Polymorphisms in DNA repair genes and breast cancer risk in Russian population: a case–control study

© 2014, Springer-Verlag Italia. Genetic variation in DNA repair genes can alter an individual’s capacity to repair damaged DNA and influence the risk of cancer. We tested seven polymorphisms in DNA repair genes XRCC1, ERCC2, XRCC3, XRCC2, EXOI and TP53 for a possible association with breast cancer risk in a sample of 672 case and 672 control Russian women. An association was observed for allele A of the polymorphism XRCC1 (R399Q) rs25487 (co-dominant model AA vs. GG: OR 1.76, P = 0.003; additive model OR 1.28, P = 0.005; dominant model: OR 1.29, P = 0.03; recessive model OR 1.63, P = 0.008). Allele T of the polymorphism ERCC2 (D312N) rs1799793 was also associated with breast cancer risk (co-dominant model TT vs. CC: OR 1.43, P = 0.04; additive model OR 1.21, P = 0.02; dominant model: OR 1.30, P = 0.02), but the association became insignificant after applying Bonferroni correction. No association with breast cancer was found for the remaining SNPs. In summary, our study provides evidence that polymorphisms in DNA repair genes may play a role in susceptibility to breast cancer in the population of ethnical Russians

TERT polymorphisms rs2853669 and rs7726159 influence on prostate cancer risk in Russian population

© 2014, International Society of Oncology and BioMarkers (ISOBM). Telomere length and telomerase activity have been hypothesized to play a role in cancer development. The aim of our study was to investigate the association of allelic variants of three functional polymorphisms rs2853669, rs2736100, and rs7726159 in the telomerase reverse transcriptase (TERT) gene with the risk of the breast cancer and prostate cancer in Russian population. Six hundred sixty women with breast cancer, 372 men with prostate cancer, and corresponding control groups of 523 women and 363 men were included in the present case–control study. We observed an association of allele rs2853669 C with increased risk of prostate cancer (co-dominant model TC vs. TT OR = 1.65, P = 0.002; additive model OR = 1.42, P = 0.005; dominant model: OR = 1.64, P = 0.001) and allele rs7726159 A with reduced risk of this malignancy (сo-dominant model: AA vs. CC OR = 0.42, P = 0.002; additive model: OR = 0.69, P = 0.002; dominant model: OR = 0.67, P = 0.01; recessive model: OR = 0.48, P = 0.005). None of the studied polymorphisms showed an association with the risk of breast cancer. Our results provide evidence that the TERT gene variability modulate prostate cancer predisposition in ethnical Russians

Massive parallel sequencing for diagnostic genetic testing of BRCA genes - A single center experience

The aim of this study was to implement massive parallel sequencing (MPS) technology in clinical genetics testing. We developed and tested an amplicon-based method for resequencing the BRCA1 and BRCA2 genes on an Illumina MiSeq to identify disease-causing mutations in patients with hereditary breast or ovarian cancer (HBOC). The coding regions of BRCA1 and BRCA2 were resequenced in 96 HBOC patient DNA samples obtained from different sample types: peripheral blood leukocytes, whole blood drops dried on paper, and buccal wash epithelia. A total of 16 random DNA samples were characterized using standard Sanger sequencing and applied to optimize the variant calling process and evaluate the accuracy of the MPS-method. The best bioinformatics workflow included the filtration of variants using GATK with the following cut-offs: variant frequency > 14%, coverage ( > 25×) and presence in both the forward and reverse reads. The MPS method had 100% sensitivity and 94.4% specificity. Similar accuracy levels were achieved for DNA obtained from the different sample types. The workflow presented herein requires low amounts of DNA samples (170 ng) and is cost-effective due to the elimination of DNA and PCR product normalization steps

ФОРМИРОВАНИЕ ГРУПП РИСКА РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ С УЧЁТОМ ОТЛИЧИТЕЛЬНЫХ МЕДИКО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ У ЖЕНЩИН АЛТАЙСКОГО КРАЯ

