自然遗传学。作者手稿;PMC 2015年1月14日提供。
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尼姆斯:美国国立卫生研究院556130
InSiGHT位点特异性数据库中2360个独特错配修复基因变体标准化分类的五层方案的应用
,#1,2 ,#1 ,三 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8,9 ,10 ,11 ,12 ,13 ,14 ,15 ,16 ,17 ,18,19 ,20,21 ,22,23 ,24,25,26 ,27 ,28 ,29 ,30 ,22,23 ,31 ,32 ,10 ,33,34 ,35 ,36 ,37 ,38,39 ,40 ,19 ,11 ,41 ,11 ,42 ,三和44,45,代表InSiGHT43
布莱奥尼·A·汤普森
1澳大利亚布里斯班QIMR Berghofer医学研究所遗传和计算生物学系
2澳大利亚布里斯班昆士兰大学医学院
阿曼达·B·斯波德尔
1澳大利亚布里斯班QIMR Berghofer医学研究所遗传和计算生物学系
约翰·保罗·普拉泽
三澳大利亚皇家墨尔本医院结直肠医学和遗传学系
马克·格林布拉特
4美国弗吉尼亚州伯灵顿佛蒙特大学医学院佛蒙特癌症中心
木木明木
5日本斋玉县斋玉县癌症中心分子诊断和癌症预防科
法赫德·阿尔穆拉
6科威特萨法特科威特大学健康科学中心医学院病理学系
巴拉蒂·巴帕特
7加拿大多伦多大学实验医学和病理生物学系
英格·伯恩斯坦
8丹麦HNPCC注册中心,丹麦哥本哈根
9丹麦奥尔堡奥尔堡大学医院胃肠外科
加布里埃尔·卡佩拉
10西班牙巴塞罗那加泰罗尼亚肿瘤研究所IDIBELL遗传癌症项目
约翰·登·邓宁(Johan T.den Dunnen)
11荷兰莱顿大学医学中心人类和临床遗传学中心
德西里·杜·萨尔特
12澳大利亚墨尔本默多克儿童研究所维多利亚临床遗传学服务部分子遗传学实验室
奥雷莉·法布雷
13INSERM UMR S910,医学遗传学和功能基因组学系,法国马赛
迈克尔·法雷尔
14爱尔兰都柏林马特私立医院癌症遗传学系
苏珊·法林顿
15苏格兰爱丁堡大学遗传学和分子医学研究所结肠癌遗传学小组
伊恩·弗雷林(Ian M.Frayling)
16英国加的夫威尔士大学医院医学遗传学研究所
蒂埃里·弗雷堡
17法国鲁昂大学生物医学研究所医学院Inserm U1079
大卫·E·戈德加
18美国犹他州盐湖城犹他大学医学院皮肤科
19亨茨曼癌症研究所,美国犹他州盐湖城
克里斯托弗·海宁
20美国康涅狄格州法明顿康涅狄格大学健康中心分子医学中心
21美国康涅狄格州法明顿市康州大学健康中心Neag综合癌症中心
埃尔克·霍林斯基-费德
22MGZ–Medizinisch Genetisches Zentrum,德国慕尼黑
23德国慕尼黑Medizinische Klinik und Poliklinik IV Innenstadt校区慕尼黑大学Klinikum der Universityät München
Maija Kohonen-Corish公司
24澳大利亚悉尼西悉尼大学医学院
25澳大利亚悉尼Garvan医学研究所Kinghorn癌症中心
26澳大利亚悉尼新南威尔士大学圣文森特临床学院
克里斯蒂娜·拉格斯特德·罗宾逊
27瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡大学医院临床遗传学系卡罗林斯加研究所分子医学和外科
苏伊良(Suet Yi Leung)
28香港大学病理学系遗传性胃肠道癌基因诊断实验室,香港薄扶林玛丽皇后医院
亚历山德拉·马丁斯
29Inserm U1079,鲁昂大学,生物医药研究与创新研究所,法国鲁昂
帕尔·莫勒
30遗传性癌症研究小组,奥斯陆大学医院医学遗传学系,挪威奥斯陆镭医院
莫妮卡·莫拉克
22MGZ–Medizinisch Genetisches Zentrum,德国慕尼黑
23德国慕尼黑Medizinische Klinik und Poliklinik IV Innenstadt校区慕尼黑大学Klinikum der Universityät München
米娜·奈斯特罗姆
31芬兰赫尔辛基赫尔辛基大学生物科学系遗传学系
佩维·佩尔托马基
32芬兰赫尔辛基大学哈特曼研究所医学遗传学系
玛尔塔·皮内达
10西班牙巴塞罗那加泰罗尼亚肿瘤研究所IDIBELL遗传癌症项目
明奇
33浙江大学医学院第一附属医院遗传与基因组医学中心,中国北京基因组研究所詹姆斯·沃森基因组科学研究所
34美国纽约罗切斯特大学医学中心
拉吉库马尔·拉梅萨
35南非开普敦大学健康科学学院传染病和分子医学研究所人类遗传学部MRC人类遗传学研究室
莱恩·朱尔·拉斯穆森(Lene Juel Rasmussen)
36丹麦哥本哈根大学健康老龄化中心
碧姬·罗伊尔·波科拉
37德国杜塞尔多夫大学人类遗传学研究所
罗德尼·J·斯科特
38澳大利亚新南威尔士州亨特医学研究所纽卡斯尔大学健康学院医学遗传学专业
39澳大利亚新南威尔士州纽卡斯尔市约翰·亨特医院亨特区病理科分子医学科
罗尔夫·西蒙斯
40荷兰格罗宁根大学格罗宁恩大学医学中心遗传学系
肖恩·塔夫提根
19亨茨曼癌症研究所,美国犹他州盐湖城
