Что я узнала о себе из генетического теста. Молекулярная диагностика рака Чувствительность и специфичность анализа на генетическую предрасположенность к онкологии

В сентябре в Москве открылся медицинский центр «Атлас», который специализируется на «персонализированной» и «превентивной» медицине. Своим пациентам центр предлагает сначала cделать скрининговый тест «Моя генетика», а потом уже разрабатывать план профилактики и лечения на основе его результатов - выявленных предрасположенностей и рисков возникновения заболеваний, а также генетически обусловленных реакций на лекарства.

Массовой расшифровкой генома в России занялись ещё в 2007 году, поэтому на рынке уже существует несколько похожих компаний. Однако «Атлас» назвал своей целью сделать генотипирование популярным и доступным - примерно так, как это удалось 23andMe, американской компании бывшей жены Сергея Брина Анны Войжитски, в которую Google инвестировала почти 4 миллиона долларов. Популярность 23andMe явно не даёт покоя владельцам «Атласа», поэтому даже домен 23&me.ru они зарегистрировали на себя.

Создатели теста обещают не только оценить предрасположенность к 114 и определить статус носительства 155 наследственных заболеваний, но и раскрыть тайну происхождения, дать рекомендации по питанию и спорту, предоставить бесплатную консультацию врача-генетика, который расскажет, как жить с полученной информацией. Тест «Моя генетика» стоит 14 900 рублей, что в среднем в два раза меньше стоимости аналогичного теста у конкурентов в России. Рекламные проспекты компаний, которые занимаются генотипированием, выглядят многообещающе, но мало кто понимает, какую именно информацию он получит на руки, сдав свою ДНК, и как потом её можно будет применить в реальной жизни.

The Village попросил Александру Шевелеву сделать генетический тест и рассказать читателям о его результатах.

Саша Шевелева

Человека манит самопознание. Гадание по руке, натальная карта, генеалогические изыскания, диета по группе крови - хочется точно знать, кто я, откуда, чем отличаюсь от других и есть ли у меня успешные родственники в Новой Гвинее. Поэтому узнать, что обо мне расскажут мои гены, было страшно интересно.

Чтобы сдать кусочек своего ДНК, надо зарегистрироваться на сайте и в личном кабинете вызвать курьера, который привезёт вам коробочку с пластмассовой пробиркой, штрих-кодом и соглашением на использование ваших биоматериалов. Перед тем как заполнить пробирку слюной (плевать приходится довольно долго), нельзя полчаса есть, пить и целоваться. После наполнения пробирка закрывается специальной пробкой, в которой содержится жидкий консервант, и снова вызывается курьер. Кроме того, в личном кабинете вам предложат заполнить довольно подробный опросник о болезнях ваших родственников и вашем образе жизни (что едите, как часто занимаетесь спортом, чем болели и какие операции делали). Результаты теста обещают прислать через две недели, но в моём случае прошёл целый месяц. Как потом мне рассказал основатель «Атласа» Сергей Мусиенко, исследование ДНК они проводят на базе лаборатории НИИ физико-химической медицины в Москве.

Сам отчёт выглядит как электронная страница с рубрикатором: здоровье, питание, спорт, происхождение, личные качества и рекомендации.

Самая серьёзная и достоверная рубрика - здоровье: в ней связь определённых типов генов с возможным заболеванием подтверждена научными исследованиями, в которых принимало участия более тысячи человек. Здесь риски развития заболеваний сгруппированы в процентах и сравниваются со средним риском по популяции, отображены наследственные заболевания, а также так называемая фармокогенетика, индивидуальная чувствительность к лекарствам (аллергические реакции, побочные эффекты).

У корреспондента The Village тест не выявил генетический вариант, часто встречающийся у кудрявых людей

Самыми высокими рисками для меня, согласно тесту, являются меланома (0,18 % при среднем риске 0,06 %), системная склеродермия (0,05 % при среднем 0,03 %), сахарный диабет первого типа (0,45 % при среднем 0,13 %), аневризма сосудов головного мозга (2,63 % при среднем 1,8 %), системная красная волчанка (риск 0,08 % при среднем риске 0,05 %), эндометриоз (1,06 % при среднем риске 0,81 %), артериальная гипертензия (42,82 % при среднем риске 40,8 %). Ну и так далее. Кроме того, тест выявил, что я являюсь здоровым носителем варианта гена, связанного с периодической болезнью. Моя же чувствительность к лекарствам оказалась совершенно среднестатистической, ничем не примечательной, поэтому никаких особых побочных эффектов или аллергических реакций тест не выявил.

В рубрике «Питание» мне рекомендовали то, что рекомендуют своим читателям все журналы о здоровом образе жизни, - сбалансированную диету и почему-то не больше 998 килокалорий в день (при норме для взрослого человека, который не занимается спортом, в 1 200). Не рекомендовали есть сладкое и жирное, пить крепкий алкоголь, закусывать его картошкой или заедать рисом, запретили сладкое и жареное. В общем, всё, что можно было бы посоветовать любому россиянину старше 18 лет. У меня заподозрили непереносимость лактозы и запретили молочные продукты, хотя никаких проблем с молоком у меня никогда не было. Несмотря на это, в разделе «Рекомендации» мне посоветовали есть «больше молочных продуктов каждый день» (потом разработчики сказали, что это - баг), потому что молоко «снижает риск развития сахарного диабета», который у меня повышен. Если пить его вместо сладкой газировки, то, наверное, снижает. Но сейчас прогрессивное человечество уже задумывается о том, насколько молоко вообще необходимо взрослому человеку, - связи потребления молока с крепкими костями и восполнением витамина D, о которой говорили раньше, так и не было найдено.

