Abstract
Detecção de mutação no
BRCA1 /2
é uma estratégia geralmente aceite para o rastreio de cancro do ovário que têm deficiência recombinação capacidade (HR) homólogo e maior sensibilidade aos inibidores da PARP. No entanto, um subconjunto substancial de
BRCA
pacientes com câncer ovariano -mutant mostra a capacidade de RH menos prejudicada ou intacta, resultando em resultado nonequivalent após o desenvolvimento de câncer de ovário. Nossa hipótese é que a instabilidade do genoma fornece um registro da vida de deficiência de reparo do DNA e prevê resultado câncer de ovário. Com base nos dados de câncer de ovário multi-dimensionais TCGA, desenvolvemos uma instabilidade genómica orientada por lógica biológica marcar integrando mutação somática e copiar número mudança num genoma do tumor. A pontuação dividida com sucesso
BRCA
tumores ovarianos -mutant em casos de forma significativa melhoria do resultado e casos de resultado não melhoradas. A pontuação também foi capaz de discriminar HR-deficiência indicado pelo
BRCA1
epigenetically silenciamento,
EMSY
amplificação e deleção homozigótica do genes essenciais de RH. Descobrimos ainda que a pontuação foi positivamente correlacionada com a taxa de resposta completa de quimioterapia e a taxa de platina-sensibilidade, e previu um melhor resultado do cancro do ovário, independentemente do
BRCA
-mutation status. A pontuação pode ter um valor importante na previsão de resultados e design ensaio clínico
Citation:. Zhang S, Yuan Y, Hao D (2014) A Score Instabilidade genômica em discriminar nonequivalent Resultados do BRCA1 /2 mutações e na previsão de resultados de câncer de ovário tratados com quimioterapia à base de platina. PLoS ONE 9 (12): e113169. doi: 10.1371 /journal.pone.0113169
editor: Gautam Chaudhuri, Meharry Medical College, Estados Unidos da América
Recebido: 24 Outubro, 2013; Aceito: 24 de outubro de 2014; Publicação: 01 de dezembro de 2014
Direitos de autor: © 2014 Zhang et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados
Financiamento:. Os autores não têm apoio ou financiamento para relatar
Conflito de interesses:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes
Introdução
ambos
BRCA1
e
BRCA2 Quais são os genes supressores de tumores envolvidos na reparação de quebras de ADN de cadeia dupla (DSB) através de recombinação homóloga (RH) [1]. As células com
BRCA1 /2
mutação têm uma capacidade diminuída para reparar LAP via HR, que é conservador, e, potencialmente, livre de erros, resultando em aumento da instabilidade genômica e a predisposição ao câncer de ovário [2]. Postula-se que pacientes com câncer de ovário com
BRCA1 /2
mutação têm melhorado a sobrevivência por causa da sensibilidade a agentes que danificam o ADN específicos, tais como cisplatina e carboplatina [3], [4]. Além disso, demonstrou-se que, dada a deficiência de RH, a inibição da via de reparação de excisão de bases por inibidor de PARP geralmente leva à morte da célula [5]. Isto levanta esperanças para desenvolver terapia direcionada para RH cancros do ovário deficiente.
No entanto, foram relatados resultados conflitantes sobre o resultado do câncer de ovário com
BRCA1 /2
mutação. Alguns estudos descobriram que a sobrevivência de doentes com cancro do ovário com
BRCA1 /2
mutação germinativa foi significativamente mais favorável do tipo selvagem pacientes [6], [7], [8], [9], enquanto outros estudos resultados conflitantes têm mostrado [10], [11], [12]. Por exemplo, através da comparação 37
BRCA1
pacientes de cancro do ovário mutantes com pacientes de tipo selvagem, foi demonstrado recentemente que a sobrevivência de
BRCA1
portadores da mutação tinham nenhuma diferença significativa de casos de tipo selvagem [ ,,,0],12], [13]. Além disso, verificou-se que muitos
BRCA1
pacientes com câncer ovariano mutantes foram resistentes a agentes de quimioterapia que induzem LAP [12]. A discrepância em estudos anteriores indicaram que nem todas as células de cancro do ovário com deficiência HR BRCA1 /2 mutação exibiu. Primeiro, alguns
BRCA1 /2
mutações não podem comprometer a função do gene; Em segundo lugar, a maioria dos genes de reparação de ADN são recessiva, isto é, ambos os alelos deve ser mutado para a função de perda completa-[14]. Não há nenhuma evidência convincente mostrando que a haploinsuficiência ou baixa expressão de
BRCA1 /2
gene prediz melhor evolução para o câncer de ovário [15]. Portanto, novas estratégias devem ser desenvolvidos para identificar amostras deficientes em RH.
