Türkiye'de ailesel multipl miyelom hastalarının tespiti ve ailesel yatkınlığa sebep olan genetik varyantların araştırılması
Detection of familial multiple myeloma cases and investigation of predisposing genetic variants in turkey
Yazar: ERMAN AKKUŞ
Danışman: PROF. DR. MERAL BEKSAÇ
Ankara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / İç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Hematoloji = Hematology
Dizin: Dizi analizi = Sequence analysis ; Ekzom dizileme = Exome sequencing ; Genetik varyasyon = Genetic variation ; Moleküler genetik = Molecular genetic ; Multipl miyelom = Multiple myeloma ; Mutasyon = Mutation ; Teşhis = Diagnosis

Özet:
Amaç: Plazma hücrelerinin malign çoğalması sonucu oluşan multipl miyelom (MM) hastalığının risk faktörleri ve etiyolojisi tam olarak aydınlatılamamıştır. Bilinen bir risk faktörü ise ailesel yatkınlıktır. Epidemiyolojik çalışmalarda, hastaların birinci derece akrabalarında MM ve diğer solid kanser riskinin arttığı tespit edilmiştir. Genom ölçekli asosiyasyon çalışmalarında bazı yaygın görülen varyantların hastalık ile ilişkisi tespit edilmiştir. Ailesel olgularda yapılan çalışmalarda ise, nadir görülen ancak genetik açıdan kuvvetli varyantlar saptanmıştır. Bu varyantların bağımsız örneklemlerde test edilmesi gerekmektedir. Diğer yandan, ülkemizde ailesel MM ile ilgili kapsamlı çalışma yoktur. Bu projenin amacı; Türkiye'deki ailesel MM olguların belirlenmesi, bu olgularda daha önceden tespit edilmiş nadir genetik varyantların test edilmesi ve yeni olası genetik varyantların araştırılmasıdır.
Gereç ve Yöntem: Ailesel olgu; bir veya birden fazla birinci, ikinci, üçüncü veya uzak akrabasında MM ya da plazma hücre hastalığı (MGUS, primer amiloidoz) olan hastalar olarak tanımlandı. Türkiye genelinde hematologlar ile iletişime geçilerek ve MM sivil toplum kuruluşu aracılığı ile ailesel olgular tespit edildi. Hastaların temel demografik ve klinik verileri elde edildi. Onamı olan hastalar, periferik kan örneği vererek çalışmaya katıldı. Daha önce bilinen nadir genetik varyantlar, 6 gende ( EP300, CDKN2A, USP45, ARID1A, KDM1A, DIS314 ) 14 varyant, hedefe yönelik yeni nesil dizileme paneli ile araştırıldı. Örneği uygun olan hastalarda tüm ekzom dizileme ve analizi yapılarak yeni varyantlar araştırıldı. Saptanan varyantların özellikleri NCBI veri tabanında ve MutationTaster in silico analizleri ile değerlendirildi.
Bulgular: Türkiye geneli yapılan arama sonucunda, 15 farklı merkezde takipli toplam 30 MM ailesi ve bu ailelerde toplam 63 hasta tespit edildi. Ailelerin %69'unda ( n=18) birinci derece, %4'ünde (n=1) ikinci derece, %27'sinde (n=7) üçüncü derece akrabalık tespit edildi. Toplam 33 hasta örneği, , 6 gende ( EP300, CDKN2A, USP45, ARID1A, KDM1A, DIS314 ) 14 varyanta yönelik oluşturulan hedefe yönelik NGS paneli ile analiz edildi. Bu hastaların hiçbirinde daha önceden bilinen bu varyantlar saptanmadı. 3 hastada ise CDKN2A (siklin bağımlı kinaz inhibitörü 2A) geninde, incelenen bölgenin dışında bir varyant heterozigot olarak saptandı. Birinci derece akrabalık olan 4 ailede toplam 7 hasta tüm ekzom dizileme ile değerlendirildi. BRIP1, ACD, RET genlerinde aminoasit değişikliğine yol açan, polimorfizm olabilecek missense varyantlar; RAG2, CBL, APC ve PTCH1 genlerinde ise aminoasit değişikliğine yol açan, hastalık yapıcı missense varyantlar heterozigot olarak tespit edildi. 