Carli M.上衣
11荷兰莱顿大学医学中心人类和临床遗传学中心
托马斯·韦伯
41美国纽约州布鲁克林市Downstate纽约州立大学
Juul Wijnen公司
11荷兰莱顿大学医学中心人类和临床遗传学中心
迈克尔·伍兹
42加拿大纽芬兰纪念大学医学院遗传学学科,荷兰圣约翰
芬莱·麦克雷
三澳大利亚皇家墨尔本医院结直肠医学和遗传学系
毛里齐奥·吉纳尔迪
44意大利佛罗伦萨大学生物医学、实验和临床科学系
45意大利佛罗伦萨塞斯托佛罗伦索佛罗根药物基因组学基金会
1澳大利亚布里斯班QIMR Berghofer医学研究所遗传和计算生物学系
2澳大利亚布里斯班昆士兰大学医学院
三澳大利亚皇家墨尔本医院结直肠医学和遗传学系
4美国弗吉尼亚州伯灵顿佛蒙特大学医学院佛蒙特癌症中心
5日本斋玉县斋玉县癌症中心分子诊断和癌症预防科
6科威特萨法特科威特大学健康科学中心医学院病理学系
7加拿大多伦多大学实验医学和病理生物学系
8丹麦HNPCC注册中心,丹麦哥本哈根
9丹麦奥尔堡奥尔堡大学医院胃肠外科
10西班牙巴塞罗那加泰罗尼亚肿瘤研究所IDIBELL遗传癌症项目
11荷兰莱顿大学医学中心人类和临床遗传学中心
12澳大利亚墨尔本默多克儿童研究所维多利亚临床遗传学服务部分子遗传学实验室
13INSERM UMR S910,医学遗传学和功能基因组学系,法国马赛
14爱尔兰都柏林马特私立医院癌症遗传学系
15苏格兰爱丁堡大学遗传学和分子医学研究所结肠癌遗传学小组
16英国加的夫威尔士大学医院医学遗传学研究所
17法国鲁昂大学生物医学研究所医学院Inserm U1079
18美国犹他州盐湖城犹他大学医学院皮肤科
19亨茨曼癌症研究所,美国犹他州盐湖城
20美国康涅狄格州法明顿UConn健康中心分子医学中心
21美国康涅狄格州法明顿市康州大学健康中心Neag综合癌症中心
22MGZ–Medizinisch Genetisches Zentrum,德国慕尼黑
23慕尼黑慕尼黑医学院第四分院慕尼黑大学
24澳大利亚悉尼西悉尼大学医学院
25澳大利亚悉尼Garvan医学研究所Kinghorn癌症中心
26澳大利亚悉尼新南威尔士大学圣文森特临床学院
27瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡大学医院临床遗传学系卡罗林斯加研究所分子医学和外科
28香港大学病理学系遗传性胃肠道癌基因诊断实验室,香港薄扶林玛丽皇后医院
29Inserm U1079,鲁昂大学,生物医药研究与创新研究所,法国鲁昂
30奥斯陆大学医院医学遗传学系遗传性癌症研究小组,挪威奥斯陆镭医院
31芬兰赫尔辛基赫尔辛基大学生物科学系遗传学系
32芬兰赫尔辛基大学哈特曼研究所医学遗传学系
33浙江大学医学院第一附属医院遗传与基因组医学中心,中国北京基因组研究所詹姆斯·沃森基因组科学研究所
34美国纽约罗切斯特大学医学中心
35南非开普敦大学健康科学学院传染病和分子医学研究所人类遗传学部MRC人类遗传学研究室
36丹麦哥本哈根大学健康老龄化中心
37德国杜塞尔多夫大学人类遗传学研究所
38澳大利亚新南威尔士州亨特医学研究所纽卡斯尔大学卫生学院医学遗传学学科
39澳大利亚新南威尔士州纽卡斯尔市约翰·亨特医院亨特区病理科分子医学科
40荷兰格罗宁根大学格罗宁恩大学医学中心遗传学系
41美国纽约州布鲁克林市Downstate纽约州立大学
42加拿大纽芬兰纪念大学医学院遗传学专业
44意大利佛罗伦萨大学生物医学、实验和临床科学系
45意大利佛罗伦萨塞斯托佛罗伦索佛罗根药物基因组学基金会
#贡献均等。
43论文末尾列出了InSiGHT合作者为本研究指定的微观属性的完整列表,并附有附属关系。
- 补充资料
1
GUID:D5F4E402-B6C4-49CF-ABBA-46E5AA40EE0E
表1。
GUID:BF47F0A2-09EA-4B3A-A119-8CAF853271E4
表8。
GUID:6674EFCD-B5CA-4671-A7D7-B8F626EDF2CD
摘要
遗传病基因序列变异的临床分类直接影响患者及其亲属的临床管理。国际胃肠道遗传肿瘤学会(InSiGHT)开展了一项合作工作,以开发、测试和应用标准化分类方案,用于Lynch综合征基因中的体质变异MLH1型,MSH2型,MSH6号机组和PMS2型鼓励提交未发布的数据,以帮助进行变体分类,并通过微观属性进行识别。该方案通过多学科专家委员会对变体可用的临床和功能数据的审查进行了改进,应用于2360个序列改变,并在网上传播。使用验证标准进行的评估改变了12006个数据库条目中66%的分类。基于透明评估的临床建议现在可以用于1370个从命名上看不明显与蛋白质有关的变体。这项大规模的努力将有助于对疑似林奇综合征家族进行一致的管理,并证明多学科合作在公共基因座特定数据库中管理和分类变异的价值。
癌症患者中高危致病体质突变的识别指导了整个家庭的临床管理,对咨询、癌症治疗方案、症状前监测以及考虑降低风险的手术和/或药物治疗方案都有意义1错配修复(MMR)基因突变携带者MLH1、MSH2、MSH6和PMS2型导致Lynch综合征(LS)1结直肠癌和子宫内膜癌的风险显著增加,卵巢癌、胃癌、小肠癌、尿路上皮癌、脑癌、肝胆癌、胰腺癌、膀胱癌、肾癌、前列腺癌和乳腺癌的风险也增加1-8然而,强化管理可降低死亡率9.