instabilidade genômica, como uma característica evolutiva do câncer, pode ter o potencial para resolver o problema. Postula-se que a instabilidade do genoma podem ser atribuídos a defeitos nas vias que mantêm a estabilidade genómica, especialmente a via RH [16]. Nos cancros hereditárias, a instabilidade genómica tem sido associada a defeitos em genes envolvidos na reparação de DSB de via RH, tais como
BRCA1 /2
,
RAD50 e o gene da anemia de Fanconi [17] , [18]. Duas formas de instabilidade genómica que consideramos como reflexos de deficiência de RH são a alteração cromossômica eo fenótipo mutante, que pode ser quantificada pela frequência da mudança copy-número (CNC) ea frequência de mutação somática, respectivamente. A alteração cromossômica pode ser induzida por garfos de replicação de DNA paralisadas ou recolhido desencadeadas por oncogenes e produtos químicos mutagénicos, que por sua vez levam a LAP [19], [20]. Assim, em células deficientes em RH, a alteração cromossómica acumula. A ausência de RH aumenta a utilização de vias de reparação do ADN alternativos, que são mais propensas a erro, que conduz a um aumento da mutação de sequência e translocação cromossómica [21]. Recentemente,
Kang et al., Achou que a alta expressão da maioria dos genes de reparo do DNA, ao invés de baixa expressão, foi associado com maior sensibilidade à quimioterapia à base de platina, o que reflecte uma tentativa de compensar a via HR potencialmente defeituoso [ ,,,0],15].
neste estudo, nós mostramos que uma pontuação construído por duas formas anteriores de instabilidade genômica pode ser usado para reavaliar as consequências da
BRCA1 /2
mutações e para refinar HR deficiente amostras de
BRCA
portadores da mutação. Além disso, tem sido sugerido que um subconjunto de cancro do ovário esporádica, na ausência de
BRCA1 /2
mutação, pode abrigar deficiência de RH e têm a vantagem a partir de compostos de platina e de inibidor de PARP [22]. Assim, a pontuação também pode prever o resultado de um grande número de pacientes com câncer ovariano, independentemente do
BRCA1 /2
estado de mutação.
Material e Métodos
pacientes com câncer de ovário
Nós procurou o banco de dados TCGA de 325 pacientes com câncer ovariano em 6 de novembro de 2012, onde tanto dados de mutação somática CNC e estavam disponíveis. características clínico-patológicas de pacientes com câncer ovariano, incluindo idade, estágio do tumor e grau e estado debulking cirúrgico, estão listadas na Tabela 1. Todos os pacientes receberam um regime de platina. 59% dos pacientes obtiveram uma resposta completa (CR) à quimioterapia adjuvante e 67% dos pacientes com um status de platina foram sensível à platina.
Construção de uma instabilidade genômica marcar
A genômica pontuação instabilidade para cada amostra foi determinada pelo número de regiões CNC (n
1) e o número de mutações somáticas (n
2) dentro de um genoma de cancro, de acordo com a fórmula: pontuação = K × N
1 + n
2. Em nosso estudo, K foi ajustada para 0,5, uma vez que mais significativamente discriminação entre sobrevida global mediana de longo e curto em TCGA coorte.