В разделе «Спорт» меня назвали «спринтером» и посоветовали силовые тренировки, поэтому рекомендовали гандбол, регби и плавание и запретили бег, баскетбол, конный спорт и зимние виды спорта. На мой удивлённый вопрос: «Почему запретили бег, который почти всем можно?» - врач-генетик Ирина Жигулина, с которой мы потом общались, ответила, что речь идёт о профессиональном спорте. Профессионального бегуна из меня, по их мнению, не выйдет.

В разделе «Происхождение» меня ждала интерактивная инфографика о том, как мои предки по материнской линии вышли из Восточной Африки 150–180 тысяч лет назад и двинулись в Северную Европу. У меня нет Y-хромосомы, поэтому, что там происходило с отцовской линией, совершенно непонятно. Мои надежды найти успешных родственников так и не оправдались - бегунок остановился на отметке «500 лет назад» и выдал результат, что 50,9 % моего ДНК - от жителей Северной Европы. Жаль, что это совсем не то, что получают, например, покупатели теста 23andMe, которым предоставляют доступ к социальной сети, где можно найти своих родственников. А так хотелось прожить такую историю, как Стэйси и Грета, которые узнали, что они сёстры, благодаря 23andMe!

Больше всего меня удивила информация под заголовком «Личные качества». Тут я узнала, что у меня снижен риск развития никотиновой зависимости, есть предрасположенность к абсолютному слуху, нет риска ранней менопаузы и есть склонность к избеганию вреда. Этот раздел создатели относят к «развлекательной генетике», потому что данные в ней строятся на основе экспериментов с небольшой выборкой испытуемых (меньше 500). Но они меня вовсе не развлекли, а расстроили. Во-первых, выяснилось, что у меня нет предрасположенности к кудрявым волосам: «у вас не выявлен генетический вариант, часто встречающийся у кудрявых людей», хотя я кудрявей, чем многие каракулевые шубы. А во-вторых, у меня «не выявлен вариант гена, встречающийся у большинства творческих людей». В-третьих, я и вовсе интроверт.

Коробочка с генетическим тестом
Внутри находится соглашение на использование ваших биоматериалов
А также пробирка, которую нужно наполнить слюной

Результаты теста заканчиваются рекомендациями пройти консультацию с терапевтом (по поводу риска системной красной волчанки), с эндокринологом (по поводу сахарного диабета) и с дерматологом (склеродермия, меланома), а также ежегодно сдавать анализ крови, делать маммографию, с 40 лет - регулярно ЭКГ. Ещё рекомендовали пить кофе и молоко, витамины, регулярно заниматься спортом и редко загорать.

Ирина Жигулина, врач-генетик «Атласа», которая позвонила мне после получения результатов, успокоила меня, объяснив, что генетический риск - это лишь предрасположенность, а вовсе не будущий диагноз и образ жизни может этот риск скорректировать. По её словам, надо внимательно смотреть на родственников - в каком возрасте и чем они начали болеть.

Ирина объяснила, что высокий риск большинства заболеваний, к которым у меня может быть генетическая склонность (гипертриглицеридермия, ишемическая болезнь, сахарный диабет), снижается здоровым образом жизни и уменьшением стрессов. А то заболевание, пассивным носителем которого я могу являться, никогда не проявится, но не стоит выбирать в отцы будущему ребёнку мужчин с такой же мутацией. «А в общем, - заключила Ирина, - вы идеальная женщина. А кудрявость является сложным признаком, и она зависит не только от одного гена».

После того как я отправила вопросы через пресс-службу «Атласа» об отсутствии генетической склонности к кудрявым волосам и креативности, результаты моего теста в личном кабинете изменились. Теперь про кудрявость там было написано, что мои волосы «склонны к прямоте на 23 %, волнистости на 48 % и кудрявости на 29 %», а данные об отсутствии креативности исчезли вовсе.

Сергей Мусиенко, генеральный директор «Атласа», объяснил, что личный кабинет - это живой организм, который меняется в зависимости от появления новых исследований, но систему оповещения об этом клиентов они ещё не внедрили. Я - один из их первых клиентов, поэтому они прислушались к моим отзывам, ещё раз посмотрели на исследование, которое делало вывод о связи генетики и креативности на основании слишком малой выборки (58 человек), и решили убрать этот признак вовсе до появления новых данных на большей выборке. Данные же о моей кудрявости определяются несколькими позициями гена, поэтому нет однозначных соответствий между геном и кудрявостью волос. Раньше они использовали одну позицию этого признака, а теперь используют три - так и случилось изменение в моих результатах.

Так как я не являюсь ни медиком, ни учёным-генетиком, я попросила заведующего лабораторией регуляции экспрессии генов элементов прокариот Института молекулярной генетики РАН, заведующего лабораторией молекулярной генетики микроорганизмов Института биологии гена РАН Константина Северинова и мою маму, врача-терапевта, прокомментировать результаты теста.