基因检测报告中,功能和临床意义不确定的序列变异很常见。虽然可以评估几条证据线来评估其重要性,但通常没有一条证据可以单独用于获得临床有用的变体解释,而且对于许多变体,缺乏全面的数据。实验室在指定致病性变体方面通常较为保守,将变体指定为“不确定重要性”,除非存在压倒性的致病性证据。已经提出了几个与孟德尔病相关的基因变异分类方案,以用于临床。由于目前仅考虑对高穿透性突变采取临床有用的措施,所有这些系统都旨在区分高穿透性和低穿透性/中性变异,而不考虑中间风险变异。它们在用于分类的数据范围和格式以及变体类的数量上有所不同10-12国际癌症研究机构(IARC)分类系统得到人类变异组项目(HVP)的支持,通过定义可与统计模型中因果关系/致病性的验证定量测量相关联的类别,促进了标准化分类13-16,或通过对定性数据的验证解释17重要的是,只有5级IARC系统与临床推荐全部的类别:第5类“致病性”和第4类“可能致病性”的临床测试和全面高风险监测指南;建议将1类“非致病性”和2类“可能无致病性”视为“未检测到该疾病的突变”;以及获取额外数据,为第2类、第4类和第3类“不确定”提供更稳健的分类。
位点特异性数据库(LSDB)是临床医生和研究人员评估数据以及疾病基因序列变异临床相关性意见的重要信息来源,并且由于聚合数据的附加值,在变异分类中具有基础作用。一致和规范化的数据管理对于数据库对基因变异和疾病之间关系进行分类的价值至关重要,特别是对于临床应用。IARC工作组此前曾建议,在公开显示此类信息之前,由一个涵盖变体分类领域一系列专业知识的小组就变体致病性提供共识意见18LSDB提供的分类的另一个重要组成部分是关于标准和支持信息用于分类,以便LSDB用户可以考虑其在研究和临床环境中应用的信息18.
国际胃肠道遗传肿瘤学会(InSiGHT)合并了多个基因突变/变异库,创建了用于MMR和其他结肠癌易感基因的InSiGHT结肠癌基因变异数据库19-23由Leiden Open Variation Database(LOVD)托管。遵循LSDB管理建议18InSiGHT成立了一个由研究人员和临床医生组成的国际小组,审查提交给数据库的MMR基因变体。为了鼓励提交未发表的临床和研究数据,以进一步促进变异分类,微属性方法24使用开放研究者和贡献者标识(ORCID)实现。在这里,我们展示了InSiGHT变体解释委员会(VIC)开发、测试和应用五级方案的结果,以对2360个独特的构成MMR基因变体进行分类。
提交给InSiGHT结肠癌基因变体数据库的MMR基因变体的治疗
截至2012年12月,经过3458次标准化命名修改后,InSiGHT数据库中提交了12635份2730个独特MMR基因变体。此外,370(13.6%)个独特的变异体未在组织(生殖系)DNA中鉴定出来(参见补充图1和补充表1详细信息),并被排除在进一步的分析之外,因为:(i)没有证据表明这些作为体质变异发生,以及(ii)没有可用的临床信息来评估它们在遗传病中的潜在作用。2360种宪法变体包括:932种MLH1型(39%), 842MSH2型(36%), 449MSH6号机组(19%)和137PMS2型(6%). 大多数变体都是无义/移码,预计会导致蛋白质截断(800,34%),其次是“不明显截断”非同义变体,为第二大类,包括错义替换、小的帧内插入/删除(indels)和翻译终止密码子的直读改变(746,32%)。
变异最初由提交者根据以下类别进行分类:致病性;可能致病;无已知致病性;可能无致病性;效果未知。没有记录任何信息来记录分类的基本原理或变体分类的标准。考虑到InSiGHT数据库中1382个具有多个条目的宪法变体,869个变体的提交者之间的分类存在不一致。其中一些不一致是由于基于单一数据点或参考的分类,如单一功能分析结果22,或从最初保存在错配修复基因变体数据库中的单个出版物中推断23(参见中的示例补充表2).
MMR基因变异一致性分类五级系统的开发
InSiGHT VIC(见方法)成立于2007年,旨在解决InSiGHT数据库中MMR基因变体分类的差异。自2011年3月以来,维也纳国际中心通过修改“德尔菲共识程序”,共同努力制定变体分类标准25评估当前的科学证据并达成共识。符合HVP26IARC分类系统10对于变量分类(请参见)InSiGHT采用了MMR变体分类。简言之,分类需要多行证据,每个变体的证据必须包括变体与临床和功能后果相关的数据(见方法)。
表1
InSiGHT变体分类方案,附带家族管理建议,改编自IARC五级分类系统*
InSiGHT MMR变体 类定义 林奇综合征** | 预测 风险测试 亲戚 | 对阳性高危亲属的监测 | 研究 测试 亲戚 |
---|
5:致病性 | 是的 | 完整的高风险指南 | 未注明 |
4:可能致病 | 是的*** | 完整的高风险指南 | 是的 |
3:不确定 | 不*** | 基于家族史和其他风险 因素 | 是的 |
2:可能不是致病性的 | 不*** | 基于家族史和其他风险 因素。在中被视为“未检测到突变” 这种疾病的基因 | 是的 |
1:无致病性 | 不*** | 基于家族史和其他风险 因素。在中被视为“未检测到突变” 这种疾病的基因 | 未注明 |
该方案首先在117个MMR基因变异体的子集上进行了测试,标准经过了演变,并通过协商一致进行了改进,以适应新数据和多分类电话会议和面对面会议的不一致性。然后回顾性地将最终标准应用于数据库中列出的所有其他独特变体(参见补充表3).显示了InSiGHT分类标准的概述(请参见补充说明,补充表4详细标准和理由)。在维也纳国际中心每次电话会议结束时,都注意到共识分类。必要时,改进或澄清分类的行动项目包括:
向委员会成员和InSiGHT普通成员呼吁缺少特定变体的临床和功能信息。
原始出版物作者要求提供更详细的数据或数据澄清。
获得额外数据后重新评估分类。
在过程结束时,InSiGHT数据库更新了最终共识分类和支持数据,以确保透明度。
五层InSiGHT分类指南概述。
(一)描述不同类别所需证据级别和类型的简化指南。请参阅补充信息完整指南(补充说明)以及每个标准背后的详细理由(补充表3). 类别5和类别4中描述的Lynch综合征分子表型包括微卫星不稳定性和/或免疫组织化学测定的相关蛋白表达缺失。在本研究中,导致功能重要域过早终止密码子或大基因组缺失的变体(通常仅根据DNA序列被认为具有致病性)被称为5a类“假定致病性”变体。达到5级的所有其他变体称为5b级。(b) 用于帮助解释可用功能分析数据的流程图。审查分类的分析如所示补充表4,用于定义废除或正常功能的值如所示补充表5蛋白质表达的临界值<25%和>75%,如先前出版物中所用47,48考虑到报道的与约50%或更低的MLH1表达缺陷相关的废除功能,是非常保守的49对于在两次独立分析中具有正常/非结论性/中间MMR活性,但在两次单独分析中蛋白质功能不足的变体,分配了废除功能。AF——等位基因频率;PP——多因素似然分析得出的致病性后验概率;CMMRD–结构失配修复缺陷(MIM 276300);LR——似然比;LS–Lynch综合征;MSS–微卫星稳定;CRC——结直肠癌;IHC-免疫组织化学;NMD–无义介导的衰变。
委员会在审查过程中面临的主要问题是确定跨多个来源的数据冗余(通过与作者讨论解决)、信息不足、数据不完整/不准确以及功能分析的解释困难。为了便于功能分析解释,支持信息并制定了流程图(,补充表5-6)协调了多次会议,专门审查功能分析结果明显不一致的变异体(补充表3).