No total, foram utilizados 14970 mutações somáticas todo 325 doentes com cancro do ovário. Estas mutações foram inicialmente capturada pelo sequenciamento de todo o exome realizados em tumores e controles normais pareados, e depois foram validadas por experimentos de baixo rendimento. Apenas as mutações validados foram usados (dados Level3 do portal de dados TCGA). Todos os tipos de variantes, incluindo mutações pontuais e indels foram colocados juntos para construir o placar. Nós divididos ainda as mutações em mutações em-quadro e mutações de desvio de quadro e descobriram que mutações tanto em grelha e mutação de deslocamento foram significativamente preditivo dos resultados (Figura S1), e, assim, foram postos em conjunto para construir o marcador. A proporção do número de cópias log2 segmentado entre o tumor e os ADN de controlo foi utilizado para estimar a magnitude do CNC. Para reduzir os ruídos potenciais em dados CNC, apenas as regiões CNCs longos ( 3 Mb, log2ratio 0,05 ou -0,05) foram usadas. Este corte foi escolhido arbitrariamente, mas descobrimos que nossos resultados foram robustos contra o valor exato do corte.
Seleção de HR amostras deficientes
BRCA1
hipermetilação,
EMSY
amplificação e deficiências (incluindo mutação não-sinônimos e deleção homozigótica) em
PTEN
, genes anemia de Fanconi,
RAD
genes e dos genes de reparo de DNA envolvidas em RH (incluindo
ATM
,
ATR
e
CHEK1 /2
) foram identificados para selecionar RH amostras deficientes de câncer de ovário. K-significa consenso agrupamento foi realizada em dados bidimensionais de metilação do DNA e expressão gênica para separar
BRCA1
epigenetically silenciados tumores de tumores não silenciada. Amplificação e deleção homozigótica foram determinados por análise do número de cópias GISTIC.
A análise estatística
A distribuição diferente da pontuação entre as amostras deficientes em RH e outras amostras foi avaliada pelo teste de Wilcoxon rank sum. análises de sobrevivência foram conduzidas pelo método de Kaplan-Meier utilizando o teste de log-rank. análises multivariadas foram realizadas por Cox modelo de regressão de riscos proporcionais. A sobrevida global foi definido como o intervalo de tempo entre a excisão cirúrgica inicial até a morte ou último tempo de seguimento (censurado). A sobrevida livre de progressão foi definida como o intervalo de tempo entre a excisão cirúrgica inicial para progressão (incluindo eventos de recorrência e morte) ou último tempo de seguimento (censurado). Todas as análises estatísticas neste estudo foram de dois lados. A significância foi definida quando o valor de p foi inferior a 0,05.
Resultados
BRCA1 /2 mutação e sua associação com a sobrevivência no cancro do ovário
De acordo com os dados atualizados em TCGA ,
BRCA1
e
BRCA2
eram não-synonymously mutado em 42 e 33 casos de cancro do ovário, respectivamente, respondendo por 12,9% e 10,1% dos 325 pacientes (Tabela S1). Todos, menos 2
BRCA1
mutações e 2
BRCA2
mutações eram mutações nulas (desvio de enquadramento ou sem sentido). 37 de 42
BRCA1
tumores ovarianos mutantes e 29 de 33
BRCA2
tumores ovarianos mutantes foram utilizados e descritos em estudos anteriores [12], [13]. Cinco
tumores novos BRCA1
mutantes ovarianos e quatro novos
BRCA2
tumores ovarianos mutantes foram analisados em comparação com os estudos anteriores. Usando esses dados atualizados, reavaliamos a sobrevida de pacientes do ovário com pacientes
BRCA1 /2
mutação e do tipo selvagem, e revelou resultado diferente em comparação com os achados anteriores [12], [13]. Descobrimos que, não só
portadores BRCA2
mutação, mas também
BRCA1
portadores da mutação tinha melhorado significativamente a sobrevivência do que de tipo selvagem pacientes com câncer de ovário. A taxa de sobrevida em 5 anos de
BRCA1
e
BRCA2
portadores da mutação foi de 46% (IC 95%, 32% ~68%) e 58% (IC 95%, 41% ~83 %), respectivamente, que foi significativamente superior a 25% (IC 95%, 18% ~33%) taxa de sobrevida de 5 anos em pacientes do tipo selvagem (Figura 1A; log-rank p = 0,01 e p = 0,002, e Cox p = 0,02 e p = 0,0007, respectivamente). O intervalo livre de progressão da