КОНСТАНТИН СЕВЕРИНОВ

доктор биологических наук, профессор Университета Ратгерса (США), профессор Сколковского института науки и технологий (Сколтех)

За исключением довольно редких маркеров на тяжёлые генетические заболевания (типа муковисцидоза), польза от таких предсказаний стремится к нулю. Это, безусловно, относится к маркерам про IQ и советам по выбору видов спорта и диет. Проблема в том, что вероятность генетических рисков заболеваний настолько мала, что большинство людей никогда не столкнётся с этими болезнями. Даже повышенная вероятность (что бы это ни значило) того, чего и так довольно мало, не имеет реального значения и не является серьёзной вероятностью развития болезни.

Никто не может сказать, что именно означает для конкретного человека фраза «риск возникновения заболевания Х повышен в пять раз».

ирина шевелева

врач-терапевт и мама испытуемой

Cахарный диабет 0,45 % - это значит, что его нет, серьёзный риск - это 30–40 %. СКВ (системная красная волчанка) - это настолько редкое заболевание, что мне за все годы практики только трижды встречались пациенты, у которых была доказана красная волчанка. По-моему, доктор Хаус в отличие от меня за шесть сезонов так и не нашёл ни одного такого больного. Склеродермия - это экзотика, системное заболевание, при котором поражается соединительная ткань, псориазом в основном болеют алкоголики, сахарный диабет первого типа Сашу уже миновал, это детский диабет, который проявляется в раннем возрасте. Диабет второго типа может быть только в том случае, если человек серьёзно набирает вес. Гипертензия - тоже как-то подозрительно выглядит, потому что у нас в семье все гипотоники. Меланома - это злокачественная опухоль кожи, которой чаще страдают люди с очень высоким уровнем дохода, потому что в течение года ездят с одного курорта на другой. До ишемической болезни ещё надо дожить: до 70 лет женщин от неё защищают гормоны. Язвенный колит может развиться, если вы будете питаться раз в неделю и изменится иммунная система таким образом, что, вместо того чтобы нейтрализовать агенты, которые поступают извне, она начнёт портить ткани собственного организма. Если язвенный колит проявляется, то до 30 лет. Это редкое заболевание, у нас одна такая пациентка на 30 тысяч населения, которое мы обслуживаем. Периодической болезнью болеют армяне, евреи, одного араба видела. Её ещё называют болезнью Средиземноморья. Это настолько редкая системная болезнь, один раз такого больного увидишь и потом всю жизнь будешь рассказывать. Саше рекомендовали «сбалансированное питание». Ну кто бы спорил! Нам всем нужно балансировать диету. Только, потребляя 998 килокалорий в сутки, она долго не протянет. 1 200 килокалорий едва-едва покрывают расходы человека, ведущего сидячий образ жизни. Эндокринолог бы за такую рекомендацию убил на месте. В результатах тест выявил склонность к непереносимости лактозы. Но это значит, что ты пьёшь пастеризованное молоко из бутылки и через 20 минут у тебя расстройство желудка. Но это не соответствует действительности. Если этот тест и сделали правильно, то неправильно интерпретировали, потому что здесь нет привязки к конкретному человеку и очень общие рекомендации.

сергей мусиенко

генеральный директор биомедицинского холдинга «Атлас»

Генетический тест анализирует ДНК и даёт характеристику по нескольким направлениям: предрасположенность человека к распространённым заболеваниям, статус носительства наследственных заболеваний, реакция на лекарственные препараты и данные о происхождении. Результаты различаются по степени научной обоснованности: какие-то данные более изучены, какие-то требуют дополнительных исследований. В личном кабинете результаты скрининга разделены по достоверности - от одной звезды (изучены данные менее тысячи человек) до четырёх звёзд (проведены исследования с участием более тысячи человек и разработаны рекомендации по профилактике болезней). Максимальный статус достоверности имеют 29 из 114 распространённых заболеваний (например, сахарный диабет второго типа), а также все наследственные и реакции на лекарства. В личном кабинете результаты каждого направления подкреплены ссылкой на научные статьи. Скрининговый тест «Атлас» оценивает порядка 550 тысяч генных вариантов, что даёт возможность определить предрасположенность человека к 114 распространённым заболеваниям, статус носительства 155 наследственных заболеваний и реакцию на 66 лекарственных препаратов.

Все тесты проводятся в московской лаборатории на базе НИИ физико-химической медицины. Биологический материал собирается в пробирку со специальным консервирующим раствором, в лаборатории из слюны выделяют молекулы ДНК, которые затем копируются огромное количество раз. Полученные миллионы копий ДНК режут на мелкие кусочки, обрабатывают и помещают на специальный ДНК-чип, который помещается в сканер. На каждой из 12 ячеек чипа (по одной ячейке на исследуемый образец) нанесены короткие участки синтезированной ДНК, с которыми взаимодействует или не взаимодействует ДНК исследуемого образца. Прибор определяет успешную реакцию с исследуемым образцом и на выходе выдаёт информацию о точечных изменениях в исследуемом геноме в формате огромной картинки. Потом данные преобразуются в таблицу с 550 тысячами строк для каждого образца.

