgularda görülebilir. Özellikle gastrik veya duodenal polipler, desmoid tümörler, tiroid ve beyin tümörleri, retina pigment epitelinin hipertrofisi, fazla diş, osteoma ve epidermoid kistler görülmektedir (4). LS, tüm KRK olguların yaklaşık %2-3’ünü oluştururken FAP ise yaklaşık %1’ini oluşturmaktadır (2). LS’de monoallelik germline mutasyonlar mismatch (yanlış eşleşme) tamir (MMR) genlerinde (MLH1, MSH2, MSH6, PMS2 ve EPCAM/TACSTD1) görülmektedir. FAP kliniğine ise germline monoallelik APC mutasyonları neden olmaktadır (5). Günümüzde National Comprehensive Cancer Network’un (NCCN) yayımladığı kriterlere göre hastaların klinik, aile öyküsü ve histopatolojik bulguları değerlendirilerek yukarıda ifade edilen genler ve bunların yanında bu hastalığa neden olabileceği düşünülen aday genlere yönelik analizler yapılmaktadır (6).
Kalıtsal KRK sendromların tanı, tedavi ve takibinde birçok branşın yer aldığı multidisipliner yaklaşımlar gerekmektedir. Bu sendromların tespit edilebilmesi, hastalık ortaya çıkan bireylerde uygun tedavinin ve takiplerin planlanmasına, hastalık ortaya çıkmadıysa kanseri önlemek için uygun takip ve asemptomatik dönemde müdahale etme fırsatı sunar. Bunun neticesinde mutasyona sahip ailelerde mortalite ve morbiditenin oranları düşürülür (2,3).
Bugüne kadar Türkiye’de herediter polipozis koli ve non-polipozis koli tanılı hastaların tanılarının moleküler genetik yöntemlerle doğrulandığı geniş çalışmalar yapılmamış olup belirtilen genlerdeki mutasyon sıklığı, dağılım bölgeleri ve özellikleri hakkında literatürde yeterli veri bulunmamaktadır. Bu çalışmada ülkemizde herediter polipozis koli ile takip edilen hastalarda APC geninde mutasyon sıklığı ve mutasyon çeşitlerinin dağılımı; herediter non-polipozis koli ile takip edilen hastalarda ise MLH1 ve MSH2 genlerinde mutasyon sıklığı ve mutasyon çeşitlerinin dağılımını saptamak ve bunların klinik takipleri üzerindeki etkilerini tartışmak ve bu bilgilerin literatüre kazandırılması amaçlanmıştır.
Yöntemler
2018-2020 yılları arasında Sağlık Bilimleri Üniversitesi Haseki Eğitim ve Araştırma Hastanesi Klinik Araştırmalar Etik Kurulu, Genetik Hastalıklar Tanı Merkezi’ne APC, MLH1 ve MSH2 genlerinin dizi analizlerini yaptırmak amacıyla yönlendirilen hastaların dosyaları incelenmiş olup, sonuçları retrospektif olarak düzenlenmiştir. Bu çalışma Sağlık Bilimleri Üniversitesi Haseki Eğitim ve Araştırma Hastanesi Klinik Araştırmalar Etik Kurulu Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır (tarih: 10.06.2020) (dosya numarası: 2020-75). Genetik Hastalıklar Tanı Merkezi’ne numunesi yönlendirilen hastaların tamamından onam formu alınmıştır. APC geni analizi 152 herediter polipozis tanılı hastada, MLH1/MSH2 gen analizleri ise 127 herediter non-polipozis koli tanılı hastada yapılmıştır. Tüm hastalardan üretici firmanın önerileri göz önüne alınarak DNA izolasyonu yapılmıştır (QIAamp DNA blood Maxi kit, Qiagen, Hilden, Almanya). APC, MLH1 ve MSH2 genlerinin amplifikasyonu amacıyla Primer 3 programında tasarlanan primerler (talep olması halinde dizileri paylaşılacaktır), PrimerBlast programının önerilerine göre amplifikasyon gerçekleştirildi. Sekans reaksiyonlarında BigDye 3.1 (Life Technologies, CA, ABD) kullanıldı, ardından ABI-3730xl kapiller dizi cihazında (Life Technologies, CA, ABD) yürütüldü. Sonuçlar SeqScape V3 programında analiz edildi (Applied Biosystems, Foster City, CA).