BRCA1 /2
portadores da mutação também foi significativamente maior do que os pacientes do tipo selvagem na análise multivariada (Cox p = 0,002 e Cox p = 0,03 para
BRCA1
mutação e
BRCA2
mutação, respectivamente;. Figura 1B)
pontuação instabilidade genômica em predizer os resultados de portadores da mutação BRCA
Para explorar a instabilidade genômica de
BRCA
mutante e de tipo selvagem pacientes com câncer de ovário, calculamos a frequência da mutação somática e da frequência da CNC para cada genoma do tumor. Tumores com linha germinal e somática
BRCA
mutações não apresentaram diferenças significativas nos resultados e na instabilidade genômica, e, assim, foram reunidas em análises a jusante. Ambos
BRCA1 Comprar e genoma
BRCA2
mutante mostraram nível elevado de mutação e frequência CNC (Figura 2), sendo consistente com nossa hipótese de que a via HR-deficiente leva a um aumento da mutação e cromossômica instabilidade . Nós ainda notado que os tumores
BRCA2
mutantes apresentaram maior instabilidade genômica que
BRCA1
tumores -disrupted, sugerindo que
BRCA2
portadores da mutação exibiu uma deficiência de RH mais grave do que
BRCA1
portadores da mutação. Isto foi consistente com a maior taxa de sobrevivência de
BRCA2
portadores da mutação em comparação com a de
BRCA1
portadores da mutação (Figura 1, importância não alcançado devido ao pequeno número de amostras).
(A) Ambos
BRCA1
e
BRCA2
tumores mutantes mostrar mutações nível do genoma elevadas. grupo de alto mutação do
/2
mutado pacientes com câncer ovariano BRCA1 mostra melhorou significativamente a sobrevida do que os pacientes do tipo selvagem, enquanto a baixa grupo mutação do
/2 pacientes
mutação BRCA1 mostra diferença não significativa quando comparada com wild- escreva pacientes. (B) Ambos
BRCA1 Comprar e
BRCA2
tumores mutantes mostram aumento no número de cópias mudanças. grupo de alto CNCs de
BRCA1 /2
mutado pacientes com câncer de ovário mostra melhorou significativamente a sobrevida do que os pacientes do tipo selvagem, enquanto a baixa grupo CNCs mostra diferença não significativa em comparação com os pacientes do tipo selvagem. (C) Ambos
BRCA1
e
BRCA2
mutado pacientes apresentam aumento da pontuação instabilidade genômica, com
BRCA2
mutado pacientes apresentam maior distribuição da pontuação do que
BRCA1 mutado
pacientes. grupo de alto pontuação do
/2 pacientes
mutação BRCA1 mostra melhorou significativamente a sobrevida do que os pacientes do tipo selvagem, enquanto grupo de baixa pontuação mostra diferença não significativa em comparação com os pacientes do tipo selvagem.
A hipótese que a instabilidade genômica reflete a deficiência de RH. Com base nesta hipótese, pacientes com câncer de ovário levando
BRCA
mutações foram divididos em dois grupos, comparando a taxa de mutação e frequência CNC com o respectivo nível médio de pacientes do tipo selvagem.
BRCA
portadores da mutação no grupo de alto nível de ambos mutação e CNC apresentaram melhora significativamente a sobrevida global do que os pacientes do tipo selvagem (-rank log P 0,001 em ambos os casos; Figura 2A-B e Tabela 2 para multivariable modelos). Em contraste, a sobrevivência global do
BRCA
portadores da mutação no grupo de baixo nível de ambos mutação e CNC não foi significativamente diferente dos pacientes do tipo selvagem (log-rank p 0,05 em ambos os casos). Embora o grupo de baixo nível de CNC alcançaram significância no modelo ajustado (Tabela 2), o significado é drasticamente menor do que o grupo de alto nível da CNC.
O valor prognóstico significativo de instabilidade genómica nos inspirou a desenvolver uma pontuação integrando mutação e CNC para identificar RH tumores ovarianos deficientes (Materiais e Métodos). A pontuação dos doentes com cancro do ovário com
BRCA1
/
2
mutação foi significativamente maior do que os pacientes do tipo selvagem (p = 0,02, teste de Wilcoxon rank sum, Figura 2C).