Затем происходит самое интересное - интерпретация данных. Эта часть анализа является нашей собственной разработкой и позволяет сопоставлять полученные результаты с результатами тысяч самых современных научных статей и клинических рекомендаций по профилактике заболеваний. Итоги работы этого алгоритма вы увидите в своём личном кабинете в виде инфографики и списков исследованных признаков. В среднем анализ результатов теста занимает две недели. Применяемая нами технология генотипирования при помощи ДНК-чипов молода, но уже успела себя зарекомендовать в сотнях научных проектов по всему миру. Данное решение применяет для своих анализов и компания 23andMe.

Однако нам удалось сделать эту технологию доступной для российских клиентов (у других российских компаний она дороже). Важное отличие нашей компании - плотная связь с врачами собственного медицинского центра. После сдачи анализа пользователь может пройти онлайн-консультацию генетика, который поможет интерпретировать результаты, - она бесплатно включена в каждый тест. Также у человека есть возможность записаться на приём к врачу, показать данные теста и разработать индивидуальный план обследования. При этом мы не навязываем услуги именно нашего медицинского центра - он может пройти дальнейшую диагностику в любой другой клинике. Перед тем как сдать анализ, пользователь заполняет анкету об особенностях своего образа жизни, которая впоследствии становится частью его электронной медицинской карты, объединяющей данные истории болезни и результаты исследования. Доступ к ней имеет как врач, так и пациент.

Фотографии: Иван Анисимов

Что такое рак? Это заболевание, при котором обычная клетка организма начинает неудержимо делиться. Из одной клетки получается две, три, пять и так далее. Причём вновь появившиеся клетки также подвержены процессу ничем неконтролируемого размножения. Постепенно образуется злокачественная опухоль, начинающая высасывать из организма все соки. Усугубляет этот процесс кровь. Именно кровоток относит вышедшие из под контроля клетки от исходной опухоли в другие участки тела, и таким образом образуются многочисленные очаги болезни или метастазы.

В любом организме существует своя иммунная система. Она защищает органы от различных вирусов, бактерий, но по отношению к «взбесившейся» клетке абсолютно бессильна. Всё дело в том, что такая «предательница» для иммунной системы является своей. Раковая клетка никак не может быть выявлена, а потому безнаказанно делает свою чёрную работу.

Хотя объективности ради надо сказать, что в организме обитают так называемые Т-лимфоциты. Они могут обнаружить раковую клетку и уничтожить ей. Но всё дело в том, что их очень мало. Если их искусственно расплодить, то они начнут «косить» всё подряд. Под их удар попадут не только «предательницы», но и вполне нормальные здоровые клетки.

Применяют Т-лимфоциты только в крайних случаях. Их берут из крови больного, обрабатывают белком, носящим название интерлейкин-2. Это ростовой фактор Т-лимфоцитов. Производят его при помощи генной инженерии и таким образом значительно размножают «борцов с раковыми клетками». Расплодившихся Т-лимфоцитов вводят в кровь пациента. Те начинают свою продуктивную деятельность и во многих случаях очищают организм от заразы.

Как же появляется «взбесившаяся» клетка? Почему начинается её неконтролируемое деление? На какой стадии и по каким причинам обычный процесс размножения превращается в убийственный для организма? Здесь напрашивается очевидный вывод. Раз данная функция неконтролируемого деления передаётся по наследству, значит всему виной является . Именно в её программе происходят какие-то изменения, провоцирующие подобный процесс.

В наши дни достоверно известно, что это действительно так. Найден и соответствующий набор генов провоцирующих рак. Набор этот сравнительно небольшой. За всё многообразие раковых заболеваний отвечает всего тридцать генов. Носят они название онкогены и содержатся в онкогенных вирусах. Собственно благодаря им, специалисты и выявили этот набор.

Суть же вопроса в том, что у каждого онкогена есть родной брат, называемый протоонкогеном. Эти гены производят белки, отвечающие за межклеточные и внутриклеточные связи или коммуникации. Главнейший из этих белков – ростовой фактор. Именно через него передаётся сигнал клетке на деление. Принимают этот сигнал специальные рецепторы. Они располагаются во внешней оболочке клетки и также являются продуктами протоонкогенов.

Команда на деление должна попасть в ДНК, так как именно она всем заправляет в клетке. Поэтому сигнал от рецепторов должен преодолеть оболочку клетки, её цитоплазму и проникнуть в ядро через ядерную оболочку. Переносят его уже другие белки, так называемые внутриклеточные курьеры. Они тоже являются производными от протоонкогенов.

Таким образом видно, что родные братья онкогенов отвечают именно за деление клеток. На них возложена эта важнейшая функция всего организма. Функция очень полезная, необходимая и одна из самых важных в обеспечении нормальной жизнедеятельности всех органов.

Иногда возникает ситуация, когда протоонкоген превращается в онкоген. То есть по своим свойствам становится полностью похожим на родного брата. В наши дни известны механизмы подобного превращения. К ним можно отнести точечную мутацию, когда происходит замена аминокислотного остатка. Хромосомную перестройку – в этом случае протоонкоген просто переносится в другую хромосому, или сам присоединяет к себе регуляторную область из совсем другой хромосомы.