InSiGHT定性分类标准的验证
无意义或移码改变,或中断重要功能域的大基因组缺失,通常仅根据DNA序列被认为是致病性的;这里这些被称为“假定致病性”变体(图中称为5a类)。数据库中有990个“假定致病性”变体,其中640个是私人突变。为了证明定性分类标准的稳健性,170个“假定致病性”变体(68个MLH1型, 75MSH2型, 13MSH6号机组, 14PMS2型)根据图中称为5b类变异体所需的5类(致病性)定性标准,将其作为验证集进行审查(见方法,补充表7). 需要5b类名称:废除蛋白质功能的证据;至少两个微卫星不稳定(MSI)或MMR蛋白表达适当缺失的肿瘤;分离可能性比>10:1(包括基因特异性累积风险27)或至少在两个阿姆斯特丹标准阳性家族中报告的与疾病的变异性共同隔离。所有60个验证集变体都达到了5b级,这些变体有足够的临床数据来评估这些所需的标准。其他110个验证集变异体不能归为5b类,主要是因为家族共同分离和肿瘤数据稀少或无法获得,可能是因为这些变异体被认为是致病的,并且通常用于家族临床症状前检测(参见实施微观归因). 其中,72个因缺乏一点证据而被分配到第4类,38个变异体因数据不足而落入第3类。然而,只有2/13MSH6号机组和2/14PMS2型变异体符合类别5,反映出外显率较低和发病年龄较晚PMS2型28和MSH6号机组29有害变体。这些结果表明,使用定性数据进行分类的标准足够严格,以确保保守分类。
InSiGHT分类指南对2360个个体体质MMR变体的应用
在InSIGHT数据库中的12006个合格变体条目中,提交者与最终分类的差异为7935个(66%),包括从“未知致病性”到第5类(致病性)和反之亦然(). 最终分类的总体分类如所示除了990个“假定致病性”截断/大缺失变体(5a类)外,现在还可以对其余1370个“不明显截断”变体进行一致的医疗管理;其中包括167(12%)个第5类(致病性)变体(第5b类)、183(14%)个第4类(可能致病性)变异体、86(6%)个第2类(可能不致病性)变异体和169(12%)个第一类(非致病性)变异体。
体质MMR基因变异的标准化五层InSiGHT分类结果a) 该图表示数据库中所有记录的宪法变体的五级分类与提交者为每个条目分配的原始LOVD数据库分类的比例。5a类是5类的一个子集,包含假定的致病性无义突变、小移码指数和大缺失。5b类包括根据综合证据被认为具有致病性的非明显截断变体(参见补充说明). 结果表明,标准化分类导致相当一部分变体条目的分类发生改变,包括将提交的致病性变体降级(24%),将致病性未知的变体升级为可能的致病性(5.6%)或致病性变体(48%)。此外,对于最初提交的非致病性独特变异体,发现了具有临床重要性的错误分类(54个独特变异物重新分类为5b类,25个重新分类为4类)以及作为致病性提交的独特变体(28个独特变体重新分类为1类,16个独特变体被重新分类为2类,218个独特变体再次分类为3类)。b) 饼图显示最终InSiGHT VIC分类的分布。
如所示和补充图2,非同义变体(参见脚注)构成了大多数第3类变体(524/765;68%)和新分配的第5b类变体(91/167;54%;见补充表8以获取支持分类的详细信息)。由于缺乏功能性RNA分析,典型二核苷酸剪接位点的替换主要出现在第4类中;然而,如果进行实验测试,这些可能会转移到5b级。保守剪接位点以外的内含子变异是1类中最常见的变异类型。
按变体类型对所有记录的独特变体进行分类该图表示5个类别中不同变体类型的比例。5a类是5类的子集,包含假定的致病性突变(无义突变、小移码指数和大缺失)。达到5级的所有其他变体称为5b级(参见补充说明). 不同的变体类型有:PTC–引入提前终止密码子的变体,即无义突变和小移码指数;LGDel–大基因组缺失或破坏反转;LGDup–大基因组重复;SS–典型剪接位点二核苷酸中的变体;NS–没有明显截断Kozak共识序列之外的非同义变体,即错义、帧内小插入/删除和直读翻译终止密码子改变;S——同义变体;I–典型剪接位点二核苷酸以外的内含子变体;ATG/UTR–起始密码子中的变体,以及5′或3′非翻译区域。请参见补充图2通过MMR基因进一步了解变异类型的细节。
通过对391个变体应用定性标准,对192个变体使用定量多因素似然分析方法(基于生物信息学先验概率加来自分离和/或肿瘤数据的证据,参见Thompson等人16),以及26种变体的定量或定性标准。当使用定量与定性标准得出的分类不同时,这反映了可用数据的数量,而不是分类标准中的缺陷,没有变体使用一种方法被视为1/2类,使用另一种方法则被视为4/5类。由于对剪接的影响,六个同义变体达到5b类。对于起始密码子中发生的替换(通常被认为是致病性的30-32)只有1/9有足够的证据确定致病性。
实施微观归因
微署名是一种鼓励在公共领域放置未发表数据的手段,通过向作者分配学术贡献,类似于期刊文章的引用约定33实施回顾性和前瞻性微观归因,以确认并鼓励向InSiGHT数据库提交未发表的数据,包括提交已发表报告作者的其他详细临床信息。对初始变异提交、分离和家族史数据、病理(MSI、免疫组织化学)信息、,在体外功能分析(主要是RNA剪接)和正常人的变异频率。截至2013年7月,共授予6015个微属性,其中3763个用于变量提交,2111个用于家庭和肿瘤病理数据,97个用于在体外分析,25个用于频率数据。值得注意的是,19%的临床和功能微属性提供了对“假定致病性”验证子集(5a类)分类至关重要的额外信息。这些数据还强调,“假定致病性”变体的临床测试大多在症状前环境中进行(见上文)。微观属性对“非明显截断”变体最终分类的贡献如所示重要的是,获得了新的未发表数据的57/169(34%)变异体的分类发生了改变。此外,微属性的实施刺激了128个新MMR变体的提交,但尚未分类。