Elde edilen varyantlar ACMG 2015 kriterleri ışığında benign, muhtemel benign, klinik önemi bilinmeyen, muhtemel patojenik ve patojenik olmak üzere 5 başlıkta sınıflandırıldı (7). Herhangi varyant bulunamayan veya benign ve/veya muhtemel benign olarak sınıflandırılan varyantlar bu çalışma içerisinde tartışılmadı ve diğer varyantlar olarak adlandırılan havuzunun içinde değerlendirilerek istatistikler yapıldı.
Bulgular
Çalışmaya dahil edilen toplam 275 hastadan, 112’si kadın 163’ü erkekti. Bu hastalardan 152’sine APC analizi, kalan 127 hastaya ise MLH1 ve MSH2 analizi yapıldı. 38 herediter polipozis tanılı hastalarda klinik tabloyu açıklayabilecek APC mutasyonu saptanırken, 24 herediter non-polipozis koli tanılı hastada klinik tabloyu açıklayabilecek MLH1/MSH2 mutasyonu saptandı. Çalışmanın tasarımı ve bulguların özeti Şekil 1’de gösterilmiştir.
Herediter polipozis koli hastaları ve APC analizi
APC ile ilişkili polipozis koli sendromu tanısı alan hastaların 12’si erkek, 26’sı kadındı. Erkek hastaların yaş ortalaması 38,33±6,24 iken kadınlarda bu ortalama 34,26±2,95 idi. Herediter polipozis koli tanılı 152 hastadan yapılan APC analizinde hastaların 41’inde hastalıkla ilişkisi olabilecek varyant bulundu. Bunların 38’inde (%25,6) patojenik/olası patojenik, 3’ünde (%0,01) klinik önemi belirsiz varyant saptandı. Kalan 110 (%72,3) hastada ise herhangi bir varyant saptanmadı ya da saptanan varyant benign olarak değerlendirildi. Herediter polipozis koli tanılı hastaların demografik özellikleri ve APC mutasyonlarının analizi sonuçları Tablo 1’de gösterildi.
Herediter non-polipozis koli hastaları ve MLH1/MSH2 analizi
Herediter non-polipozis koli tanısı alan erkek hastaların yaş ortalaması 38,33±6,24 iken kadınlarda bu ortalama 34,26±2,95 idi. Herediter non-polipozis koli tanılı 127 hastadan yapılan MLH1 ve MSH2 analizinde hastaların 24’ünde (%18,8) patojenik/olası patojenik, 9’unda (%0,07) klinik önemi belirsiz varyant saptandı. Kalan 94 (%74) hastada ise herhangi bir varyant saptanmadı ya da saptanan varyant benign olarak değerlendirildi. Herediter non-polipozis koli tanısı alan hastaların 17’si erkek, 16’sı kadındı. MLH1 geninde 10 patojenik/olası patojenik, 3 klinik önemi bilinmeyen varyant tespit edilirken, MSH2 geninde 13 patojenik/olası patojenik, 5 klinik önemi bilinmeyen varyant tespit edildi. Herediter non-polipozis koli tanılı hastaların demografik özellikleri ve MLH1 gen analizi sonuçları Tablo 2’de, MSH2 gen analizi sonuçları Tablo 3’te gösterildi.
Tartışma
A. Herediter polipozis koli ve APC analizi
Tümör süpresör gen olarak işlev gören APC genindeki monoallelik mutasyonlar hastalığın ortaya çıkmasına neden olur. Mutasyon taşıyıcısı bir bireyde sıklıkla ergenlik veya erken erişkin dönemde polipler ortaya çıkmaya başlar. Cerrahi yapılmadığı durumlarda kolonda binler hatta on binlerce polipten oluşan ciddi bir yük meydana gelir ki bu durumda %90 ve üzerinde KRK tablosu oluşur (3). FAP hastalarının en sık ölüm sebebi KRK olup bunu duodenal ve ampuller adenokarsinomalar takip etmektedir (8). Bu nedenle FAP tanılı bir hastaya total kolektomi yapılmış olsa bile hayat boyunca gastrointestinal sistem endoskopisi ile takip edilmelidir (9).