В этом случае в клетке всё отдаётся на откуп онкогену. Он может усиленно наработать ростовой фактор или произвести дефектный рецептор. В его власти также видоизменить один из белков внутриклеточной коммуникации. Онкоген влияет на ДНК, заставляя её подчиняться ложному сигналу на деление. Результатом этого и становится рак. Введённая в заблуждение ДНК начинает осуществлять программу безудержного деления. Самое же страшное здесь заключается в том, что произведённые подобным образом на свет клетки также имеют в себе онкоген. Иными словами, они запрограммированы на неограниченное ничем размножение. В итоге организм самоуничтожается.

Зная суть процесса именно на молекулярном уровне, можно гораздо более успешно лечить рак. Здесь существует два эффективных способа. Первый способ – это уничтожение раковых клеток. Второй же заключается в перепрограммировании поражённого участка тела. В этом случае нужно сделать так, чтобы раковые клетки прекратили производство онкогена. Как только они начнут производить протоонкоген, рак сам собой ликвидируется.

Рак спровоцирован ошибками в ДНК, и новое исследование обнаружило, что в большинстве случаев появления онкологии эти ошибки абсолютно случайны. Они вызваны не наследственной предрасположенностью или факторами окружающей среды, а результатом случайных сбоев.

В исследовании говорится о том, что ошибки или мутации способствуют развитию онкологического новообразования, потому что даже крошечная ошибка ДНК может привести к тому, что клетки будут размножаться бесконтрольно.

Ученые полагают, что эти мутации провоцируются в основном двумя вещами: либо мутация имеет генетическую основу, либо она вызвана внешними факторами, которые могут повредить ДНК, например, сигаретный дым или ультрафиолетовое излучение.

Но третья причина заключена в случайных ошибках. В новом научном докладе, опубликованном в журнале Science, утверждается, что этот фактор на самом деле составляет две трети этих мутаций. Когда клетка делится, то она копирует свою ДНК. Так что каждая новая клетка будет иметь свою собственную версию генетического материала. Но каждый раз, когда происходит такое копирование, создается возможность для последующей ошибки. И в некоторых случаях эти ошибки могут привести к онкологическому заболеванию.

Исследования ученых

"Результаты проведенных исследований показали, что рак будет развиваться в организме вне зависимости от воздействия окружающей среды", — сказал старший научный сотрудник д-р Берт Фогельштейн, патологоанатом Центра комплексного лечения рака Сиднея Киммеля в Университете Джона Хопкинса.

В новом научном изыскании ученые ставили цель рассчитать, какой процент случаев рака был вызван наследственным фактором, окружающей средой и случайными ошибками. Ученые разработали математическую модель, которая включала данные из реестров больных раком во всем мире, а также индикаторы секвенирования ДНК.

Случайная ошибка

В исследовании утверждается, что около 66% раковых заболеваний были вызваны случайными ошибками, 29% раковых заболеваний были спровоцированы факторами окружающей среды или неправильным образом жизни людей. И лишь в 5% случаев развития раковых новообразований пусковым механизмом послужили наследуемые мутации.

Исследователи отмечают, что подобная оценка несколько разнится от взглядов других ученых, исследовавших рак. К примеру, научные сотрудники Великобритании утверждают, что 42% рака можно было предотвратить, изменив образ жизни пациентов.

В научной работе утверждается, что некоторые разновидности рака, к примеру, такие как опухоль мозга и простаты, почти полностью объясняются случайными ошибками. Ученые обнаружили, что случайные ошибки вызвали более 95% случаев заболеваний, которые были рассмотрены в научном исследовании.

Графическое изображение исследования

На одном из графических изображении ученые использовали красную окраску, чтобы указать процент ракового поражения у женщин. Заболевания, приписанные к унаследованным мутациям, были расположены с левой стороны. Те, которые относились к случайным ошибкам — в центре, а к факторам окружающей среды — с правой стороны.

Для каждого органа цвет представлял собой процент, который относится к определенному фактору, от белого (0%) до красного (100%).

Раковые образования идентифицировались как:

• B — головной мозг.
• Bl — мочевой пузырь.
• Br — грудь.
• C — шейный.
• CR — колоректальный.
• Е — пищевод.
• HN — голова и шея.
• К — почки.
• Ли — печень.
• Lk — лейкоз.
• Лу — легкие.
• М — меланома.
• НХЛ — неходжкинская лимфома.
• O — овариальный.
• P — поджелудочная железа.
• S — желудок.
• Th — щитовидная железа.
• U — матка.

Влияние внешних факторов

По результатам работы ученых, для некоторых раковых заболеваний экологические факторы играют большую роль. Например, отрицательное воздействие окружающей среды, в первую очередь курение, вызвали 65% всех случаев рака легких. Исследователи обнаружили, что только 35% случаев рака легких были вызваны случайными ошибками.

"Единственная мутация в клетке вряд ли вызовет рак", — отметил Фогельштейн, выступая с научным докладом, подготовленным Джоном Хопкинсом. "Скорее, чем больше существует мутаций, тем больше вероятность того, что клетка станет злокачественной", — сказал специалист.