微观归因对“非明显截断”变体分类的贡献深色阴影(YES)表示每个类别的变体比例,通过微属性获得的额外数据有助于最终分类。
意义不确定的第三类变量的初步分析
MMR基因中的错义变体在第3类(不确定)变体中大量存在,并存在相当大的临床问题。定量多因素似然分析是一种有效的错义变体分类方法,因为生物信息学预测得到了验证34基于氨基酸守恒和物理化学性质,可以作为在体外变异对蛋白质功能的影响。生物信息学先前的分析表明具有高精度(接收操作员特性曲线下面积0.93)34用于估计所有481个3类(不确定)错义变异体的先前致病概率(参见),优先考虑数据请求,以促进未来的多因素分析。先验概率的分布MLH1型和MSH2型第3类变体显然是双峰的,这表明约50%的MLH1/MSH2级经过进一步调查,错义变体可能被归类为致病性变体。总的来说,401个错义变异体的极端先验概率为20%或≥80%,其中270个为<10%或>90%,表明通过合并分离或肿瘤信息可以很容易地达到类别1或类别5。根据预测的错义改变,一些致病性先验概率较低的3类变异体也可能导致剪接畸变,正如已经观察到的42/746个不明显截断非同义变异体的剪接畸变一样。将经验证的生物信息剪接预测工具纳入MMR基因多因子模型,该模型正在开发中巴西1/235,将有助于对此类可能的剪接变体进行优先排序。
481个第3类“不确定”错义变体的致病性概率,由生物信息学分析基于定制MAPP和PolyPhen2评分的校准算法估计的致病概率分布34,对于(a)MLH1型,n=186;(b)MSH2型,n=169;(c)MSH6号机组,n=145;(d)PMS2型,n=24;(e) 所有四个MMR基因,显示变异的分层,先前概率≤20%或≥80%,以优先考虑变异以进行进一步调查和分类。
研究3类调节性变体的潜在影响(见方法)表明,所有15个5′UTR变体都位于多个转录因子结合位点内,但没有发现6个3′UTR变异体miRNA结合中断的证据(数据未显示)。多因素分析和转录分析将有助于阐明这些变异是否影响基因功能。
讨论
InSiGHT VIC已成功开展合作,利用改进的德尔菲过程建立标准化变体解释指南,鼓励提交数据,并对林奇综合征涉及的MMR基因变体进行客观评估。制定的标准为变异体的标准化临床分类提供了基础,以通过遗传咨询告知患者和家庭管理10这项倡议已经对2360个宪法变体进行了系统评估,这将使国际上数千个家庭受益。重要的是,605个没有导致过早终止密码子的变体,包括217个非同义取代,现已被归入第5类(致病性)和第4类(可能致病性),或第1类(非致病性)或第2类(可能非致病性的)。这些现在也可以用作功能分析校准的标准36,37.
32%的变异株的临床意义尚不明确。其中很大一部分(71%)是仅发生在一个家族中的“私人”变异,由于缺乏可用的临床信息,因此难以分类。临床医生在促进隔离和其他分类相关信息的收集方面发挥着重要作用。我们预计,该解释方案的开发,加上微属性的实施,将有助于积累临床数据。微属性对数据积累的价值在血红蛋白病中已经得到证实24InSiGHT倡议现在证明了数据收集的临床效用。推广标准化数据格式将有助于过渡到完全定量、无偏见的分类,最终纳入定性指南的其他组成部分。此外,在解释明显不一致的功能分析时遇到的困难强调了分析验证和标准化的重要性38,39这些经验将直接适用于深内含子和调控变体的功能分析,随着DNA测序技术的进步,深内含子及调控变体的检测越来越多。
为了适应较低的外显率和报告的较低程度的肿瘤MSI与MSH6号机组和PMS2型突变28,29,40-44,在分类指南的未来迭代中,还应考虑基因特定的标准,例如,规定包括MSH6号机组和PMS2型用于分类的变体以及使用修改的面板来检测MSI状态。
另一个需要考虑的挑战性问题是纳入中等风险等位基因45纳入分类方案,包括可能与此类变体相关的临床建议。识别具有明显不一致的临床和功能特征的MMR基因等位基因子集,使其对分类具有“抵抗力”,这将为未来的研究提供基础,以确定最合适的方法和标准来识别此类变体。还需要进一步研究,以评估是否存在DNA损伤反应被废除但修复正常的失配变体46与MMR基因的经典致病性突变具有相同的临床特征。
InSiGHT数据库是临床和研究界公认的资源,每月点击量超过20000次。标准模板的开发和采用使得审查过程具有透明度。数据库用户在考虑委员会提供的分类时,可以查看与指南解释有关的相关信息和来源。指南必须不断发展,以适应其他类型的证据,但我们预计只要变体分类是过时的,并且与一组过时的指南相关联,就不会有临床问题支持信息用于导出分类。最终分类也已提交给NCBI的ClinVar,以获得更高的暴露水平,但专家分类和基础数据取决于InSiGHT。
这是第一次大规模的综合分类工作,证明了专家小组评估对LSDB管理的价值,并提供了用于分配变异致病性的总结信息。它还显示了如何通过促进临床和研究环境中利益相关者提交标准化数据来帮助分类,以便访问未发布的临床和功能信息,以促进变体分类。因此,InSiGHT倡议为以LSDB为中心的多学科协作提供了一个重要模型,以实现透明的DNA变体解释。