APC geni 5q22.2’de yer alan, primer transkribi NM_000038.5 olan 15 ekzondan ve 2.843 amino asitten oluşmaktadır. Gen ürünü APC proteini ise 311,8 kd’lik bir büyüklüğe sahiptir. Son ekzonu en büyük ekzon olup kodlanan toplam bölgenin 3/4’ünden fazlasını oluşturmaktadır (10). Şu ana kadar APC’de 1200’den fazla hastalıkla ilişkilendirilmiş patojenik/olası patojenik varyant bildirilmiştir. Patojenik varyantlar gen boyunca dağılmış olarak bulunurken, bunlar ağırlıklı olarak genin 5 ucunda bulunur (11).
APC analizinin yapıldığı geniş kohortlara bakıldığı zaman mutasyonların çoğunlukla çerçeve kaymasına neden olduğu görülmüştür. Nagase ve ark. (12) 176 mutasyonun tanımladığı çalışmada olguların 106’sında çerçeve kayması bildirilirken 68’in de nokta mutasyonu tespit edilmiştir. Nokta mutasyonlara ise kendi içinde bakıldığında 57’sinin non-sense (anlamsız) mutasyon, 6’sında missense (yanlış anlamlı) mutasyon ve kalan 5’inde ise splicing (kırpılma) mutasyonları tanımlanmıştır. Çerçeve kayması ve non-sense mutasyonları ACMG 2015 kriterlerine göre PVS1 (pathogenic very strong) patojenik olarak sınıflandırılması bu mutasyonların patojenik veya olası patojenik olarak değerlendirilmesi açısından önemlidir. Bu çalışmada saptadığımız 38 varyanttan 22’si çerçeve kaymasına neden olurken, 13’ü nokta mutasyonu kalan 6’sı ise splicing mutasyonuydu. Nokta mutasyonlarının içerisinde 10 mutasyon ile non-sense en sık görülendi. Elde ettiğimiz veriler literatür bilgi ise ile birebir örtüşmekteydi. APC geninde en sık görülen patojenik varyant ise 16. ekzonda bulunan c.3927_3931delAAAGA, p.Glu1309AspfsTer4 çalışmamızda mutasyon tespit edilen 38 hastadan 10’unda (%26,3) mevcut olup en sık tespit edilmiş mutasyondur (3).
Çalışmada en az görülen mutasyon çeşidi missense mutasyonlar olup bunların tamamı ACMG 2015 kriterlerine göre klinik önemi bilinmeyen olarak sınıflandırılmıştır. Elde edilecek daha geniş aile hikayesi, varsa KRK pozitif olgularda APC analizi, tespit edilen mutasyonlara ilişkin fonksiyonel çalışmalar yapılması ve varyantların benign ya da patojenite açısından değerlendirilmesi daha sağlıklı sınıflama yapılmasına katkı sağlayacaktır. Bu mutasyonlardan in silico algoritmalara göre c.3220A>G polimorfizm olarak değerlendirilirken c.2222A>G ve c.7399C>A hastalık yapıcı olarak değerlendirilmiştir (13).
Bu çalışmada saptanan 5 varyant daha önce literatürde bildirilmemişti. ACMG 2015 kriterleri ışığında bu varyantlar değerlendirildiğinde tümü muhtemel patojenik olarak sınıflandırıldı. Beş varyanttan 2’si ≤2 baz insersiyonu, 2’si tek baz delesyonu kalan bir mutasyon ise tek baz duplikasyonu olup bu mutasyonların tamamı çerçeve kaymasına neden olmaktadır. In silico analizlerde hasar verici ve tolerans düzeyinin düşük olması, mutasyonların genin yüksek korunmuş bölgesinde yer alması benzer şekilde fenotipe yol açmasını destekleyici faktörlerdendir (13).