Сочетание ошибок ДНК и внешних факторов

"Таким образом, мутаций от случайных ошибок достаточно, чтобы вызвать рак, который развивается сам по себе в некоторых случаях", — говорит Фогельштейн. Но, по утверждению ученого, в других случаях сочетание случайных ошибок, а также ошибок, вызванных факторами окружающей среды, в конечном итоге приводит к раку клетки. Например, клетки кожи имеют базовый уровень мутаций из-за случайных ошибок и воздействия ультрафиолетового света. "Такие факторы могут добавить еще больше мутаций, приводящих к раку", — говорит Фогельштейн.

Три причины мутаций на клеточном уровне

Кристиан Томасетти, доцент биостатистики в Johns Hopkins, упомянул три причины мутаций на примере возникновения опечаток, возникающих при использовании клавиатуры. Некоторые из этих опечаток могут быть результатом усталости или отвлечения машинистки. Их можно рассматривать в качестве факторов окружающей среды. "И если в клавиатуре, которую использует машинистка, отсутствует ключ, то это наследственный фактор",— говорит Томаситти в своем докладе.

"Но даже в идеальной среде, когда машинистка хорошо отдохнула и использовала прекрасно работающую клавиатуру, опечатки все равно будут", — утверждает ученый. И это случайная ошибка.

Что означает исследование для профилактики

Существуют специальные стратегии профилактики рака, вызванные факторами окружающей среды или генетическими причинами. Чтобы помочь снизить риск заражения раком легких, курильщик может бросить курить, а женщина, которой был диагностирован рак молочной железы, может прибегнуть к профилактической мастэктомии.

По сообщению исследователей, эти стратегии первичной профилактики считаются лучшим способом снижения уровня смертности от рака. Авторы отмечают, что такая первичная профилактика невозможна при раковых заболеваниях, вызванных случайными мутациями, но все же вторичная профилактика может помочь сохранить пациентам жизнь.

Согласно данным исследования, вторичная профилактика относится к раннему выявлению онкологии. "Нам нужно больше сосредоточиться на раннем выявлении, потому что процесс не является мутацией, которую можно избежать", — говорит Томаситти в докладе.

Одним из самых частых видов семейных опухолей является наследственный рак молочной железы (РМЖ) , он составляет 5-10% от всех случаев злокачественного поражения молочных желез. Часто наследственный РМЖ связан с высоким риском развития рака яичника (РЯ). Как правило, в научной и медицинской литературе используют единый термин «синдром РМЖ/РЯ» (breast-ovarian cancer syndrome). Причем, при опухолевых заболеваниях яичника доля наследственного рака даже выше, чем при РМЖ: 10-20% случаев РЯ обусловлены присутствием наследственного генетического дефекта.

С предрасположенностью к возникновению синдрома РМЖ/РЯ связано присутствие у таких пациентов мутаций в генах BRCA1 или BRCA2. Мутации являются наследственными – то есть, буквально в каждой клетке организма такого человека есть повреждение, которое передалось ему по наследству. Вероятность возникновения злокачественного новообразования у пациентов с мутациями BRCA1 или BRCA2 к 70 годам достигает 80%.

Гены BRCA1 и BRCA2 играют ключевую роль в поддержании целостности генома, в частности в процессах репарации (восстановления) ДНК. Мутации, затрагивающие эти гены, как правило приводят к синтезу укороченного, неправильного белка. Такой белок не может правильно выполнять свои функции – «следить» за стабильностью всего генетического материала клетки.

Однако, в каждой клетке присутствует две копии каждого гена — от мамы и от папы, поэтому вторая копия может компенсировать нарушение работы клеточных систем. Но вероятность выхода ее из строя также очень высока. При нарушении процессов восстановления ДНК в клетках начинают накапливаться и другие изменения, которые, в свою очередь, могут привести к злокачественной трансформации и росту опухоли.

Определение генетической предрасположенности к онкологическим заболеваниям:

На базе лаборатории молекулярной онкологии НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова применяется проведение поэтапного анализа для пациентов:

1. сначала исследуется присутствие самых частых мутаций (4 мутации)
2. при отсутствии таковых и клинической необходимости возможно проведение расширенного анализа (8 мутаций) и/или анализа полной последовательности генов BRCA1 и BRCA2.

На данный момент известно более 2 000 вариантов патогенных мутаций в генах BRCA1 и BRCA2. Кроме того, данные гены являются довольно большими – 24 и 27 экзонов соответственно. Поэтому полный анализ последовательностей генов BRCA1 и BRCA2 является трудоемким, дорогостоящим и длительным по времени процессом.

Однако для некоторых национальностей характерен ограниченный спектр значимых мутаций (т.н. «эффект основателя»). Так в популяции российских пациентов славянского происхождения до 90% обнаруживаемых патогенных вариантов BRCA1 представлены всего тремя мутациями: 5382insC, 4153delA, 185delAG. Этот факт позволяет значительно ускорить генетическое тестирование пациентов с признаками наследственного РМЖ/РЯ.

Анализ последовательности гена BRCA2, выявление мутации c.9096_9097delAA

В каких случаях нужно сдать анализ на мутации BRCA1 и BRCA2?