Epidemiology of breast cancer (BC) is the most studied, not only because of the high incidence of this tumor, but also of the significant aesthetic and social importance of this organ for women [2,5]. The incidence of breast cancer holds a leading place for more than 20 years in the structure of cancer pathology in women in the Russian Federation and in the Altai region [5,8]. There are no trends in decreasing of morbidity: in 2002 in the Russian Federation this parameter was 38.89 per 100 thousand (%ooo, standardized parameter), in 2012 - 46.17%ooo (increase during past 10 years - 19.94%) [5]. There is the same trend in the Altai region: the growth of "rough" parameter of the incidence of breast cancer in the period 2004-2012 was 28.2%, the standardized parameter - 46.76%ooo in 2012 [5]. Breast cancer - one of the 3 malignant neoplasms (MN) which is designed for mammography screening, which significantly reduces the mortality from this MN in women aged 50-69 years [2,7,9,15]. Today, multiple risk factors are studied and identified enabling the development of oncological risk group, which aims is the prevention and early diagnosis of breast cancer [1,3,6,12,19,23]. It is proved that up to 10% of malignant breast tumors are genetically determined and, perhaps, the most of molecular genetic studies in oncology are focused on breast cancer problems [10,13,14,16,17,24]. At the same time, despite the many advances in the prevention and diagnosis of this disease, the high levels of mortality are stably maintained. Mortality from breast cancer in the Altai region in 2013 was 28.1%ooo (in the Russian Federation in 2012 - 29.8%ooo) [5]. Thus, the problem of prevention of malignant tumors of the breast is not yet resolved and remains extremely relevant.Эпидемиология рака молочной железы (РМЖ) является наиболее изученной, не только вследствие высокой частоты встречаемости этой опухоли, но и значительной эстетической и социальной важности для женщины этого органа [2, 5]. Заболеваемость РМЖ на протяжении уже более 20-и лет занимает лидирующее 1-ое место в структуре онкологической патологии у женщин как в Российской Федерации, так и в Алтайском крае [5, 8]. Тенденции снижения динамики заболеваемости не наблюдается: если в 2002 г. в РФ данный показатель составил 38,89 на 100 тыс. населения (%ооо, стандартизованный пока- затель), то в 2012 г. — 46,17%ооо (прирост за 10 лет — 19,94%) [5]. В Алтайском крае сохраняются те же тенденции: прирост «грубого» показателя заболеваемости РМЖ в период 2004–2012 гг. составляет 28,2%, стандартизован- ный показатель — 46,76%ооо, 2012 г. [5]. Рак молочной железы—одно из 3-х злокачественных новообразований (ЗН) для которых разработан достоверный маммографический скрининг, который снижает смертность от данных ЗН у женщин в возрасте 50–69 лет [2, 7, 9, 15]. На сегодняшний день изучены и определены множественные факторы риска, позволяющие формировать группы онкологического риска, задачами которых является профилактика и ранняя диагностика рака молочной железы [1, 3, 6, 12, 19, 23]. Доказано, что до 10% ЗН молочной железы являются генетически обусловленными и, пожалуй, наибольшее количество молекулярно-генетических исследований в онкологии принадлежит проблемам рака молочной железы [10, 13, 14, 16, 17, 24]. В то же время, несмотря на многочисленные достижения в профилактике и диагностике данной патологии, сохраняются ста- бильно высокие уровни смертности. Смертность от рака молочной железы в Алтайском крае в 2013 году составила 28,1% (в РФ 2012 г. — 29,8%) [5]. Таким образом, проблема профилактики злокачественных новообразований молочной железы ещё не решена и остаётся чрезвычайно актуальной

Изучение ассоциации однонуклеотидных полиморфных замен в генах ферментов антиоксидантной системы с риском развития рака предстательной железы в Сибирском регионе России

