Genomweite CNV-Analyse und zielgerichtetes Next-Generation-Sequencing zur Identifizierung neuer Kandidatengene bei Patienten mit HNPCC

Abstract

In bis zu 50% der Familien mit Verdacht auf ein Lynch Syndrom (LS) kann keine zugrundeliegende Keimbahnmutation in den ursächlich bekannten Mismatch-Repair (MMR) – Genen nachgewiesen werden. Um neue ursächliche Gene für das Lynch Syndrom zu identifizieren wurden in dieser Studie 95 nicht-verwandte Patienten mit klinischem Verdacht auf ein LS und Verlust von MSH2 im Tumor untersucht. In der Ätiologie einer Vielzahl von Tumorsyndromen spielen konstitutive Kopienzahlvarianten (Copy Number Variations, CNVs) eine bedeutende Rolle. Für die Suche nach weiteren ursächlichen Genen führten wir deshalb eine genomweite CNV-Analyse in einem Kollektiv mutationsnegativer LS-Patienten durch. Nach Anwendung stringenter Filterschritte wurden 43 seltene Keimbahn-CNVs (21 Deletionen und 22 Duplikationen) bei 30 Patienten (45%) identifiziert, welche 76 proteinkodierende Gene betreffen. Übereinstimmend mit publizierten CNV-Studien verwandter Phänotypen trat jeder CNV nur einmal innerhalb des Patientenkollektivs auf. Es gab keine Überschneidungen zwischen den betroffenen Genen. Keiner der CNVs betraf die regulatorischen Bereiche von MSH2. Ein zielgerichtetes Sequenzieren mittels Next-Generation-Sequencing zur Detektion zusätzlicher Punktmutationen in den CNV-Kandidatengenen identifizierte 15 weitere potentiell pathogene Keimbahnmutationen in elf der 68 untersuchten CNV-Gene. Unter Berücksichtigung aller durchgeführten Untersuchungen (Literaturrecherche, Anwendung bioinformatischer Scores, Segregations-, Pathway-, Netzwerk- und NGS-Analyse, dem Literaturvergleich mit vorangegangenen CNV-Studien bei Patienten mit ungeklärten Tumorsyndromen konnten die zehn überzeugendsten Kandidatengene (DLG2, DUSP11, GNB2L1, MCM4, PAG1, PRKCA, PRKDC, RUNDC3B, TRIM41, TRIM52) selektiert werden. Die vorliegende Arbeit stellt die erste systematische genomweite CNV-Analyse bei Patienten mit klinischem Verdacht auf ein LS mit MSH2-Ausfall ohne nachgewiesene MMR-Keimbahnmutation dar. Um die kausale Relevanz der Kandidatengene als monogene, hoch-penetrante Risikofaktoren weiter abzuklären, wären unter anderem Segregationsanalysen in geeigneten Familien, der Nachweis rekurrent mutierter Gene in großen Patientenkollektiven internationaler Konsortien und funktionelle Analysen notwendig.