Национальная онкологическая сеть – National Comprehensive Cancer Network (NCCN) рекомендует направлять на генетическое исследование следующих пациентов:

1. Пациенты до 45 лет с диагнозом рак молочной железы
2. Пациенты в возрасте до 50 лет с РМЖ, если в семье есть хотя бы один близкий кровный родственник с таким диагнозом
3. Также в том случае, если у пациента до 50 лет с РМЖ семейная онкологическая история неизвестна
4. Если в возрасте до 50 лет диагностировано множественное поражение молочных желез
5. Пациенты с РМЖ в возрасте до 60 лет — если по результатам гистологического исследования опухоль является трижды-негативной (отсутствует экспрессия маркеров ER, PR, HER2).
6. При наличии диагноза рак молочной железы в любом возрасте — если присутствует хотя бы один из следующих признаков:
   • не менее 1 близкой родственницы с РМЖ в возрасте менее 50 лет;
   • не менее 2 близких родственниц с РМЖ в любом возрасте;
   • не менее 1 близкой родственницы с РЯ;
   • наличие не менее 2 близких родственников с раком поджелудочной железы и/или раком предстательной железы;
   • наличие родственника-мужчины с раком грудной железы;
   • принадлежность к популяции с высокой частотой наследственных мутаций (например, евреи Ашкенази);
7. Все пациенты с диагностированным раком яичников.
8. Если диагностирован рак молочной железы у мужчины.
9. Если диагностирован рак простаты (с индексом по шкале Глисона >7) при наличии не менее одного родственника с РЯ или РМЖ в возрасте менее 50 лет или при наличии не менее двух родственников с РМЖ, раком поджелудочной железы или раком простаты.
10. Если диагностирован рак поджелудочной железы при наличии не менее одного родственника с РЯ или РМЖ в возрасте менее 50 лет или при наличии не менее двух родственников с РМЖ, раком поджелудочной железы или раком простаты.
11. Если рак поджелудочной железы диагностирован у уиндивидуума, принадлежащего к этносу евреев Ашкенази.
12. Если у родственника обнаружена мутация BRCA1 или BRCA2

Выполнение молекулярно-генетического анализа должно сопровождаться генетическим консультированием, в ходе которого обсуждаются содержание, смысл и последствия тестирования; значение позитивного, негативного и неинформативного результатов; технические ограничения предлагаемого теста; необходимость информировать родственников в случае обнаружения наследственной мутации; особенности скрининга и профилактики опухолей у носителей мутаций и др.

Как сдать анализ на мутации BRCA1 и BRCA2?

Материалом для анализа является кровь. Для генетических исследований используют пробирки с ЭДТА (фиолетовая крышка). Сдать кровь можно в лаборатории НМИЦ или привезти из любой другой лаборатории. Кровь хранится при комнатной температуре до 7 дней.

Особая подготовка к исследованию не нужна, на результаты исследования не влияют приемы пищи, прием лекарств, введение контрастных веществ и пр.

Пересдавать анализ через некоторое время или после лечения не потребуется. Наследственная мутация не может исчезнуть или появиться в течение жизни или после полученного лечения.

Что делать, если у женщины обнаружена мутация BRCA1 или BRCA2?

Для носителей патогенных мутаций разработан комплекс мероприятий по ранней диагностике, профилактике и терапии новообразований молочной железы и рака яичников . Если среди здоровых женщин своевременно выявить тех, у кого имеется генный дефект, есть возможность диагностировать развитие заболевания на ранних стадиях.

Исследователями были выявлены особенности лекарственной чувствительности BRCA-ассоциированных опухолей. Они хорошо реагируют на некоторые цитостатические препараты, и лечение может быть весьма успешным.

1. Ежемесячное самообследование с 18 лет
2. Клиническое обследование молочных желез (маммография или магнитно-резонансная томография) с 25 лет.
3. Мужчинам-носителям мутации в генах BRCA1/2 рекомендовано проведение ежегодного клинического обследования грудных желез начиная с 35-летнего возраста. С 40 лет целесообразно выполнение скринингового обследования предстательной железы.
4. Проведение дерматологического и офтальмологического осмотров c целью ранней диагностики меланомы.

Как предрасположенность к РМЖ и РЯ передается по наследству.

Часто у носителей мутаций BRCA1/BRCA2 возникает вопрос – всем ли детям она передалась и какие генетические причины появления наследственной формы РМЖ? Шансы передать повреждённый ген потомству составляют 50%.

Заболевание одинаково наследуется, как мальчиками, так и девочками. Ген, связанный с развитием рака молочной железы и рака яичников, расположен не на половых хромосомах, поэтому вероятность носительства мутации не зависит от пола ребенка.

Если мутация в нескольких поколениях передавалась через мужчин, очень сложно проводить анализ родословных, так как мужчины довольно редко болеют РМЖ даже при наличии генного дефекта.

Например: носителями были дедушка и отец пациентки, и у них заболевание не проявилось. На вопрос, были ли случаи онкологических заболеваний в семье, такая пациентка ответит отрицательно. При отсутствии других клинических признаков наследственных опухолей (ранний возраст/множественность опухолей), наследственная составляющая заболевания может быть не учтена.

