Onkológia 3/2022

Súčasné možnosti využitia masívneho paralelného sekvenovania v diagnostike a liečbe onkologických pacientov

RNDr. Regína Lohajová Behulová, PhD., Mgr. Romana Valenčíková, PhD., Mgr. Lukáš Šebest, PhD., Mgr. Lenka Dolešová, PhD., Mgr. Tomáš Slamka, Mgr. Eva Krascsenitsová, PhD.

Úvod: Nastavenie personalizovaného manažmentu je kľúčové na zabezpečenie vhodnej profylaxie, ako aj personalizovanej liečby onkologických pacientov. Približne 10 – 15 % prípadov častých nádorových ochorení sa vyskytuje v hereditárnej forme, tzn., že za závažnú genetickú predispozíciu môže byť zodpovedný jeden konkrétny gén alebo skupina génov. Na detekciu kauzálnych variantov sa v súčasnosti využívajú technológie masívneho paralelného sekvenovania, ktoré umožňujú analyzovať tisícky génov a stovky pacientov naraz. Metódy masívneho paraleného sekvenovania sa v súčasnosti využívajú aj na určenie genomického profilu nádoru, na základe ktorého je možné identifikovať podskupiny pacientov profitujúcich z podávanej systémovej terapie, minimalizovať negatívny vplyv vedľajších účinkov, stanoviť prognózu ochorenia a taktiež lepšie klasifikovať podtypy nádorov. Materiál a metódy: Na testovanie rodín s dedičnými onkologickými ochoreniami boli použité dva prístupy, a to analýza panelu 38 génov (Custom Hereditary Cancer Solution, SOPHiA Genetics) a analýza klinického exómu zahŕňajúca 4 571 génov (Clinical Exome Solution, SOPHiA Genetics). Na analýzu určenia genomického profilu nádoru boli použité tri prístupy: analýza panelu 523 génov (TruSight Oncology 500, Illumina), analýza panelu (Solid Tumour Solution +, SOPHiA Genetics) a analýza panelu génových fúzií (RNAtarget Oncology Solution, SOPHiA Genetics). Všetky analýzy prebiehali na platformách Illumina (Miseq a Nextseq 550) a bioinformatická analýza prebiehala pomocou softvéru SOPHiA DDM™ a Illumina PierianDX. Výsledky a záver: Na oddelení lekárskej genetiky OÚSA bolo vyšetrených 3 878 rodín s dedičnými nádorovými ochoreniami, pričom kauzálne patogénne, respektíve pravdepodobne patogénne varianty boli identifikované v 716 prípadoch (približne 20 %). Najčastejšie kauzálne varianty boli dokázané v génoch BRCA1, BRCA2, CHEK2, ATM, PALB2, NBN, MUTYH, BARD1, BLM, BRP1, MSH6, POLE. Genomický profil nádoru bol stanovený u 207 pacientov. Z celkového počtu detegovaných variantov malo 37,5 % variantov silnú klinickú signifikáciu, (trieda TIER I) a 62,5 % variantov malo potenciálnu klinickú signifikáciu (trieda TIER II). Najčastejšie mutovaným génom v celom súbore bol gén TP53, mutácie v ktorom tvorili 33,3 % zo všetkých klinicky signifikantných variantov. Aplikácia masívneho paralelného sekvenovania umožňuje včasnú diagnostiku onkologických ochorení, minimalizuje liečebné náklady posunutím súčasného tradičného medicínskeho prístupu k liečbe onkologických ochorení na individuálny preventívny a prediktívny prístup.

Kľúčové slová: MPS, panel génov, klinický exóm, CGP, personalizovaná medicína

Recent applications of massive parallel sequencing in cancer diagnosis and treatment

Introduction: Personalized management plays a key role in ensuring appropriate prophylaxis, prevention as well as personalized treatment for cancer patients. Hereditary cancer syndromes underlie approximately 5 to 10% of all cancers, i.e. one or more genes may be responsible for a serious genetic predisposition. Massive parallel sequencing technologies are currently used to detect causal variants, allowing thousands of genes and hundreds of patients to be analyzed at once. Massive parallel sequencing methods are also currently used to determine the genomic profile of the tumor, based on which it is possible to identify subgroups of patients benefiting from systemic therapy, minimize the negative impact of side effects, determine the prognosis of the disease and better classify tumor subtypes. Material and methods: Two approaches were used to test families with inherited cancers: a panel analysis of 38 genes (Custom Hereditary Cancer Solution, SOPHiA Genetics) and a clinical exoma analysis involving 4571 genes (Clinical Exome Solution, SOPHiA Genetics). Three approaches were used to analyze the genomic profile of the tumor: Panel analysis of 523 genes (TruSight Oncology 500, Illumina), panel analysis (Solid Tumor Solution +, SOPHiA Genetics) and analysis of gene fusion panel (RNAtarget Oncology Solution, SOPHiA Genetics). All analyzes were performed on Illumina platforms (Miseq and Nextseq 550) and bioinformatics analysis was performed using SOPHiA DDM® and Illumina PierianDX software. Results and conclusion: Altogether 3878 families with inherited cancers were examined at the Department of Medical Genetics of St. Elizabeth Cancer Institute, where pathogenic or probably pathogenic variants were identified in 716 cases (approximately 20%). The most common causal variants were detected in the genes BRCA1, BRCA2, CHEK2, ATM, PALB2, NBN, MUTYH, BARD1, BLM, BRP1, MSH6, POLE. The genomic profile of the tumor was determined in 207 patients. Of the total number of variants detected, 37.5% of the variants had strong clinical significance (TIER class I) and 62.5% of variants had potential clinical significance (TIER class II). The most frequently mutated gene was the TP53 gene, in which mutations accounted for 33.3% of all clinically significant variants. The application of massive parallel sequencing enables early diagnosis of hereditary and sporadic cancer, minimizes treatment costs by shifting the current traditional medical approach to the treatment of oncological diseases to an individual and predictive approach.

Keywords: MPS, gene panel, clinical exome, CGP, personalized medicine