Herediter polipozis koli ön tanılı 110 hastada APC geninde kliniği açıklayabilecek herhangi bir varyant tespit edilememiştir. APC geninin dizi analizinde hastaların %90’ına tanı konulurken, büyük delesyon/duplikasyon analizleri neticesinde yaklaşık %8-12 oranında tanı konulmaktadır. Bu çalışmada dizileme yapılmış olup APC genini ilgilendiren büyük delesyon/duplikasyonların tespit edilebilmesi mümkün değildir. Bu nedenle klinik şüphesi kuvvetli olan olgulara MLPA ya da yüksek çözünürlüklü array ile analiz yapılmalıdır (3). Bunun dışında literatürde herediter polipozis ile takip edilen hastaların %20-30’unda APC geninde mutasyon tespit edilememektedir. Bu bir kısmında MUTYH geninde mutasyonlar bildirilmiş olup MUTYH ilişkili polipozis koli (MAP) tanısı almışlardır (14).
B. Herediter Non-polipozis Koli ve MLH1/MSH2 analizi
LS, herediter KRK sendromları içerisinde en sık görülen alt tip olup tüm KRK olguların yaklaşık %2-3’ünü oluşturmaktadır (14). Bu sendrom otozomal dominant kalıtım modeline sahiptir. KRK yanı sıra endometrium kanseri, mide kanseri, over kanserleri de ortaya çıkabilmektedir. Germline mutasyonlar mismatch tamir (MMR) genlerinde MLH1, MSH2, MSH6, PMS2 ve EPCAM/TACSTD1’de görülmektedir (3).
MLH1
3p22.2 bölgesinde yer alan MLH1 geni yaklaşık 57 kb büyüklüğünde olup kodlanan 19 ekzon toplam 756 amino asitten oluşmaktadır (15). Bugüne kadar 700’den fazla germline mutasyon bildirilmiştir. Bunlardan yaklaşık %5-10’u delesyon/duplikasyonlardan oluşmaktadır (16). Ayrıca dokularda MLH1’in metilasyonu ile somatik heterozigosite kaybı da olguların yaklaşık %0,6’sında gösterilmiştir. Mlh1 proteini PMS2 gen ürünü ile birlikte dimerize olarak DNA polimeraz, tek zincir DNA bağlanma proteini (RPA), hücre proliferasyonu nükleer antijen (PCNA), helikaz gibi MMR’de görevli proteinlerin bağlanmasını koordine eder (3). Bu çalışmada herediter non-polipozis koli ile takip edilen hastalardan 15’inde MLH1 geninde varyant bulunmuştur. Bu varyantlardan 11’i patojenik/olası patojenik, kalan 4’ü ise klinik önemi bilinmeyen olarak sınıflandırılmıştır. Tespit edilen 2 patojenik varyant ise daha önce literatürde bildirilmemiştir.
MLH1 geninde 4 hastada toplam 3 farklı missense klinik önemi belirsiz varyant saptanmıştır. Dominguez-Valentin ve ark. (17) c.289 T>G değişimini ve Tunca ve ark. (18) c.293 G>C değişimini in silico analiz programlarına dayanarak hastalık yapıcı etkileri olduğunu öne sürmüştür. Ancak ACMG 2015 kriterlerine göre hastalık yapıcı etkileri lehine yeterli kanıt bulunamamıştır. MLH1 geninde saptanan c.728A>G değişimi ise daha önce ClinVar veri tabanında bildirilmiş olup hasta veya değişiminin etkileri hakkında yeterli veri paylaşılmadığından klinik önemi belirsiz varyant olarak sınıflandırıldı (19).
c.589 C>T ve c.1752_1765 del14 varyantları literatürde daha önce bildirilmemiş olup ACMG 2015 kriterlerine göre muhtemel patojenik olarak sınıflandırılmıştır. İlk mutasyon neticesinde erken durdurma kodonu, ikinci mutasyonda çerçeve kayması buna bağlı olarak iki kodon sonrasında erken durdurma kodonu meydana gelmesi nedeniyle güdük protein ortaya çıktığı düşünülmektedir. Bunun yanı sıra bu bölge evrimsel süreçte yüksek derecede korunmuş bir bölge olması nedeniyle bu noktalarda olabilecek mutasyonların tolere edilme ihtimali oldukça düşüktür (13).
