Рак молочной железы (РМЖ) является одним из наиболее распространенных злокачественных новообразований среди женщин во всем мире. По статистическим данным КазНИиОР, в 2018 году в Казахстане было диагностировано 32 228 новых случаев онкологических заболеваний и 14 369 человек умерли от этой болезни [1]. В структуре онкопатологий Республики Казахстан рак молочной железы все также занимает 1-е место среди женской популяции на 2019 год [1]. Патогенез рака молочной железы включает в себя как генетический фактор, так и эндогенные и экзогенные факторы риска.
Первые гены, ассоциированные с раком молочной железы, это BRCA1 и BRCA2. Исследования, проведенные в разных странах мира, показали, что генетические факторы влияют на индивидуальную восприимчивость к РМЖ, особенно одиночные нуклеотидные полиморфизмы (SNPs), связанные с геном P53 [2; 3]. Существуют мутации, которые увеличивают риск развития рака молочной железы, к ним относятся мутации в генах BARD1, BRIP1, CDH1, CHEK2, FANCM, MLH1, MRE11A, MSH2, MSH6, MUTYH, НБН, PALB2, PMS1, PMS2, PTEN, RAD50, RAD51C, STK11 и ТР53 гены. Все вместе эти мутации, вероятно, составляют небольшой (от 2 до 5%) процент случаев рака молочной железы. Некоторые варианты SNP могут снизить риск развития рака молочной железы. В 2014 году был обнаружен SNP rs140068132 у латиноамериканских женщин («коренные американцы») и был связан как с более низкой плотностью груди (оценка проводилась при помощи маммографии), так и с 40-60% более низким риском развития рака молочной железы [4].
Материалы и методы исследования. Обзор литературы был выполнен с использованием PubMed для выявления статей и отчетов о случаях заболевания в англоязычной литературе в период с 2003 по 2019 год по риску развития, генетике, лечению, фармакокинетике появления побочных действий лечения и прогнозу рака молочной железы. В данный обзор включены метаанализы отдельных групп однонуклеотидных полиморфизмов. Использована основная характеристика SNP, взятых из международной базы SNPedia.com
Результаты исследования и их обсуждение. Важную роль генетических факторов риска играет неспособность восстановления разрыва двойной нити ДНК. Для устранения таких дефектов нити ДНК существует несколько важных процессов – гомологичная рекомбинация (HR) и негомологичные эндосоединительные пути (NHEJ) [5]. Jie Ge и соавторы провели крупномасштабный метаанализ 14 наборов данных для исследования геномных ассоциаций (GWAS), выбрали 138 генов-кандидатов из Ner-путей, используя «Базу данных молекулярных сигнатур (MsigDB)» и PathCards. Этот анализ показал, что один из факторов, приводящий к дефекту ДНК, – это NER-пути. Авторы выделили четыре независимых SNPs (BIVM-ERCC5 rs1323697_C, GTF2H4 rs1264308_T, COPS2 rs141308737_C и ELL rs1469412_C), ассоциированных с риском РМЖ [6].
Некоторые SNPs, влияют на прогрессирование рака молочной железы, такие как rs1799750, в гене MMP1 и rs3918242, в гене MMP9. Еще в 2007 году Hughes и соавторы провели исследование ассоциации между однонуклеотидными полиморфизмами в промоторных областях ММП-1, ММП-3, ММП-7, ММП-9, ММП-12 и ММП-13 и метастатическим распространением рака молочной железы в лимфатических узлах 223 пациенток и доказали, что однонуклеотидные полиморфизмы ММП влияют на прогрессирование рака молочной железы и что генотип ММП-1 2G/2G повышает риск метастазирования в лимфатические узлы и имеет наиболее неблагоприятный прогноз течения РМЖ [7]. Но есть SNP, связанные с более низким риском развития рака молочной железы, например rs3218536 в гене репарации ДНК XRCC2 и rs1045485 в гене CASP8, который связан с апоптозом [8].