BRCA
tumores mutantes foram então divididos em grupo de alta pontuação eo grupo de baixa pontuação ao comparar sua pontuação com o nível médio de dezenas de pacientes do tipo selvagem. 30
BRCA1
e 21
BRCA2
portadores da mutação foram divididos em grupo de alta pontuação, enquanto que 12
BRCA1
e 12
BRCA2
portadores da mutação foram divididos em o grupo de baixa pontuação. Os tumores no grupo de alto nível tinham significativamente maior taxa de 5 anos de sobrevida (55%; 95% CI, 42% ~74%) do que os pacientes do tipo selvagem (-rank log p 0,001 e p 0,001; Figura 2C e tabela 2), enquanto que os tumores no grupo de baixo nível não teve diferença significativa na sobrevida em comparação com os pacientes do tipo selvagem (-log rank p = 0,28 e Cox p = .12).
pontuação instabilidade genômica está correlacionada com o RH deficiência
separação bem sucedida de
BRCA
tumores mutado pelo placar pode sugerir que um subconjunto substancial de
BRCA
portadores da mutação mostrar a capacidade de reparação menos prejudicada ou intacta via HR. Portanto, é importante para confirmar a correlação entre a nossa pontuação e outros defeitos relacionados HR, além de
BRCA1 /2
mutação.
BRCA1
inativação epigenética tem sido relatada em câncer de ovário [23], [24], e foi recentemente provado ser um preditor de maior sensibilidade à quimioterapia à base de platina [25]. Foram identificadas 34
BRCA1
hipermetilado tumores ovarianos caracterizadas por tanto hipermetilação do promotor e reduzida expressão de
BRCA1
(Materiais e Métodos). Uma comparação direta entre
BRCA1
silenciados tumores e BRCA do tipo selvagem tumores (Ambas as amostras de mutação BRCA e
BRCA1
silenciados amostras foram excluídas) revelou diferença significativa na distribuição da pontuação: pontuação média de
BRCA1
hipermetilado tumores eo tipo tumores selvagens foi de 93 e 59, respectivamente (p = 0,00002, Wilcoxon rank sum, Figura 3A).
(A) A distribuição de pontuação no
BRCA1
pacientes hiper-metilado é significativamente maior do que no
BRCA
pacientes do tipo selvagem. (B) A distribuição de pontuação em pacientes com deficiência de RH (incluindo
casos de amplificação EMSY
, e
PTEN
, genes anemia de Fanconi,
RAD
genes,
ATM
,
ATR
e
CHEK1 /2
casos deficientes) é significativamente maior do que em outro
BRCA
pacientes do tipo selvagem. (C) Associação da pontuação com resposta completa (CR). As pontuações de todos os pacientes (n = 325) foram divididos em 12 intervalos iguais. A percentagem de doentes que atingiram a CR (de acordo com os Critérios de Avaliação de Resposta em Tumores Sólidos) foi calculada para os pacientes em cada intervalo e foi plotada contra cada intervalo de pontuação em ordem crescente. Pacientes em alta pontuação show de intervalo cada vez maior probabilidade de alcançar CR. A linha a tracejado representa linha de regressão linear, através dos pontos de dados. (D) O mesmo que (C), mas o cálculo de platina status. Foram analisados 133 pacientes sensíveis à platina e 62 pacientes resistente à platina.
Além de
BRCA1 /2
deficiência, a amplificação do
EMSY
[26] e deficiências no
PTEN
[27], genes da anemia de Fanconi [3],
RAD
genes e dos genes de reparo de DNA envolvidas em RH (incluindo
ATM
,
ATR Comprar e
CHEK1 /2
) também foram identificados para causar defeitos de RH em câncer humano [28]. Para explorar se a pontuação poderia discriminar amostras deficientes em RH de
BRCA
do tipo selvagem pacientes com câncer de ovário, examinamos a
BRCA
tumores do tipo selvagem e identificados 67 tumores para que pelo menos um dos os genes supramencionados foi alterada e 152 tumores para os quais nenhum dos genes foram alterados (Materiais e Métodos e Tabela S2). pontuação média das 67 amostras de RH deficientes e as outras 152 amostras foi de 73 e 54, respectivamente (p = 0,0006, teste de Wilcoxon rank sum, Figura 3B).
