Опыт создания публичной базы данных мутаций oncoBRCA: биоинформационные проблемы и решения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Развитие наследственных онкологических синдромов обусловлено генетическими нарушениями в системе репарации ДНК, состоящей более чем из 100 генов. Однако в настоящее время в большинстве медицинских центров России диагностика наследственных заболеваний раком яичника и раком молочной железы сводится к определению наиболее частых мутаций (8 точек) в генах BRCA1 и BRCA2 с помощью методов полимеразной цепной реакции. При этом данные мутации являются частыми для славянской популяции, в то время как в остальных популяциях России они встречаются реже или не встречаются вообще.

Цель исследования — получить представление о ландшафте наследственных патогенных вариантов в генах системы репарации; разработать методы быстрого анализа данных полногеномного секвенирования.

Методы. Методом секвенирования нового поколения (Next Generation Sequencing, NGS) была проанализирована панель из 34 генов системы репарации в 1644 образцах биоматериала пациентов с наследственными онкологическими синдромами. Результаты. Выявлены 119 патогенных мутаций генов BRCA1/BRCA2 у 374 пациентов, при этом обнаружена выраженная разница в частоте встречаемости мутаций между различными этносами — славянами, татарами, башкирами и чувашами. Созданы публичная база данных частоты мутаций и полиморфизмов генов системы репарации ДНК в различных этносах (https://oncobrca.ru), а также методы для автоматической параллельной обработки любого количества образцов от сырых данных до готового отчета.

Заключение. С помощью метода NGS появилась возможность выявления редких мутаций, характерных для различных этносов, что дает возможность назначать оптимальную химиотерапию и разрабатывать диагностические методы популяционного скрининга носительства мутаций генов системы репарации ДНК. Современные подходы к анализу данных полногеномного секвенирования позволили сократить время получения результата до нескольких часов после проведения анализа.

Об авторах

Алексей Георгиевич Никитин

Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России

Автор, ответственный за переписку.
Email: avialn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9762-3383

к. биол. н., заведующий лабораторией генетики

Россия, Москва

Ольга Игоревна Бровкина

Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России

Email: brov.olia@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0946-7331
SPIN-код: 3631-1397

к. биол. н., старший научный сотрудник 

Россия, Москва

Дмитрий Сергеевич Ходырев

Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России

Email: dmkh008@gmail.com
SPIN-код: 4292-7072

к.биол.н., старший научный сотрудник

Россия, Москва

Олег Александрович Гусев

Казанский (Приволжский) федеральный университет; Институт физико-химических исследований RIKEN

Email: gaijin.ru@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6203-9758
SPIN-код: 5666-3711

к.биол.н., заведующий лабораторией экстремальной биологии; научный сотрудник

Россия, Казань; Префектура Канагавы, Йокогама

Марат Гордиевич Гордиев

ООО «Национальный Биосервис»

Email: marat7925@gmail.com
SPIN-код: 8388-3566

директор по медицинской генетике

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Torre LA, Bray F, Siegel RL, et al. Global cancer statistics, 2012. CA Cancer J Clin. 2015;65(2):87–108. doi: 10.3322/caac.21262.
  2. Sokolenko AP, Iyevleva AG, Mitiushkina NV, et al. Hereditary Breast-Ovarian Cancer Syndrome in Russia. Acta Naturae. 2010;2(4):31–35.
  3. Foretova L, Machackova E, Navratilova M, et al. BRCA1 and BRCA2 mutations in women with familial or early-onset breast/ovarian cancer in the Czech Republic. Hum Mutat. 2004;23(4):397–398. doi: 10.1002/humu.9226.
  4. Хасанова А.И., Гордиев М.Г., Ратнер Е.Ю., и др. BRCA-ассоциированный рак молочной железы у представительниц татарской национальности на примере клинического случая // Приволжский онкологический вестник. — 2016. — №2. — С. 104–108. [Khasanova AI, Gordiev MG, Ratner EYu, et al. Clinical report of BRCA-associated breast cancer among representative of the tatar nationality group. Privolzhskiy onkologicheskiy vestnik. 2016;(2):104–108. (In Russ).]
  5. Fackenthal JD, Olopade OI. Breast cancer risk associated with BRCA1 and BRCA2 in diverse populations. Nat Rev Cancer. 2007;7(12):937–948. doi: 10.1038/nrc2054.
  6. Matsuda S. Defective DNA repair systems and the development of breast and prostate cancer (Review). Int J Oncol. 2013;42(1):29–34. doi: 10.3892/ijo.2012.1696.
  7. Zook JM, McDaniel J, Olson ND, et al. An open resource for accurately benchmarking small variant and reference calls. Nat Biotechnol. 2019;37(5):561–566. doi: 10.1038/s41587-019-0074-6
  8. Miller NA, Farrow EG, Gibson M, et al. A 26-hour system of highly sensitive whole genome sequencing for emergency management of genetic diseases. Genome Med. 2015;7:100. doi: 10.1186/s13073-015-0221-8.
  9. Chen J, Li X, Zhong H, et al. Systematic comparison of germline variant calling pipelines cross multiple next-generation sequencers. Sci Rep. 2019;9(1):1–13. doi: 10.1038/s41598-019-45835-3.
  10. Van der Auwera GA, Carneiro MO, Hartl C, et al. From FastQ data to high confidence variant calls: the Genome Analysis Toolkit best practices pipeline. Curr Protoc Bioinformatics. 2013;43:11.10.1–11.10.33. doi: 10.1002/0471250953.bi1110s43.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема универсального пайплайна для версий генома hg19/hg38

Скачать (288KB)
3. Таблица 3. Обнаруженные патогенные мутации у пациентов с наследственными РМЖ и РЯ
Скачать (54KB)

© Никитин А.Г., Бровкина О.И., Ходырев Д.С., Гусев О.А., Гордиев М.Г., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».