The influence of polymorphic substitutions in antioxidant system genes (SNPsrs1050450 in the GPX1 gene, rs1695 and rs1138272 in the GSTP1gene and rs4880 in the MnSOD gene) on the risk of prostate cancer development in men living in the Siberian region of Russia was studied. The relationship between the studied genotypes and clinical parameters (disease stage and PSA level) was analyzed. For this purpose, the incidence of the studied allelic variants was compared between 399 with prostate cancer patients and 344 men with no history of prostate cancer. Genotyping was performed using real-time PCR. No statistically significant association with the risk of developing prostate cancer was found in the studied SNPs (p>0,05). For the GSTP1SNPrs1695, the correlation with disease stage was obtained: The GG genotype occurred more frequently in patients with stage III-IV prostate cancer (OR [C.I.]=2,66 [1,15–6,18], p=0,02). Both studied SNPs of the GSTP1 gene were associated with the level of prostate-specific antigen (PSA) in blood: the GG rs1695 genotype and TT rs1138272 genotype were associated with higher PSA levels (p=1,5×10-3)Изучено влияние ряда полиморфных замен в генах антиоксидантной системы (SNPsrs1050450 гена GPX1, rs1695 и rs1138272 гена GSTP1 и rs4880 гена MnSOD) на риск развития рака предстательной железы у мужчин, проживающих в Сибирском регионе России. Проведен анализ взаимосвязи исследуемых генотипов с клиническими параметрами (стадией заболевания и уровнем ПСА). С этой целью сравнили частоту встречаемости исследуемых аллельных вариантов у 392 пациентов с раком простаты и у 344 мужчин без онкологических заболеваний в анамнезе. Генотипирование выполнялось при помощи ПЦР в режиме реального времени. Ни для одного из исследуемых SNPs не было получено статистически значимой ассоциации с риском развития рака пред- стательной железы (p>0,05). Для SNPrs1695 гена GSTP1 получена корреляция со стадией заболевания: генотип GG статистически значимо чаще встречается у больных раком простаты III–IV стадий (OR[C.I.]=2,66 [1,15–6,18], p=0,02). Оба исследуемых SNPs гена GSTP1 ассоциированы с уровнем простат-специфического антигена (ПСА) в крови: генотип GG rs1695 и генотип TT rs1138272 ассоциированы с более высокими показателями ПСА (p=1,5×10-3)

Циркулирующая в крови опухолевая ДНК как маркер резидуальной болезни при раке толстой кишки

Colon cancer is the 3rd most common malignant neoplasm and the 4th leading cause of mortality from them. The majority of patients are diagnosed at stages II–IV, which indicates the need for markers that can predict disease progression, especially after surgical treatment. Recently, there has been a growing interest in exploring circulating tumor DNA as a marker of residual tumor in colon cancer. In 2018, the N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology together with the Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine under the coordination of the Center for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks initiated a research project entitled “Development of an assay for the diagnosis of various malignant tumors and treatment efficacy monitoring based on the analysis of circulating tumor DNA from patient blood”. This article provides a theoretical background for the project and a report on its progress made so far.На рак толстой кишки приходится 3-е место по заболеваемости злокачественными новообразованиями в мире и 4-е место по смертности от них. При этом в большинстве случаях опухоль диагностируется на II–IV стадиях заболевания, что говорит о необходимости изучения маркеров прогрессирования, особенно после радикального лечения. В связи с этим в последние годы появился интерес к изучению в качестве маркера резидуальной опухоли при раке толстой кишки циркулирующей в крови опухолевой ДНК. В 2018 г. ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» совместно с ФГБУН «Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН» при координации ФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» в рамках экспериментального государственного задания Минздрава России инициировали научно-исследовательскую работу «Разработка тест-системы для диагностики и мониторинга эффективности проводимого лечения злокачественных новообразований различной локализации на основе анализа циркулирующей в крови пациентов опухолевой ДНК». В настоящей статье описываются теоретические предпосылки к инициации данного исследования и сообщается, на каком этапе находится выполнение работы

Прогностическое значение наличия в крови циркулирующей опухолевой ДНК как маркера минимального резидуального заболевания при колоректальном раке I–III стадии