Probabilidade de alcançar o status de CR e platina com base na genômica instabilidade marcar
no geral, 59,4% dos doentes (193 de 325) em TCGA coorte do cancro do ovário alcançado um CR à quimioterapia adjuvante (Tabela 1). Para explorar se a pontuação instabilidade genômica correlaciona-se com a probabilidade de CR, dividimos a pontuação em 12 intervalos iguais e plotados a percentagem de doentes que atingiram a CR contra cada intervalo de pontuações crescentes. Observou-se uma forte correlação entre o escore e a probabilidade de alcançar CR (Figura 3C).
Nós investigado se a pontuação poderia se correlacionam com status de platina de tumores do ovário. No geral, 133 pacientes com câncer ovariano foram sensível à platina e 62 pacientes eram de platina resistente (Tabela 1). Tal como mostrado na Figura 3D, observou-se uma forte correlação entre o aumento da pontuação de sensibilidade e a probabilidade de platina. Nós constatou que apenas 25,5% dos pacientes com pontuação mais elevada do que a pontuação média dos pacientes com status de platina conhecidos eram resistentes platina, enquanto que 39,2% dos pacientes com pontuação menor do que a pontuação média eram resistentes platina (teste exato de Fisher, p = 0,05).
Relação entre pontuação instabilidade genômica e evolução clínica em pacientes com câncer de ovário
Estes dados sugerem que a pontuação pode ser preditivo de sobrevivência para um grande número de pacientes com câncer ovariano, independentemente do
BRCA1 /2
mutações. Para testar isso, dividimos todos os tumores ovarianos 325 em dois grupos pela mediana de pontuação-tumores com pontuações baixas ( 60) e tumores com contagens elevadas ( = 60). Este ponto de corte natural foi utilizado porque dividimos os pacientes em dois grupos com igual número de amostras, e parecia ser a maneira mais simples para aplicação clínica. Nenhuma diferença significativa nas características clínicas, incluindo a idade, estágio, grau e tamanho do tumor residual entre o grupo de alto pontuação eo grupo de baixa pontuação foi observada (Tabela 3). A percentagem de doentes que estavam livre de doença em cinco anos no grupo de alta pontuação e grupo de baixo escore foi de 17% e 7%, respectivamente (p 0,05, teste exato de Fisher).
a pontuação foi capaz de discriminar entre a sobrevivência global mediana de longo e curto: os pacientes com câncer ovariano no grupo de alta pontuação e o grupo de baixa pontuação tiveram sobrevida global mediana de 4,3 anos e 3,2 anos, respectivamente (-log rank p = 0,004 , A Figura 4A). A taxa de sobrevida em 5 anos para o grupo de alta pontuação e o grupo de baixa pontuação foi de 38% e 25% (p = 0,07, teste exato de Fisher), respectivamente. Finalmente, as amostras no grupo de alta pontuação tinham significativamente maior sobrevida livre de progressão (PFS) do que as amostras do grupo de baixa pontuação (5 anos taxa de PFS de alta pontuação vs. baixa pontuação: 17% contra 7%, log-rank p = 0,009;. Figura 4B)
O conjunto de dados TCGA com mutações somáticas e CNCs (n = 325) foram analisados e foram divididos em grupos de baixa e alta pontuação. A análise de Kaplan-Meier foi utilizado para avaliar o sistema operacional (A) e PFS (B) em baixa contra alta grupo de pontuação (log-rank p = 0,004 e p = 0,009, respectivamente). A análise multivariada foi realizada utilizando o modelo de riscos proporcionais de Cox para garantir que o resultado é independente de prognóstico para OS (C) e PFS (D). quadrados sólidos representam a razão de risco e as linhas horizontais representam intervalos de confiança de 95% (IC) de taxas de risco.