Также у каждого региона есть свои полиморфизмы, ассоциирующиеся с национальной предрасположенностью к развитию РМЖ. Так, в исследовании Боярских У.А. и соавторов в 2009 году были выделены полиморфизмы в пределах интрона 2 гена FGFR2, которые связаны с повышенным риском развития рака молочной железы в европейских и азиатских популяциях. В данной работе участвовало 766 женщин российской популяции и 665 контрольных женщин из Сибири. И из семи SNP FGFR2 выделили два, которые преобладали в популяции женщин Западной Сибири, Российская Федерация - rs2981582 и rs7895676 [9]. Если говорить о странах Азии, то, например, в Южной Корее еще в 2011 году было проведено крупное исследование однонуклеотидных полиморфизмов, связанных с раком молочной железы среди азиатской популяции (в исследование не были включены китайцы). В общей сложности была исследована 3321 больная раком молочной железы и 3500 здоровых женщин, которые составили контрольную группу. Генотипирование SNP включало rs2046210 (6q25.1), rs2981582 (FGFR2), rs889312 (MAP3K1), rs3803662 (TOX3/TNRC9) и rs4973768 (SLC4A7). Опухоли были классифицированы на четыре внутренних подтипа на основе рецептора эстрогена (ER), рецептора прогестерона, экспрессии HER2 и Ki67. Все пять SNP были связаны с риском развития рака молочной железы в доминантных, рецессивных и аддитивных моделях. С помощью SNP была создана многомерная модель риска логистической регрессии. При анализе подтипов все 5 SNPs были связаны с люминальным подтипом A рака молочной железы. Два SNPs (rs2046210 и rs3803662) были связаны с ER-HER2 + подтип, и только rs2046210 SNP был связан с тройным отрицательным подтипом [10].
Крупнейшее же азиатское исследование однонуклеотидных полиморфизмов было проведено в Китае в 2010 году. Jirong Long и соавторы исследовали 6498 случаев рака молочной железы среди китайского населения и сравнили свои результаты с европейскими клиническими исследованиями. Статистически значимые ассоциации между этнической принадлежностью и раком молочной железы наблюдались в восьми выявленных полиморфизмах, среди которых rs4973768 (3p24/SLC4A7), rs889312 (5q11.2MAP3K1), rs2046210 (6q25.1), rs1219648 (10q26.13/FGFR2), rs2981582 (10q26.13/FGFR2), rs3817198 (11p15.5/плоскость lsp1), rs8051542 (16q12.1/TOX3), и rs3803662 (16q12.1/TOX3). Два дополнительных SNP, rs10941679 (5p12 / MRPS30) и rs13281615 (8q24. 21), показали незначительно значимую ассоциацию. Некоторые из этих ассоциаций меняли свое значение в зависимости от текущего уровня эстрогена. В анализе точного картирования пять SNP показали последовательную ассоциацию с риском развития рака молочной железы на обеих исследуемых группах: rs10169372 (2q35), rs283720 (8q24.21), rs10515083 (17q23.2/ COX11), rs16955329 (17q23.2/ COX11) и rs2787487 (17q23.2/ COX11) [11].
Помимо риска заболевания и прогноза РМЖ, существуют SNP, которые играют определенную роль в том, как пациенты реагируют на препараты, используемые для лечения рака молочной железы, и лучевую терапию. Значимые ассоциации с нежелательными побочными эффектами лучевой терапии имеет SNP rs1800058 (Leu > Phe), который приводит к плевральному утолщению и фиброзу легких [12].
Несмотря на последние достижения в лечении РМЖ, такие побочные эффекты, как кардиотоксичность, могут быть обусловлены традиционными химиопрепаратами, например антрациклинами, а также более новыми препаратами, такими как трастузумаб, что приводит к высокому уровню смертности больных РМЖ. В 2018 году Vivian Y. Chang и Jessica J. Wang провели обзор причин кардиотоксичности, индуцированной химиотерапией. Они пришли к выводу, что три SNP в трех генах в настоящее время имеют убедительные доказательства в качестве фармакогеномных маркеров для антрациклин-индуцированной кардиотоксичности. Эти ассоциации были воспроизведены по меньшей мере дважды в больших хорошо охарактеризованных популяциях пациентов с клинически значимыми эффектами. Они рекомендовали фармакогеномическое тестирование всех онкологических больных с раком молочной железы с показанием к терапии доксорубицином или даунорубицином для вариантов RARG rs2229774, SLC28A3 rs7853758 и UGT1A6 *4 rs17863783 [13]. Linschoten M. и соавторы в том же году также провели масштабный обзор литературы, где идентифицировали 25 генетических вариантов в 20 генах и 2 межполовых варианта полиморфизмов, связанных с кардиотоксичнотью антрациклиновых препаратов и трастузумаба. Хотя общая численность исследуемых групп была ограничена небольшими когортами, что приводило к неспособности оценить происхождение популяции и отсутствию репликации. SNP с самыми надежным уровнем доказательности взаимосвязи с кардиотоксичностью являются CELF4 rs1786814 (структура и функция саркомеров), RARG rs2229774 (экспрессия топоизомеразы-2β), SLC28A3 rs7853758 (транспорт лекарственных средств), UGT1A6 rs17863783 (метаболизм лекарственных средств) и 1 межполушарный вариант (rs28714259) [14].