MSH2
MSH2 geni 2p21p16 yer alır, kodlanan 16 ekzonu olup gen ürünü toplam 934 aminoasitten meydana gelir (20). Bu gende literatürde bildirilmiş 170’den fazla mutasyon bulunur ve bunların yaklaşık %20’si ekzonik/multiekzonik delesyonlardır (11). MSH2 gen ürünü MSH2 MMR proteinlerinden MSH6 veya MSH3 ile heterodimer oluşturarak yanlış eşleşmeleri tespit eder. Bu çalışmada herediter non-polipozis koli ile takip edilen hastalardan 18’inde MSH2 geninde varyant bulunmuştur (3). Bu varyantlardan 14’ü patojenik/olası patojenik, kalan 4’ü ise klinik önemi bilinmeyen olarak sınıflandırılmıştır. Tespit edilen 2 olası patojenik ve klinik önemi bilinmeyen bir varyant ise daha önce literatürde bildirilmemiştir.
c.433A>G ve c.435T>G değişimleri sonucunda 145. pozisyondaki izolösin amino asidinin sırasıyla valin ve metiyoninde değişmesine neden olmaktadır. Literatürde bu varyantın MLH1 geni üzerinde fonksiyon bozucu bir etkisi gösterilememekle beraber herediter non-polipozis koli hastada gösterilmiştir (21-24). c.1787A>G değişikliği LS ön tanılı hastalarda saptanmış ancak benzer klinik bulguları olan diğer aile bireylerinde bu varyant tespit edilememiş, bu nedenle aile içi segregasyon uyumsuzluğu sebebiyle klinik önemi belirsiz olarak sınıflanmıştır (25).
MSH2 geninde tespit edilmiş olan 3 varyant literatürde daha önce bildirilmemiştir. ACMG 2015 sınıflamasına göre bunlardan ikisi (c.801_802delTT ve c.1609delA) muhtemel patojenik olarak değerlendirilirken diğer varyant (c.970 C>G) ise klinik önemi bilinmeyen olarak sınıflandırılmıştır. Muhtemel patojenik olan her iki varyantta çerçeve kaymasına sebep olarak güdük protein oluşmasıyla sonuçlandığı düşünülmektedir (13).
Herediter non-polipozis koli, herediter KRK tanılı hastalarda MLH1 ve MSH2 genlerinin hem dizileme hem de delesyon/duplikasyon analizi ile hastaların yaklaşık %90’ında mutasyon tespit edilebiliyor. Kalan kısım için ise dağılım MSH6’da %7-10, PMS2’de <%5, EPCAM’da <%1 şeklindedir. Bu görülen oranların sadece dizileme teknolojileri ile tespiti mümkün değildir. Bu genlere yönelik büyük delesyon/duplikasyon analizleri önerilmektedir. MLH1’de %5-10, MSH2’de >%20, MSH & <%5, EPCAM %100 oranında bu analizler neticesinde mutasyon saptanabilmektedir (3). Çalışmamızda 94 hastada herhangi bir mutasyon saptanamadığında yukarıda belirtilen bilgiler ışığında kalan genlerin hem dizileme hem de delesyon/duplikasyon açısından analiz edilmesi gerekmektedir.
Sonuç
Gelişen dizileme teknolojileri, tanımlanan yeni genlerin yanı sıra kanser genetiğindeki yeni çalışmalar ve yaklaşımlar tanının moleküler olarak doğrulanması gerekliliğini ortaya koymuştur. Herediter KRK tanısının doğrulanması ve mutasyonun tespit edilebilmesi multidisipliner hasta yönetiminin daha başarılı olması, tıbbi genetik uzmanlarının daha doğru ve kapsayıcı genetik danışma vermesine imkan sağlayacağı ve bu durumunda mortalite ve morbiditenin düşürülmesine katkı sunacağı düşünülmektedir.
Finansal Destek: Yazarlar tarafından finansal destek almadıkları bildirilmiştir.