Na análise univariada, alta pontuação previu tanto melhora da sobrevida global e PFS enquanto baixa pontuação previu tanto pior sobrevida global e PFS (baixo contra pontuações mais altas, HR = 1,52, 95% CI = 1,14-2,03, p = 0,005 para a sobrevida global e HR = 1,40, 95% CI = 1,08-1,8 **, p = .01 para PFS ). Na análise multivariada o ajuste para idade, grau, palco e tamanho do tumor residual, as taxas de risco de baixa contra altas pontuações para a sobrevida global e PFS foram 1,52 (p = 0,006; IC95% = 1,13-2,05; Figura 4C) e 1,35 ( p = 0,02; IC95% = 1.05to 1,75; Figura 4D), respectivamente, demonstrando que a pontuação manteve uma associação independente com a sobrevida global e PFS. Também comparamos o resultado poder preditivo de nossa pontuação com CNC e taxa de mutação somática, respectivamente, e a nossa pontuação superou o método que utiliza apenas os dados do CNC ou dados de mutação (HR = 1,32, p = 0,04 e HR = 1,38, p = 0,07, respectivamente ; Figura S2)
Discussão
LAP são as formas mais citotóxicos de danos no DNA [21].. diminuição da capacidade de reparar DSB leva a um aumento mutações e alterações cromossómicas brutas, e por sua vez, podem ser utilizadas como alvos para a terapia do cancro [29]. Duas principais vias de reparo de DNA foram encontrados até agora para reparar LAP: HR e não homóloga-end juntar (NHEJ) [30]. NHEJ é a principal via para reparar DSB na ausência de RH e é propensa a gerar mutações nos locais de junção [30], [31], [32]. Além disso, porque não existe uma sequência homóloga a ser utilizado como um modelo para assegurar que as duas extremidades são unidas sendo provenientes de sequência contígua, NHEJ pode propenso para originar deleções e inserções cromossómicas bem [21]. O truque de reparação à base de RH está usando sequência homóloga sem danos em chromatid irmã para evitar tais erros, o que é altamente dependente da intacto do
BRCA1 /2
proteínas [5]. Portanto, na ausência de RH, a mutação e CNC seguir-se, que podem ser usados como assinaturas de deficiência de HR para beneficiar a previsão de resultados clínicos.
Estudos recentes têm utilizado a instabilidade do genoma para prever o resultado e para definir HR amostras deficientes [33], [34], [35], [36], [37]. No entanto, a maioria desses estudos foram apenas com base nos dados do número de cópia ou com base em
BRCA1 /2
mutações. Por exemplo, Baumbusch Lo et al. utilizado o nível total das aberrações do número de cópias para prever o resultado de cancro do ovário [37]. Abkevich V et al. usada a correlação entre o número de perda de regiões número de longa cópia e
BRCA1 /2
mutação para prever o resultado de câncer de ovário [34]. Diferente com esses estudos, a nossa pontuação instabilidade genômica cópia combinada variação do número e genoma mutação, o que melhora o poder preditivo do resultado clínico em comparação com usando apenas copiar dados numéricos (Figura S2). Além disso, como temos demonstrado, os resultados conflitantes foram frequentemente relatados em relação aos resultados do
BRCA1 /2
pacientes mutantes com câncer de ovário, sugerindo que não era uma medida robusta para definir a deficiência de RH. Diferente com os estudos anteriores que definem a pontuação deficiência de RH com base na mutação BRCA1 /2, a nossa pontuação é baseada na instabilidade do genoma. Portanto, a nossa pontuação pode ser usado para dividir ainda mais
BRCA
tumores ovarianos -mutant em casos de forma significativa melhoria do resultado e os casos de resultado não melhoradas.
O valor prognóstico da partitura é particularmente importante para ovário pacientes com câncer que receberam uma terapia baseada em platina. Muitos pacientes com câncer ovariano, incluindo
BRCA
pacientes mutantes, estão finalmente identificados para serem resistentes a quimioterapia apenas depois de ter sido submetido a multiplicar ciclos de terapia tóxico com pouco benefício [38]. Portanto, a pontuação instabilidade genômica pode ter implicação importante na identificação de pacientes com resultado desfavorável e redirecioná-los para terapias alternativas que são mais eficazes, como a radioterapia ou outros agentes (ou seja, o topotecano) [39], [40].