Описания клинического случая в Испании в 2016 году демонстрирует пациентку, у которой развилась тяжелая токсичность по отношению к 5-фтоурацилу и которая имела мутацию в гене, кодирующем фермент дигидропиримидиндегидрогеназу 2846 A>G (>rs67376798) [15]. Позже в 2018 году в Нидерландах проводилось проспективное многоцентровое исследование, касающееся токсичности фторпиримидинов, которые снижают активность ключевого метаболического фермента DPYD. Были оценены эффекты проспективного скрининга для четырех наиболее значимых вариантов дигидропиримидина дегидрогеназы (DPYD) - DPYD*2A [rs3918290, c. 1905+1G>A, IVS14+1G>>A], c. 2846A>> > T [>>>rs67376798, D949V], c. 1679T>G [rs55886062, DPYD*13, I560S], и c.1236G>>A [rs56038477, E412E, в гаплотипе B3]. На основе полученных данных 1181 больного они смогли выделить критерии подбора дозы фторпиримидинов для каждого полиморфизма. Уменьшение дозы DPYD на основе генотипа помогло улучшить безопасность пациента лечения фторпиримидином. Для носителей DPYD*2A и c.1679T>G снижение начальной дозы на 50% было адекватным. Для носителей полиморфизма С.1236G>A и С.2846A> > T требуется более значительное снижение дозы на 50% (вместо 25%). Поскольку фторпиримидины являются одними из наиболее часто используемых противоопухолевых агентов, эти результаты свидетельствуют о том, что внедрение индивидуального дозирования с учетом генотипа DPYD должно стать новым стандартом лечения [16]. Lam и соавторы также исследовали таблетированную форму фторпиримидинов - капецитабин. Капецитабин активируется до 5-FU при помощи генов CES, CDA и TYMP, из которых клинически значимыми SNP являются полиморфизмы в генах в CDA и CES2, которые отвечают за эффективность и токсичность препарата. Кроме того, варианты в генах 5-FU метаболического пути, включая TYMS, MTHFR и DPYD, могут также влиять на эффективность и токсичность капецитабина. В частности, хорошо известные SNP в TYMS и DPYD имели связь с клиническим исходом, а также с побочными эффектами лечения. Были описаны варианты полиморфизмов DPYD*2A (rs3918290), *13 (rs55886062), -2846A>T (rs67376798) и -1236G>>A/HapB3 (rs56038477) - отвечают за высокий риск токсичности данного препарата [17].
Также в немецком исследовании 2013 года, проведенном Seibold P. и соавторами, была выявлена взаимосвязь между однонуклеотидными полиморфизмами и эффектами лучевой терапии, а также выявлены высокие риски смертности. Одиннадцать SNP в в генах MT2A, NFE2L2, NQO1, PRDX1 и PRDX6 были достоверно связаны с общей смертностью после медианы наблюдения 5,7 года. Три SNP в NQO1 (rs2917667) и PRDX6 (rs7314, rs4916362) были последовательно связаны с повышенным риском смерти во всех исследуемых популяциях. Для CAT_rs769218 была найдена модификация потенциального эффекта при лучевой терапии. Таким образом, было доказано, что генетические варианты в NQO1 и PRDX6 могут изменять прогноз рака молочной железы [18].
Прогноз рака молочной железы значительно отличается у больных раком молочной железы, и наследственные генетические факторы могут помочь объяснить эту вариабельность. Особый интерес представляют гены, участвующие в защите от активных форм кислорода (АФК), поскольку считается, что АФК вызывают повреждение ДНК и способствуют патогенезу рака. Два однонуклеотидных полиморфизма в GPX4 (rs713041 и rs757229) были связаны со смертностью от всех причин РМЖ, связанных как с течением самого заболевания, так и с побочными эффектами проводимого лечения (показатели гипотезы были специально с коррелированы до P = .0041 и Р = .0035). GPX4 rs713041 расположен рядом с элементом последовательности вставки селеноцистеина в GPX4, и редкий аллель этого SNP связан с повышенным риском смерти [19].