联机方法
InSiGHT变体解释委员会的专业知识
InSiGHT变体解释委员会(VIC)(现任主席作者MG)包括来自5大洲的40名多学科专家(参见补充表9VIC成员涵盖的学科)。该委员会对其治理委员会负责,而治理委员会又对InSiGHT理事会负责。InSiGHT最近加入了人类变异组项目,是其基因和疾病特定委员会的创始成员。InSiGHT理事会特别考虑了与其数据库分类分配相关的需求和责任,并采取了所有合理步骤,邀请尽可能高的专业人员为分类过程做出贡献,并确保其过程和法律地位稳健。
InSiGHT数据库管理
诱变剂50用于标准化截至2012年12月数据库中所有变体的命名。多个提交的变体最初被指定为致病性/可能致病性分类,和无已知致病性/可能无致病性,被纳入用于测试分类标准的“不一致”变体组。数据库中识别的所有独特变体被分配到以下来源之一:构成、体细胞、人工和未知。
五层InSiGHT分类标准的制定
InSiGHT分类标准是使用Delphi方法制定的25.最初开发的5层分类系统用于对结肠癌家族登记参与者中发现的MMR基因变体进行一致分类16,34被选为InSiGHT分类标准的基线。该系统包括基于多因素似然分析产生的后验概率进行分类的选项15,16,51,52以及尚未校准以纳入定量分析的多个定性数据组合,但这些数据经常在文献中报告或从临床来源获得。参加2011年4月InSiGHT圣安东尼奥会议的InSiGHT成员和VIC成员通过电子邮件对这些基线分类标准进行了严格审查。针对这一评论,对规则进行了修订,以使其更加清晰,对功能分析数据进行更严格的解释,并考虑其他证据点。这些InSiGHT规则用于11次会议(10次电话会议和一次面对面的会议)的变体分类,每次会议后都会进行进一步的修改,以包括在审查过程中确定的其他相关证据点,因为委员会遇到了来自已发布和未发布来源的不同有用数据组合。例如,经过讨论,同一基因中的一个变异体与一个致病性突变同时出现,与构成性MMR缺陷表型相关的临床信息53作为体内MMR功能测试和1000个基因组数据54被接受为人群频率测试。通过在委员会成员面对面会议上介绍规则,审查了特定课程所需累积证据的一致性。作者BAT与在该领域具有特定专业知识的委员会成员子集协商后,编制了支持文件,以帮助解释剪接和功能分析结果(参见,补充表4-5). 必要时,对之前会议中评估的变体进行回顾性修改。最终规则(以简化格式显示,详见补充说明)然后用于评估InSiGHT数据库中保存的所有剩余变体。
通过文献综述和数据整理对MMR基因变体进行分类
1000个基因组中的变异54等位基因频率大于1%的被自动归类为1类。委员会成员被邀请参加至少一次分类会议。每次会议都有一个核心小组参加,委员会成员应邀出席,以弥补差额。在每次会议之前,通过随机化,参与者被分配了一组待评估的变体。每位与会者都收到了与待讨论变体列表相关的文献,以及委员会成员向InSiGHT馆长JPP提交的其他未发表的临床或研究信息。与会者被要求在电子表格模板中彻底审查和总结与变体子集相关的所有信息,并根据其对所访问信息的解释提供课堂作业。所有评审员总结、提交的临床信息和因果关系分析结果都被汇编成一个文件,以便对每个变量的数据和课堂作业进行比较,并分发给电话会议参与者。在委员会会议期间,每次讨论一个变体,评估以下内容:每个评审员指定的类别;根据分类指南进行分类的理由;解释特定数据源的困难;评估由于多个出版物(包括与变体相关的全部或部分相同信息)而可能出现的信息冗余;对所提供指南的解释存在差异,需要进行调整以提高其清晰度;考虑到前面的讨论,对变体类的共识;在讨论结束时,需要采取行动,以获取更多信息,对保留在第2、3或4类中的变体进行分类。当使用定性与定量标准进行分类时出现差异,这是由于两种方法的特定数据类型的可用性不同,并且针对相关变体指定了最极端的分类。作者BAT将基于规则的分类应用于从命名中截短/大量删除的变体、没有剪接数据的规范剪接位点或对照参考组中频率>1%的变体。作者BAT随后整理了所有独特的“非明显截断”变体(包括之前在电话会议上审查的变体)的所有信息,并确定了哪些变体具有足够的信息,可以在类别3之外进行分类。这些变体的摘要信息由维也纳国际中心的至少三名评审员分发,以进行独立的类别分配,并在电话会议或电子邮件中最终确定分类。
定性标准的验证
选择截断变异体和大基因组缺失的子集来验证定性分类标准。这些变异体是根据定性5类标准中第一个证据点的数据可用性来选择的,即。在体外功能分析结果(例如蛋白质截短测试或大缺失的基因组/mRNA确认);体质MMR缺乏综合征表型;或跨多个家族的不同单倍型。然后使用这些变体的已发布和未发布数据验证第5类“致病性”所需的其他证据点。
第3类“不确定”变量的初步分析
生物信息学如其他地方所述,对所有3类错义变异体的致病概率进行了估计34使用ENCODE数据对3类调节性变体进行初步生物信息学分析55在UCSC基因组浏览器上。
微观归因过程的实施
变体解释过程使用已发布和未发布的数据。对于已发表的文献,公开ID用于参考原始工作。一些未发表的数据在研究开始时记录在InSiGHT数据库中,InSiGHT成员也被要求通过电子邮件提供使用标准化提交模板进行变体分类的重要信息。数据提交者被要求提供一个永久的、唯一的、可公开搜索的ID,最好是来自ORCID系统,以便于采用微属性方法。微归因被分配给与分类所需的证据点相对应的不同类型的信息,即提交者被分配给收到的每种类型的信息一个微归因学分:
变体(强制)
家族史/谱系
微星
免疫组织化学
在-体外功能性的
RNA剪接分析
人口频率
维也纳国际中心收到的所有未公布数据都记录在每种元素类型的微观属性表中,每个微观属性表列出了唯一的研究人员ID以及提交的信息。提交者的微属性计数可在InSiGHT网站上公开获取。此外,数据将以纳米出版格式提供。
统计分析
利用先前报道的方法,对具有适当肿瘤和分离数据的变异进行了多因素似然分析16,34,51,简要描述如下。作者BAT进行了贝叶斯因子分析,以评估MLH1型,MSH2型,MSH6和PMS2分离数据的变异因果关系16,51对于已发表和未发表的具有足够癌症和变异携带者状态相关信息的家系。Senter等人的外显率估计28用于Bayes分离分析27属于PMS2型变体。在家庭关系状态未知的情况下,得出了保守的分离似然比(LR),即将受影响的携带者设置为一级亲属,这比二级亲属之间的分离信息更少。大肠肿瘤MSI和体细胞BRAF公司突变状态用于根据肿瘤表型分配LR,如之前报道的,来源于已知突变携带者病例与非突变携带器病例中这些特征的比率16对于每个变体,将单个LR(共分离、肿瘤)相乘,以计算因果关系的概率。然后,结合先验概率计算后验概率(生物信息学对于错义变体34或基于所有其他变体的序列位置13)使用贝叶斯规则确定因果关系的概率:后验概率=(先验概率×优势概率×(1/(1-先验))/(先验×优势概率x(1/))+1)。
STATA 11用于计算截断变量验证集的样本量:H0:p=0.01,以下假设=0.05(单侧),功率=0.95。
使用统计软件包R和GraphPad Prism 6完成所有其他分析。对于人口频率数据的荟萃分析,使用逆方差随机效应模型组合比例,以解释研究之间的异质性。
致谢
我们非常感谢希克斯基金会(澳大利亚)对InSiGHT数据库策展人JPP的首次支持。维多利亚州癌症委员会为VIC电视会议提供了资金。BAT得到了昆士兰癌症委员会博士奖学金和昆士兰医学研究所博士拔尖奖的支持。ABS是国家卫生和医学研究委员会高级研究员。ABS和BAT所做的工作还得到了澳大利亚癌症协会(1010859)的支持。MG得到托斯卡纳肿瘤研究所(ITT)的资助。InSiGHT数据库管理员JPP目前由皇家墨尔本医院基金会提供支持。SVT、MSG、ABS、LJR和RS由国家癌症研究所/国家卫生研究院(NCI/NIH)的拨款1R01CA164944支持。GC和MP得到了Innovación省(SAF 12-33636)和AECC Científica基金会的支持。AF得到了法国国家癌症研究所和INCa法国MMR委员会的支持。SMF得到了国际癌症研究协会(12-1087)和英国医学研究委员会(MR/K018647/1)的资助。NHS威尔士国家卫生和社会护理研究所(NIHSCR)通过加的夫和维尔大学卫生委员会向IMF提供资金。DEG由Mayo SPORE拨款P50CA11620106(PI Jim Ingle)资助。CDH由NIH拨款CA115783资助。EH-K和MM由德国癌症援助组织(Deutsche Krebshilfe)和Wilhelm-Sander基金会提供支持。MK-C由新南威尔士州癌症研究所资助。SYL由香港癌症基金资助。AM得到了法国国家癌症研究所和法国国家癌症学会(INCa/DGOS)的支持。Sigrid Juselius基金会为MN提供资金。PP的资金由欧洲研究理事会(FP7-ERC-232635)提供。LJR由北欧基金资助。BR-P得到了德国癌症援助组织的支持。MOW得到了加拿大癌症学会研究所(18223号拨款)的支持。我们感谢InSiGHT数据库(回顾性和前瞻性)、结肠癌家族登记处和德国HNPCC联盟的所有数据提交者,感谢他们对未发布数据的贡献,这些数据通过微属性得到了正式确认。我们还要感谢路易丝·马夸特(Louise Marquart)提供的统计建议,以及特蕾西·奥马拉(Tracy O'Mara)在统计包R中提供的建议和帮助。
InSiGHT合作者
阿德拉·卡斯蒂列霍47阿德里安·塞克斯顿48,A.K.W.Chan28亚历山德拉·维埃尔49、艾米·布兰科50,艾米·弗伦奇51安德烈亚斯·拉纳22,安贾·瓦格纳52,Ans van den Ouweland52阿扬·门森坎普(Arjen Mensenkamp)53Artemio Payá54,比特·贝茨37伯特·雷德克55,贝齐·史密斯56,Carin Espenschied57卡罗尔·卡明斯58克里斯托夫·恩格尔59克劳迪娅·福恩斯60克里斯蒂安·瓦伦苏埃拉61克里斯蒂娜·阿伦达54,丹尼尔·布坎南62,丹妮拉·巴拉纳63,Darina Konstantinova64,戴安娜·凯恩斯65伊丽莎白·格拉泽66费利佩·席尔瓦67菲奥娜·拉洛68弗朗西丝卡·克鲁西亚内利44弗兰斯·霍格沃斯特69,格雷厄姆·凯西70伊恩·汤姆林森71伊格纳西奥·布兰科10伊莎贝尔·洛佩斯·维拉尔72,哈维尔·加西亚飞机73、珍妮特·比格勒74,真如什叶派75,华金·马丁内斯·洛佩兹76,约翰·J.P.