Detecção
BRCA1 /2
mutações é uma estratégia geralmente aceite para a previsão de câncer de mama precoce. As mulheres que transportam mutações da linha germinativa em qualquer um dos dois genes conferem um risco de vida de 60-85% de desenvolver cancro da mama (principalmente basal-like) [41], [42]. Isto indica que a deficiência de RH provavelmente subjacente à predisposição ao câncer de câncer de mama também. Postula-se que um subconjunto substancial de câncer de mama esporádico pode abrigar deficiência de RH. Portanto, a pontuação também podem ter o potencial para identificar um subconjunto maior de pacientes com cancro da mama deficiente de RH e redirecioná-los em quimioterapias que podem ser mais eficazes. No entanto, de acordo com TCGA, apenas um pequeno subconjunto de tumores mamários em que ambos os dados de mutação e dados de mudança de número de cópias estavam disponíveis, e alguns deles receberam uma quimioterapia baseada em platina padrão, que não foram suficientes para uma validação confiável.
Este estudo tem algumas limitações. Embora, a nosso conhecimento, o TCGA coorte câncer de ovário representa o maior conjunto de dados que não tem precedentes em tamanho e abrangência, não encontramos um conjunto de dados independente adequada para validar os nossos resultados. No entanto, a construção da pontuação instabilidade genómica foi, basicamente, independente do resultado clínico, e foi biológica hipótese-dirigido. Portanto, acreditamos que este garantiu a reprodutibilidade da partitura. Além disso, a detecção de mutação sequência de alta confiança ainda é caro, o que pode limitar a sua aplicação na predição clínica. Portanto, nós examinamos o poder preditivo de dados de mutação invalidados (nível 2) que são gerados pelo sequenciamento de todo o exome, e descobriu que estes dados também previu significativamente o resultado de câncer de ovário (Figura S3). Com uma validação prospectiva em dados mais completos, o resultado pode ter implicações importantes na predição clínica e em discriminar a função de
BRCA1 /2
mutações.
Informações de Apoio
Figura S1.
Ambas as mutações frame-shift (A) e mutações em-frame (B) são preditivos de resultados de câncer de ovário (log-rank p = 0,01 e p = 0,03, respectivamente)
doi:. 10.1371 /journal.pone.0113169.s001
(PDF)
Figura S2.
Capacidade da variação do número de cópia e mutação do genoma para prever o resultado de câncer de ovário. (A) Os pacientes no grupo de baixo CNC e do grupo de alto CNC teve sobrevida global mediana de 1167 dias e 1511 dias, respectivamente (log-rank p = 0,03). As taxas de sobrevida em 5 anos para o grupo de baixa pontuação eo grupo de alta pontuação foram 26,1% e 37,6%, respectivamente. (B) Os pacientes no grupo de baixo mutação e do grupo de alto mutação tiveram sobrevida global mediana de 1213 dias e 1499 dias, respectivamente (log-rank p = 0,04). As taxas de sobrevida em 5 anos para o grupo de baixa pontuação eo grupo de alta pontuação foram 26,6% e 36,3%, respectivamente. A análise multivariada foi realizada utilizando o modelo de riscos proporcionais de Cox para garantir que o CNC (C) e taxa de mutação (D) foram independentemente prognóstico para a sobrevida global. quadrados sólidos representam a razão de risco e as linhas horizontais representam intervalos de 95% de confiança (IC) de taxas de risco
doi:. 10.1371 /journal.pone.0113169.s002
(PDF)
Figura S3.
Capacidade de dados de mutação não validados na predição dos efeitos do câncer de ovário: pacientes no grupo de alto mutação eo grupo de baixo mutação tiveram sobrevida global mediana de 4,1 anos e 3,2 anos, respectivamente (log-rank p = 0,001). As taxas de sobrevida em 5 anos para o grupo de grupo de alta pontuação e de baixa pontuação foram 40,3% e 23,7%, respectivamente
doi:. 10.1371 /journal.pone.0113169.s003
(PDF)
Tabela S1 .
BRCA1 /2 mutações de TCGA pacientes com câncer
doi ovário: 10.1371 /journal.pone.0113169.s004
(DOC)
Tabela S2. amostras de cancro do ovário
HR-deficientes como indicado pelo
EMSY
amplificação e deficiências no
PTEN
, genes anemia de Fanconi,
RAD
genes e dos genes de reparo de DNA envolvidos na HR (incluindo
ATM
,
ATR
e
CHEK1 /2
)
doi:. 10.1371 /journal.pone.0113169.s005
(XLS)