诉讼没有做到,公开羞辱没有做到,患者和医生联合起来“释放数据”也未能做到:22 年来,历史最悠久的基因检测公司之一 Myriad Genetics 一直拒绝公开其 专有数据库,该数据库列出了 BRCA1 变异的 17,000 多个已知错误拼写,以及每种变异的医学意义。该数据库列出了哪些突变会增加乳腺癌和卵巢癌的风险,哪些不会,以及哪些具有未知的健康影响。
但现在,一场生物学闪电战破解了生死攸关的秘密数据缓存。
通过故意引起 BRCA1 中最常见的每一种可能的突变,并跟踪在实验室培养皿中生长的细胞的反应,华盛顿大学的科学家们确定了哪些突变是致病性的,哪些是良性的,他们在周三的《自然》杂志上报道了这一发现。他们还对 2,000 多个健康后果未知的变异做出了判断,这一突破有望使成千上万的女性免于担心她们的 BRCA1 变异是定时炸弹还是无关紧要。
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研究人员已将其变异判断列表公开。他们敦促医生和遗传咨询师使用这些结果来指导患者护理,包括建议 BRCA1 风险升高变异检测呈阳性的女性考虑采取乳房切除术和卵巢切除术等措施,正如 安吉丽娜·朱莉 著名地选择的那样,或者告诉那些变异是无害的女性,她们可以松一口气。
“我们对临床使用这些数据持乐观态度,”华盛顿大学医学院布罗特曼巴蒂精准医学研究所的遗传学家杰伊·申杜尔说,他是这项研究的共同负责人。“如果我的亲戚”在得知她患有 BRCA1 突变后决定该怎么做,而这种突变的意义至今尚不清楚,他说,“我会放心地用它来打破平衡。”
约 12% 的女性会患上乳腺癌,但继承有害 BRCA1 突变的女性中,72% 会患上乳腺癌。略高于 1% 的女性会患上卵巢癌,但携带有害 BRCA1 突变的女性中,44% 会患上卵巢癌。但由于癌症有许多遗传和环境原因,BRCA1 突变仅占乳腺癌诊断总数的 5% 到 10%,以及卵巢癌的 15%。
关于 BRCA1 变异意义的信息对于最常见的变异以及致癌能力明确的变异是已知的。可以在公共可用的 BRCA 数据库中找到,例如由美国国立卫生研究院运行的 ClinVar,其数据来自个别研究人员、与 Myriad 竞争的检测实验室和其他来源。
然而,对于 ClinVar 中 2,345 个“意义不明的变异”以及非常罕见的 BRCA1 变异,成千上万的女性一直处于困境。她们应该赌一把,认为她们令人困惑的变异是良性的,继续她们的生活,还是为了安全起见而进行改变人生的手术?
Myriad 拥有最大且据称是最好的“这意味着什么”信息来源。但它仅适用于接受其 3,000 美元 BRCA 检测的女性,而不适用于自美国最高法院在 2013 年宣布 Myriad 的基因专利无效以来已商业化的任何更便宜的 BRCA 检测。
然而,对于数百种变异,Myriad 也不知道其癌症风险意义。布罗特曼巴蒂的莉亚·斯塔里塔说,有了新的数据,他们共同领导了这项研究,“我们可以将公共数据库中 90% 的意义不明的变异”“朝一个方向或另一个方向”移动,将它们视为致病性或良性。“对于罕见变异,这可能是唯一存在的数据。”
Myriad 拒绝了置评请求。它在 2013 年通过了 100 万 次 BRCA 检测。
哈佛医学院的 BRCA 专家海蒂·雷姆博士说,临床医生现在可以使用华盛顿小组的数据,称他们的方法“经过充分验证”。几乎在每种情况下,新数据都与关于 BRCA1 变异是良性还是有害的现有数据一致。她说,当它提供新信息,将以前令人困惑的变异归类为其中一种或另一种时,临床医生“应该权衡这一点”来为患者提供建议。
美国国家癌症研究所的查诺克更加谨慎。“在女性接受 BRCA 检测时,可能会很想立即使用这些信息来解释令人困惑的变异,”他写道,但它“不应作为医疗建议的基础——至少在临床验证该方法之前不应如此。”
这是变异解释的金标准:具有特定变异的女性是否患上癌症。“但是没有很多临床数据,或者它被 Myriad 掌握在一个孤岛中,”斯塔里塔说。
因此,她和她的同事们的目标是通过像谢尔曼将军穿过佐治亚州一样穿过基因,来弄清楚 BRCA1 变异的后果。
该基因产生一种大型的带状蛋白质,也称为 BRCA1。该蛋白质修复受损的 DNA,但只有带状蛋白质的两个部分,由数百个核苷酸(化学“字母”A、T、C 和 G)组成,才真正重要。因此,科学家们使用标准细胞系,将这些片段中的一个字母一次更改为三种替代方案中的任何一种(例如,将 A 更改为 T、C 或 G),总共产生了 3,893 个变异,这些变异来自称为 HAP1 的实验室主力细胞。他们称他们的方法为“饱和基因组编辑”,该方法使用 DNA 编辑器 CRISPR 进行这些单字母更改。
在每个实验中,他们同时编辑 2000 万个细胞中 BRCA1 基因的一个区域,让细胞在实验室培养皿中生长 11 天。然后,他们测量了每个单字母变化的效果,以查看哪些变化杀死了细胞。这表明 BRCA1 修复蛋白受到了损害。在人体中,当这种情况发生时,DNA 损伤得不到解决,癌症可能会发展。
结果:BRCA1 中的每 3,893 个变异都可以解释为损害 BRCA1 蛋白,因此使细胞容易受到癌症的侵袭,或者不会。
大约 72% 的单字母变异对 BRCA1 蛋白没有有害影响;这些变异不会引起乳腺癌或卵巢癌,这一结果与现有数据一致。五分之一的单字母变异对蛋白质的损害足以削弱其 DNA 修复能力,从而增加患癌症的风险;这也与 ClinVar 数据一致。
申杜尔、斯塔里塔和他们的团队现在正在对 BRCA2 使用相同的方法,BRCA2 是一种相关基因,其变异也会导致乳腺癌和卵巢癌。