При обнаружении мутации BRCA1 или BRCA2 всем кровным родственникам рекомендуется также пройти тестирование.

Почему при генетическом исследовании важно учитывать этнические корни?

Для многих этнических групп характерен свой набор частых мутаций. Национальные корни обследуемого необходимо учитывать при выборе глубины исследования.

Учеными было доказано, что для некоторых национальностей характерен ограниченный спектр значимых мутаций (т.н. «эффект основателя»). Так в популяции российских пациентов славянского происхождения до 90% обнаруживаемых патогенных вариантов BRCA1 представлены всего тремя мутациями: 5382insC, 4153delA, 185delAG. Этот факт позволяет значительно ускорить генетическое тестирование пациентов с признаками наследственного РМЖ/РЯ.

И, в заключение, наглядная инфографика «Синдром наследственного рака молочной железы и яичников». Автор — Кулигина Екатерина Шотовна, к.б.н., старший научный сотрудник Научной лаборатории молекулярной онкологии ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России.

1. Рак молочной железы 1 BRCA1: 185delAG
2. Рак молочной железы 1 BRCA1: 3819delGTAAA
3. Рак молочной железы 1 BRCA1: 3875delGTCT
4. Рак молочной железы 1 BRCA1: 300 T>G (Cys61Gly)
5. Рак молочной железы 1 BRCA1: 2080delA

Рак молочной железы – самая распространённая форма рака у женщин. Так, в России, из всех женщин, заболевших раком, каждая пятая (21%) имеет именно эту патологию – рак молочной железы.
Каждый год страшный диагноз слышат более 65 тысяч женщин, из них уходят из жизни более 22 тысяч. Хотя полностью избавиться от болезни на ранних стадиях возможно в 94% случаев. В этот комплекс входит определение мутаций в генах BRCA1 и BRCA2.

Рак молочной железы и наследственность:

Рак молочной железы в семейной истории болезни вот уже многие годы считается фактором риска. Около ста лет назад были описаны случаи семейного рака молочной железы, передающиеся из поколения в поколение. В некоторых семьях болеют только раком груди; в других появляются и другие виды рака.
Около 10-15% случаев заболеваний раком молочной железы – наследственные. Риск заболеть раком груди для женщины, мать или сестра которой болели этой болезнью, в 1,5-3 раза выше по сравнению с женщинами, чьи ближайшие родственники не болели раком молочной железы.
Рак молочной железы во всем мире считается наиболее исследованным онкологическим заболеванием. Каждый год появляется новая информация о природе этого онкологического заболевания и разрабатываются методики лечения.

Гены BRCA1 и BRCA2:

Еще в начале 90-х годов BRCA1 и BRCA2 были идентифицированы как гены предрасположенности к раку молочной железы и раку яичников.
Наследственные мутации в генах BRCA1 и BRCA2 приводят к возрастающему в течение жизни риску развития рака груди. Оба этих гена имеют отношение к обеспечению стабильности генома, а точнее, в механизме гомологичной рекомбинации для репарации двухцепочечной ДНК.
Помимо рака молочной железы, мутации в гене BRCA1 проявляются при раке яичников, причем оба типа опухолей развиваются в более раннем возрасте, чем при ненаследственном РМЖ.

BRCA1-ассоциированные опухоли в целом связаны с неблагоприятным прогнозом для пациентки, поскольку чаще всего относятся к трижды негативному РМЖ. Этот подтип назван так из-за отсутствия в клетках опухоли экспрессии сразу трёх генов - HER2, рецепторов эстрогенов и прогестерона, поэтому и лечение, основанное на взаимодействии лекарств с этими рецепторами, невозможно.
Ген BRCA2 также вовлечен в процессы репарации ДНК и поддержание стабильности генома, - отчасти вместе с комплексом BRCA1, отчасти через взаимодействие с другими молекулами.

Мутации, характерные для определенных сообществ и географических групп, описаны также и для жителей нашей страны. Так, в России мутации BRCA1 представлены в основном пятью вариациями, 80% из которых - 5382insC. Мутации генов BRCA1 и BRCA2 приводят к хромосомной нестабильности и злокачественной трансформации клеток молочной железы, яичников и других органов.

Риск заболевания раком груди у женщин с мутацией генов BRCA1 и BRCA2:

У женщин – носительниц мутаций в одном из генов BRCA1 и BRCA2, риск заболеть раком молочной железы и раком яичников (реже – другими видами рака) выше, чем у других.
Следует подчеркнуть, что степень риска заболеть раком груди меняется в зависимости от семейного анамнеза. Степень риска повторно заболеть раком груди у женщины – носительницы мутации, уже переболевшей раком груди, составляет 50%. Риск заболеть раком яичников у носительниц мутации в гене BRCA1 составляет 16-63%, а у носительниц мутации в гене BRCA2 – 16-27%.

Показания к назначению исследования:

• В рамках программы скрининга и профилактики рака молочной железы с целью выявления вероятности наследственной предрасположенности.
• Женщинам, у родственников которых была обнаружена мутация в одном из генов.
• Женщинам с раком молочной железы или яичников в семейном анамнезе.
• Женщинам, переболевшим раком груди до 50 лет или переболевшим двусторонним раком груди.
• Женщинам, переболевшим раком яичников.