吉尔77约翰·霍珀78、约翰·波特79何塞·路易斯·索托47朱卡·坎特琳恩31、凯特·埃利斯80,Kirsty Mann48莉莉亚娜·瓦雷斯科81,张丽颖82Loic Le Marchand83马基亚·马拉菲84,玛格丽塔·诺德林85玛丽亚·格拉齐亚·蒂比莱蒂86玛丽亚诺·阿里尔·卡汉87Marjolijn Ligtenberg53,马克·克莱登宁62,马克·詹金斯78玛莎·斯佩瓦克88马丁·迪格威德89马蒂亚斯·克鲁尔90梅根·希钦斯91梅根·迈尔斯50梅丽莎·阿伦森92,梅夫·多明格斯·瓦伦丁93迈克尔·库切94,迈克尔·帕森斯1、迈克尔·沃尔什62、Minttu Kansikas31穆罕默德·尼扎姆·扎哈里95莫妮卡·佩德罗尼96,Nao Heider97,尼古拉·波普拉夫斯基98尼尔斯·拉纳99,Noralane M.Lindor100,保拉·萨拉101、彭楠102彼得·普罗平(Peter Propping)103波莉·纽科姆79拉吉夫·萨林104,罗伯特·海尔70,罗伯特·霍夫斯特拉52罗宾·沃德91罗塞拉·特里卡里科44,鲁本·巴卡勒斯75,肖恩·杨105塞尔吉奥·齐亚利纳60,Serguei Kovalenko106,Shanaka R.Gunawardena51,Sira Moreno107、S.L.Ho28、S.T.Yuen28斯蒂芬·西博多51,史蒂夫·加林格108,Terrilea Burnett83,特蕾丝·泰奇109,T.L.Chan28、汤姆·斯密克51特蕾娜·克兰斯顿110瓦西里基·普索法基111维伦娜·斯坦克-朗格99维克多·曼纽尔·巴贝拉112
47西班牙埃尔切,埃尔切大学综合医院分子遗传学系。48澳大利亚皇家墨尔本医院家庭癌症中心。49意大利阿维亚诺IRCCS肿瘤转诊中心。50美国旧金山加利福尼亚大学遗传性胃肠道癌症预防项目。51美国明尼苏达州罗切斯特梅奥诊所检验医学和病理学系。52荷兰鹿特丹伊拉斯谟医学中心临床遗传学系。53荷兰奈梅亨Radboud大学医学中心人类遗传学系。54西班牙阿利坎特大学医院病理科。55荷兰阿姆斯特丹学术医学中心临床遗传学系。56Benefis Sletten癌症研究所,美国马萨诸塞州大瀑布市。57美国加利福尼亚州杜阿尔特市希望城临床癌症遗传学部。58英国哈罗圣马克医院家庭癌症诊所。59德国莱比锡大学医学信息、统计和流行病学研究所。60分子遗传学,STEM实验室,阿根廷罗萨里奥。61美国纽约大学医学院。62澳大利亚布里斯班QIMR Berghofer医学研究所人口健康部。63U.O.C.肿瘤学ULSS5 Ovest Vicentino,Ospedale di Montecchio Maggiore(VI),意大利。64保加利亚索非亚医科大学分子医学中心。65利物浦女子医院,英国利物浦。66国际胃肠遗传肿瘤学会。67巴西卡马戈癌症中心基因组学和分子生物学实验室。68英国曼彻斯特中央大学医院NHS基金会信托曼彻斯特基因组医学中心。69荷兰癌症研究所,家庭癌症诊所和病理科。70美国加利福尼亚州洛杉矶南加州大学预防医学系。71英国癌症研究所伦敦研究所分子和人群遗传学实验室。72西班牙马德里Complutense大学Octubre 12号医院。73西班牙巴伦西亚大学基因组医学研究所。74美国华盛顿州西雅图Amgen公司医学科学部。75美国斯隆-凯特琳纪念癌症中心病理学系。76西班牙马德里10月12日大学医院分子生物学实验室。77荷兰VU大学医学中心临床遗传学。78澳大利亚维多利亚州墨尔本大学分子环境、遗传和分析(MEGA)流行病学中心。79美国华盛顿州西雅图弗雷德·哈钦森癌症研究中心公共卫生科学部。80澳大利亚瓦拉塔亨特家庭癌症服务中心。81意大利热那亚国家癌症研究所遗传肿瘤中心。82美国斯隆-凯特琳纪念癌症中心诊断分子遗传学实验室。83美国夏威夷州檀香山夏威夷大学癌症中心。84科威特医学遗传学中心癌症遗传学股,科威特。85瑞典哥德堡大学萨尔格伦斯卡学院生物医学研究所分子与临床遗传学系。86意大利瓦雷斯市瓦雷斯医院病理科。87阿根廷布宜诺斯艾利斯意大利医院分子肿瘤ICBME。88加拿大安大略省米西索加市Credit Valley医院Trillium Health Partners遗传学部。89德国人类遗传学研究所,CharitéBerlin。90德国海德堡大学病理研究所应用肿瘤生物学系。91澳大利亚新南威尔士大学医学院威尔士亲王临床学院洛伊癌症研究中心。92加拿大多伦多西奈山医院家族性消化道癌症科。93瑞典隆德大学临床科学肿瘤系。94德国汉堡Praenatalzentrum实验室分子医学遗传学实验室。95马来西亚塞恩斯大学医学院人类基因组中心。96意大利摩德纳大学医院医学和医学专业部。97日本里根。98澳大利亚妇幼医院SA病理科。99德国杜塞尔多夫大学人类遗传学研究所医学院。100美国亚利桑那州斯科茨代尔市梅奥诊所健康科学研究部。101意大利米兰国家肿瘤研究所IRCCS基金会消化道遗传癌预测和预防医学组。102复旦大学生命科学学院,中国。103德国波恩大学人类遗传学研究所。104印度孟买塔塔纪念中心ACTREC沙林实验室。105加拿大温哥华不列颠哥伦比亚省癌症局癌症遗传学实验室。106澳大利亚遗传技术有限公司。107遗传服务,Virgen del Camino医院,西班牙。108赞恩·科恩消化疾病中心,加拿大多伦多。109美国新罕布什尔州黎巴嫩达特茅斯学院达特茅思医学院。110牛津医学遗传学实验室、牛津大学医院NHS信托基金、英国牛津丘吉尔医院。111希腊Ioannina大学医院生化实验室。112西班牙埃尔切大学医院研究实验室。
工具书类
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