Introduction. Studies on non-metastatic colorectal cancer have demonstrated the prognostic role of circulating tumor (ctDNA) after surgery, and the ability to identify patients with the greatest risk of progression. This makes it possible in the future to personalize neoadjuvant and adjuvant treatment.The study objective – to evaluate the correlation of the ctDNA status before and after surgery with a clinical outcome in patients with stage I–III colorectal cancer.Materials and methods. The study included data from patients with morphologically verified colorectal cancer with stage I–III who were treated at the N. N. Blokhin National Oncology Research Center in the period from 2016 to 2021. Blood samples were collected before and after surgical treatment (on the 7–10th day after surgery). The minimum permissible concentration at which ctDNA in a plasma sample was considered positive was 0.4 copies of mutant DNA in 1 mcL of plasma. The main criterion of effectiveness was disease-free survival (DFS). The presence of cDNA before and after surgery was a negative prognostic factor for progression in stage I–III of CRC. Patients with positive cDNA after surgery had worse DFS results despite adjuvant chemotherapy. Patients with stage II CRC with negative ctDNA, regardless of adjuvant CT after surgery, did not have disease progression in 100 % of cases.Results. The study included 146 patients with stage I–III colorectal cancer. Progression was detected in 34 patients. The median follow-up time was 22 months (0–66 months). Data on progression were known in 119 patients. Positive cDNA data were detected before surgery in 55 of 120 patients (45 %), after surgery in 46 of 119 (38.6 %). In the group with positive cDNA before surgery, the median DFS was 35 months (95 % confidence interval (CI) 24,0–45.9), in the group with negative cDNA before surgery, the median DFS was not achieved (hazard ratio (HR) 4.6; 95 % CI 2.0–10.4), 1‑year DFS in the cDNA positive group was 62 % versus 100 % in the cDNA negative group (p <0.001). In the group with positive cDNA after surgery, the median DFS was 20 months (95 % CI 8,1–31,9), in the group with negative cDNA was not achieved (HR 27,7; 95 % CI 6,6–116,6; p <0,001). Patients with positive cDNA after surgery had worse DFS scores despite adjuvant chemotherapy. Patients with stage II CRC without ctDNA after surgery in 100 % did not have disease progression regardless of adjuvant CT.Conclusion. The presence of cDNA before and after surgery was a negative prognostic factor of progression after surgical treatment at stage I–III. The high negative prognostic value of cDNA makes it possible to select patients with stage II who do not need adjuvant chemotherapy.Введение. Исследования, посвященные неметастатическому колоректальному раку, продемонстрировали прогностическое значение анализа циркулирующей опухолевой ДНК (цоДНК) после операции, что в перспективе позволит персонализировать как неоадъювантное, так и адъювантное лечение.Цель исследования – изучить прогностическое значение статуса цоДНК до и после операции у пациентов с колоректальным раком I–III стадии.Материалы и методы. В исследование были включены данные пациентов с морфологически верифицированным колоректальным раком I–III стадии, проходивших лечение в Национальном медицинском исследовательском центре онкологии им. Н. Н. Блохина в период с 2016 по 2021 г. Забор образцов крови осуществлялся до и после хирургического лечения (на 7–10‑е сутки после операции). Минимально допустимая концентрация, при которой цоДНК в образце плазмы считали позитивной, – 0,4 копий мутантного ДНК в 1 мкл плазмы. Основным критерием эффективности являлась выживаемость без признаков болезни (ВБПБ).Результаты. В исследование были включены 146 пациентов с колоректальным раком I–III стадии. Прогрессирование выявлено у 34 больных. Медиана времени наблюдения составила 22 мес (1–66 мес). Данные о прогрессировании заболевания получены для 119 пациентов. Положительный цоДНК-статус до операции выявлен у 55 (45 %) из 120 больных, после хирургического вмешательства – у 46 (38,6 %) из 119. В группе цоДНК+ медиана ВБПБ до операции составила 35 мес (95 % доверительный интервал (ДИ) 24,0–45,9), в группе цоДНК она не была достигнута (отношение рисков (ОР) 4,6; 95 % ДИ 2,0–10,4). Однолетняя ВБПБ в группах положительного и отрицательного статуса цоДНК оказалась равна 62 и 100 % соответственно (p <0,001). При цоДНК+ медиана ВБПБ после операции составила 20 мес (95 % ДИ 8,1–31,9), при цоДНК– она не была достигнута (ОР 27,7; 95 % ДИ 6,6–116,6; p <0,001). Пациенты с положительным статусом цоДНК после операции имели худшие показатели ВБПБ, несмотря на проведение адъювантной химиотерапии. При колоректальном раке II стадии и отрицательном цоДНК-статусе после операции в 100 % случаев прогрессирования заболевания не наблюдалось (независимо от проведения адъювантной химиотерапии).Заключение. Наличие цоДНК до и после операции является негативным прогностическим фактором прогрессирования заболевания при колоректальном раке I–III стадии. Высокое негативное прогностическое значение цоДНК позволяет выбирать пациентов с заболеванием II стадии, не нуждающихся в проведении адъювантной химиотерапии