Однонуклеотидные полиморфизмы также могут быть ассоциированы с первично множественными формами раков среди женской популяции. Например, BARD1 SNPs G1743C (Cys557Ser), T2006C (Cys645Arg) и G2355A (Ser761Asn) были идентифицированы как ассоциированные с раком яичников, молочной железы и раком яичников и раком молочной железы соответственно [20-23]. Финское популяционное исследование сообщило о трех синонимичных и четырех несинонимичных SNP(NsSNP). NsSNP были представлены мутациями в генах C1207G (Ser378Arg), G1592A (Val507Mat), C2045T (Arg658Cys) и G1743C (Cys557Ser). В этом исследовании было обнаружено, что только G1743C (Cys557Ser) ассоциирован с предрасположенностью к раку молочной железы [21]. Тот же SNP был обнаружен ассоциированным с риском развития одиночного и множественного первичного рака молочной железы [24; 25]. Pro24Ser и C1207G (Ser378Arg) могут совместно способствовать восприимчивости к раку молочной железы. В исследовании от 2009 года сообщалось, что G1743C (Cys557Ser) не имеет ассоциации с предрасположенностью к семейному раку молочной железы в австралийском популяционном контрольном исследовании [26; 27]. В когортном исследовании, проведенном на французской популяции, было показано, что девять распространенных SNP, связанных с геном BARD1, включая G1743C (Cys557Ser), не играют никакой роли в качестве модификатора риска у мутантных носителей BRCA1/2 [28].
С 2018 году широко исследуется влияние однонуклеотидных полиморфизмов на ответ опухоли на различные семы адъювантной химиотерапии. Так, в январе 2018 года Meiying Li и соавторы представили результаты когортного исследования у 316 пациентов с трижды-негативным раком молочной железы (ТНРМЖ). Все больные получали курсы адъювантной полихимиотерапии антрациклинами и/или таксанами. Были обнаружены три генотипа AA, GA и GG, в rs473543 гена ATG5. Проведенное исследование показало, что пациенты с аллелем ATG5 rs473543 имели повышенный риск рецидива и более короткий безрецидивный период выживаемости по сравнению с пациентами, носящими вариант генотипа GG в rs473543 (P = 0.034). Кроме того, после корректировки на клинические факторы, было установлено, что генотип AA/GA rs473543 был независимым предиктором для безрецидивного периода выживаемости (риск опасности, 1,73; P = 0,034). Кроме того, у узло-негативных пациентов с наличием аллеля (AA/GA) безрецидивный период выживаемости был короче, чем у пациентов с отсутствием аллеля (Р = 0,027). Это показывает, что генотипы ATG5 rs473543 могут служить потенциальным маркером для прогнозирования рецидива у пациентов с ранними стадиями ТНРМЖ, получавших в качестве адъювантной химиотерапии схемы на основе антрациклина и/или таксана [29]. А в апреле 2019 года Rekha Priyadarshini и соавторы представили результаты по влиянию полиморфизмов генов ABCB 1 C3435T и C1236T на опухолевый ответ на неоадъювантную химиотерапию на основе доцетаксела у больных с местнораспространенным раком молочной железы в Южной Индии. Они представили результаты по 162 пациентам, из которых 102 пациента ответили на лечение доцетаксела, а 27 нет. Пациенты с генотипами «CT /TT» гена ABCB 1 (C1236T) показали лучший опухолевый ответ, чем пациенты с генотипом «CC» (P = 0.03). Это доказывает, что на ответ опухоли на доцетаксел значительное влияние оказал SNP C1236T гена ABCB 1, кодирующего P-gp [30].
В 2014 году было проведено мультицентровое исследование, в котором участвовало 13 медицинских центров и университетов из 5 стран (Франция, США, Австралия, Канада и Южная Корея). Данное исследование было направлено на внедрение скрининговых программ по выявлению семейных типов рака молочной железы. Всего в данном исследовании участвовало 2436 пациенток, в возрасте от 20 до 60 лет. Удалось выявить 20 новых немых мутаций, а также классифицировать пациенток в категории низкого, среднего и высокого риска развития рака молочной железы [31]. Данное исследование хорошо показывает практическую значимость исследования однонуклеотидных полиморфизмов на популяционном уровне.
Выводы. Таким образом, использованная литература указывает на актуальность этой проблемы. Существует потребность в тестировании прогнозируемых SNP на предмет их функциональных ролей в индивидуализации лечения рака молочной железы.
Исследование выполнено в рамках научно-технической программы BR05236375 «Исследование особенностей генетического риска заболеваний, ассоциированных с метаболическим синдромом в казахской популяции», по заказу ГУ «Комитет науки Министерства образования и науки Республики Казахстан».