Sonuç: Ailesel MM olgularında olasılıkla her ailede farklı varyant ve varyant kombinasyonları etkileşerek hastalığa yatkınlık yaratmaktadır. Bu nedenle; erken tanı ve risk belirlemek amacıyla bir varyant paneli kullanılması verimli görünmemektedir. Tüm ekzom analizinde tespit edilen varyantlar için; bu genlerin biyolojik rolü ve mutasyonlarının yol açtığı bilinen hastalıklar, saptanan varyantların aynı ailedeki hasta iki kişide de görülmesi, toplumda frekanslarının çok düşük olması, aminoasit değişikliğine yol açması ve in silico analizde hastalık yapıcı olarak sonuçlanmaları göz önüne alındığında, ailesel MM'a yatkınlıkta rol alabilecekleri gösterilmiştir. Ailesel miyelom olgularında saptanacak varyantlar, hastalığın patogenezinin anlaşılmasına ve yeni tedavi hedeflerinin araştırılmasına katkıda bulunacaktır.

Abstract:
Aim: The risk factors and etiology of the multiple myeloma (MM), which is a disease of malignant plasma cell proliferation, are not well-known. One of the risk factors is familial risk. The risk of MM and other solid cancers in the first degree relatives of MM patients are increased in epidemiologic studies. Genome-wide association studies have discovered some common variants related to the MM. On the other hand, the studies with familial MM cases have discovered some rare but genetically disease causing variants. However, these variants must be studied in independent populations. Moreover, there is not any comprehensive study in Turkey about familial MM. The aim of this study is to detect familial MM cases in Turkey, to investigate formerly known rare genetic variants in this independent population and to discover new rare but powerful genetic variants which may contribute the occurrence of familial MM.
Materials and Methods: The familial case was defined if the MM patient has one or more first, second, third degree or distant relative who has MM or other plasma cell disease (MGUS, primary amyloidosis). The families were detected by contacting the hematologist in Turkey-wide and by contacting with MM non-governmental organization. Basic demographic and clinical data of the patients were determined. The patients with informed consent were included to the genetic analysis by drawing peripheral blood sample. Formerly known rare genetic variants, 14 variants in 6 genes ( EP300, CDKN2A, USP45, ARID1A, KDM1A, DIS314 ), were analyzed by targeted NGS panel. New rare variants were investigated by whole exome sequencing and analysis in patients with convenient DNA sample. The features of the detected variants was examined by NCBI database and MutationTaster in silico analysis.
Results: 30 MM families and totally 63 patients in these families were detected in Turkey-wide search. The relation was first degree in 69% (n=18) of the families, second degree in 4% ( n=1) and third degree in 27% ( n=7). Totally 33 patient samples were analyzed by targeted NGS panel targeting 14 variants in 6 genes (EP300, CDKN2A, USP45, ARID1A, KDM1A, DIS314 ). None of the variants was detected in the patients. However, a heterozygote variant beside targeted region in CDKN2A was detected in 3 patients. 7 patients in 4 families which have first degree relationship were analyzed by whole exome sequencing. Amino acid sequence changing, missense variants which can be polymorphism  in BRIP1, ACD, RET genes; amino acid sequence changing, disease causing, missense variants RAG2, CBL, APC and PTCH1 genes were detected as heterozygote.
Conclusions: The familial MM probably results from different variants and variant combinations in different families. Thus it would not be efficient to use a variant panel for screening and early diagnose in familial MM. For the variants which were detected in whole exome analysis; the biologic roles of these genes, the known diseases caused by mutations in these genes, detection of the variants in both patients in a family, being rare and very low frequency of the variant in population, changing the amino acid sequence and being disease causing in silico analyzing support that these variants have role in familial MM. The variants detected in familial MM may contribute to understand the pathogenesis of MM and to develop new treatment options.