Оценка конкордантности мутационного статуса опухолевого материала и циркулирующей в крови опухолевой ДНК при колоректальном раке

Background. Circulating tumor DnA (ctDnA) may act as a potential biomarker for predicting disease progression in patients with colorectal cancer (CRC), which are radically cured or receiving chemotherapy.Objective: to evaluate the sensitivity of the investigated ctDnA detection assay and quantify the concordance of genomic alterations between ctDnA and matched primary tumor tissue of patients with CRC.Materials and methods. we included patients with histologically confirmed stage I–Iv CRC treated in n.n. Blokhin Cancer Research Center from 2016 to 2021. DnA was purified from tissue samples using QIAamp DnA formalin-fixed paraffin-embedded (ffPE) Tissue Kit (QIAgEn, germany). next-generation sequencing (ngS) technique was used to detect genetic mutations in primary tumor. ctDnA mutations were detected by droplet digital PCR.Results. The sensitivity of platform (assay) for detecting genetic alterations in tissue samples was 97.82 %; in ctDnA – 51.20 % for all stages and 64.5 % for stage Iv CRC. Across eight genes (KRAS, TP53, APC, PIK3CA, BRAF, FBXW7, MB21D2, and SMAD4) concordance between primary tumor and ctDnA was 69.4 % (95 % CI 62.2–76.0). Sensitivity for all stages is 51.2 % (95 % CI 45.8–56.6), for metastatic CRC 64.5 % (95 % CI 53.3–74.5). The concordance across all genes was 65.4 % (95 % CI 57.1–73.1) and 83.8 % (95 % CI 69.6–92.9) for stage I–III and stage Iv CRC, respectively. The concordance rate between ctDnA and primary tumor tissue for KRAS alterations across all stages and stage Iv CRC was 78.3 % (95 % CI 66.7–87.3) and 90.9 % (95 % CI 64.7–99.0), respectively. with increasing tumor stage (T), the number of matches raised across all genes with the highest number observed in nx category.Conclusion. The study indicates high concordance between tumor tissue and ctDnA, especially for KRAS and BRAF genes in patients with metastatic CRC, suggesting the clinical utility of ctDnA testing as a minimally invasive method and alternative to tissue biopsy.Введение. для улучшения результатов лечения пациентов с колоректальным раком (кРР) необходимо изучение маркеров прогрессирования после радикального лечения и в процессе химиотерапии. В данном контексте представляет интерес изучение циркулирующей в крови опухолевой дНк (цодНк).Цель исследования – оценить чувствительность разработанной тест-системы по выявлению цодНк и конкордантность выявленных изменений генетическим альтерациям в первичной опухоли у больных кРР.Материалы и методы. В исследование включались пациенты с морфологически верифицированным кРР I–Iv стадии, проходившие лечение в Фгбу «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. блохина» минздрава России в период с 2016 по 2021 г. Выделение дНк из блока первичной опухоли осуществлялось при помощи набора QIAamp DnA ffPE Tissue Kit (Qiagen, германия). Перечень мутаций опухоли был определен при помощи полногеномного секвенирования (ngS). с целью обогащения ngS-библиотеки применялась мультиплексная полимеразная цепная реакция. для секвенирования библиотек использовалась платформа miniSeq (Illumina). Определение опухольспецифичных соматических мутаций в цодНк из образцов плазмы крови проводилось с помощью ddPCR (цифровая капельная полимеразная цепная реакция).Результаты. Чувствительность тест-системы по выявлению генетических нарушений в опухолевом материале составила 97,82 %, в цодНк – 51,20 % для всех стадий заболевания и 64,5 % для метастатического кРР. конкордантность между первичной опухолью и цодНк для всех стадий составила 69,4 % (95 % доверительный интервал (дИ) 62,2–76,0): для I–III стадий – 65,4 % (95 % дИ 57,1–73,1), при отдаленных метастазах – 83,8 % (95 % дИ 69,6–92,9). конкордантность по гену KRAS для всех стадий – 78,3 % (95 % дИ 66,7–87,3), для Iv стадии – 90,9 % (95 % дИ 64,7–99,0). конкордантность по гену BRAF составила 70 % (95 % дИ 39,4–90,7), для Iv стадии – 75,0 % (95 % дИ 28,4–97,2). показатель совпадений возрастал для всех генов по мере увеличения критерия T, был наибольшим для категории nx.Выводы. В работе показана высокая чувствительность тест-системы по выявлению генетических альтераций в опухолевом материале и плазме крови. конкордантность цодНк и тканей первичной опухоли также оказалась удовлетворительной, особенно в отношении статуса генов KRAS и BRAF при метастатическом заболевании, что позволяет рассматривать ее в качестве альтернативы классическому определению мутаций в генах в опухолевом материале

Polymorphisms in DNA repair genes and breast cancer risk in Russian population: a case–control study

© 2014, Springer-Verlag Italia. Genetic variation in DNA repair genes can alter an individual’s capacity to repair damaged DNA and influence the risk of cancer. We tested seven polymorphisms in DNA repair genes XRCC1, ERCC2, XRCC3, XRCC2, EXOI and TP53 for a possible association with breast cancer risk in a sample of 672 case and 672 control Russian women. An association was observed for allele A of the polymorphism XRCC1 (R399Q) rs25487 (co-dominant model AA vs. GG: OR 1.76, P = 0.003; additive model OR 1.28, P = 0.005; dominant model: OR 1.29, P = 0.03; recessive model OR 1.63, P = 0.008). Allele T of the polymorphism ERCC2 (D312N) rs1799793 was also associated with breast cancer risk (co-dominant model TT vs. CC: OR 1.43, P = 0.04; additive model OR 1.21, P = 0.02; dominant model: OR 1.30, P = 0.02), but the association became insignificant after applying Bonferroni correction. No association with breast cancer was found for the remaining SNPs. In summary, our study provides evidence that polymorphisms in DNA repair genes may play a role in susceptibility to breast cancer in the population of ethnical Russians

TERT polymorphisms rs2853669 and rs7726159 influence on prostate cancer risk in Russian population

© 2014, International Society of Oncology and BioMarkers (ISOBM). Telomere length and telomerase activity have been hypothesized to play a role in cancer development. The aim of our study was to investigate the association of allelic variants of three functional polymorphisms rs2853669, rs2736100, and rs7726159 in the telomerase reverse transcriptase (TERT) gene with the risk of the breast cancer and prostate cancer in Russian population. Six hundred sixty women with breast cancer, 372 men with prostate cancer, and corresponding control groups of 523 women and 363 men were included in the present case–control study. We observed an association of allele rs2853669 C with increased risk of prostate cancer (co-dominant model TC vs. TT OR = 1.65, P = 0.002; additive model OR = 1.42, P = 0.005; dominant model: OR = 1.64, P = 0.001) and allele rs7726159 A with reduced risk of this malignancy (сo-dominant model: AA vs. CC OR = 0.42, P = 0.002; additive model: OR = 0.69, P = 0.002; dominant model: OR = 0.67, P = 0.01; recessive model: OR = 0.48, P = 0.005). None of the studied polymorphisms showed an association with the risk of breast cancer. Our results provide evidence that the TERT gene variability modulate prostate cancer predisposition in ethnical Russians