Д.Р. КАЙДАРОВА ^1,2, Н.А. ОМАРБАЕВА ^1,2, Д.Х. ОМАРОВ ², А.Ж. АБДРАХМАНОВА ¹, К.К. СМАГУЛОВА ¹, Т.Г. ГОНЧАРОВА ¹

1. АО «Казахский научно-исследовательский институт онкологии и радиологии», Алматы, Республика Казахстан;
2. НАО «Казахский национальный медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова», Алматы, Республика Казахстан

DOI: https://www.doi.org/10.52532/2521-6414-2023-3-69-72-78

УДК: 618.19-006.66:575.113(57.088)

Год: 2023 выпуск: 69 номер: 3 страницы: 72-78

Скачать PDF:

АННОТАЦИЯ

Актуальность: Рак молочной железы (РМЖ) является одной из основных проблем здравоохранения в Республике Казахстан. Для выявления генетических факторов, способствующих развитию РМЖ в Казахстане и во всем мире, проводятся полногеномные ассоциативные исследования (англ. genome-wide association studies, GWAS). Метод GWAS последовательно помогает находить связь между определенными однонуклеотидными полиморфизмами (англ. Single Nucleotide Polymorphism, SNP) в геноме и развитием патологических состояний, в том числе РМЖ, выявив более 170 геномных участков. Помимо поиска локусов, ассоциированных с РМЖ, эти исследования также расширили наше понимание наследственности РМЖ с помощью SNP, расположенных в регуляторных зонах, а также идентификации вариантов ДНК, ассоциированных с метаболизмом лекарственных средств в целях персонификации лечения.
Цель исследования – освещение ключевых концепций современных методов в области генетики на основе GWAS.
Методы: Проведен поиск данных литературы в базах PubMed, Scopus, GWAS Catalog Cochrane Database of Systematic Reviews и др. для отбора и анализа релевантной информации.
Результаты: В статье описаны значимые GWAS исследования в области РМЖ, описаны определенные гены, ассоциированные с развитием заболевания, выявлены недостатки, а также были идентифицированы дальнейшие стратегии развития GWAS в Республике Казахстан.
Заключение: Результаты GWAS помогли улучшить наше понимание биологических механизмов, способствующих риску развития РМЖ, и в конечном итоге могут привести к разработке новых целевых методов лечения этого заболевания.
Ключевые слова: рак молочной железы (РМЖ), полногеномные ассоциированные исследования (GWAS), однонуклеотидный полиморфизм (SNP), полигенный индекс риска (PRS).

Список использованных источников:

1. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). Рак молочной железы: информационный бюллетень. – 12 июля 2023 г. [Vsemirnaya organizaciya zdravooxraneniya (VOZ). Rak molochnoj zhelezy: informacionnyj byulleten’. – 12 iyulya 2023 g. (in Russ)]. https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/breast-cancer. 25.09.2023
2. Кайдарова Д.Р., Шатковская О.В., Оңғарбаев Б.Т., Сейсенбаева Г.Т., Ажмагамбетова А.Е., Жылқайдарова А.Ж., Лаврентьева И.К., Саги М.С. Показатели онкологической службы Республики Казахстан за 2021 год: Статистические и аналитические материалы – Алматы: КазНИИОиР, 2022. – 226 с. [Kajdarova D.R., Shatkovskaja O.V., Ongarbaev B.T., Sejsenbaeva G.T., Azhmagambetova A.E., Zhylkajdarova A.Zh., Lavrent’eva I.K., Sagi M.S. Pokazateli onkologicheskoj sluzhby Respubliki Kazahstan za 2021god: Statisticheskie i analiticheskie materialy. – Almaty: KazNIIOiR, 2022. – 226 s. (in Russ)]. https://onco.kz/news/pokazateli-onkologicheskoj-sluzhby-respubliki-kazahstan-za-2020-god/
3. Screening, survival and mortality for breast cancer. OECD Indicators: Paris, OECD Publishing, 2017. – P. 216. https://doi.org/10.1787/19991312
4. Uffelmann E., Huang Q.Q., Munung N.S., Vries J., Okada Y., Martin A.R., Martin H.C., Lappalainen T., Posthuma D. Genome-wide association studies // Nat. Rev. Methods Primers. – 2021. – Vol. 59. – P. 1-21. https://doi.org/10.1038/s43586-021-00056-9
5. Manolio T.A., Collins F.S., Cox N.J., Goldstein D.B., Hindorff L.A., Hunter D.J., McCarthy M.I., Ramos E.M., Cardon L.R., Chakravarti A., Cho J.H., Guttmacher A.E., Kong A., Kruglyak L., Mardis E., Rotimi C.N., Slatkin M., Valle D., Whittemore A.S., Boehnke M., Visscher P.M. Finding the missing heritability of complex diseases // Nature. – 2009. – Vol. 461(7265). – P. 747-753. https://doi.org/10.1038/nature08494
6. Reed E., Nunez S., Kulp D., Qian J., Reilly M.P., Foulkes A.S. A guide to genome-wide association analysis and post-analytic interrogation // Statistics in medicine. – 2015. – Vol. 34(28). – P. 3769–3792. https://doi.org/10.1002/sim.6605
7. Howles S.A., Wiberg A., Goldsworthy M., Bayliss A.L., Gluck A.K., Ng M., Grout E., Tanikawa C., Kamatani Y., Terao C., Takahashi A., Kubo M., Matsuda K., Thakker R.V., Turney B.W., Furniss D. Genetic variants of calcium and vitamin D metabolism in kidney stone disease // Nature communications. – 2019. – Vol. 10(1). – P. 5175. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13145-x
8. Green E.D., Watson J.D., Collins F.S. Human Genome Project: Twenty-five years of big biology // Nature. – 2015. – Vol. 526(7571). – P. 29-31. https://doi.org/10.1038/526029a
9. Klein R.J., Zeiss C., Chew E.Y., Tsai J.Y., Sackler R.S., Haynes C., Henning A.K., SanGiovanni J.P., Mane S.M., Mayne S.T., Bracken M.B., Ferris F.L., Ott J., Barnstable C., Hoh J. Complement factor H polymorphism in age-related macular degeneration // Science. – 2005. – Vol. 308(5720). – P. 385–389. https://doi.org/10.1126/science.1109557
10. Welter D., MacArthur J., Morales J., Burdett T., Hall P., Junkins H., Klemm A., Flicek P., Manolio T., Hindorff L., Parkinson H. The NHGRI GWAS Catalog, a curated resource of SNP-trait associations // Nucleic acids research. – 2014. – Vol. 42. – P. 1001-1006. https://doi.org/10.1093/nar/gkt1229
11. Easton D.F., Pooley K.A., Dunning A.M., Pharoah P.D., Thompson D., Ballinger D.G., Struewing J.P., Morrison J., Field H., Luben R., Wareham N., Ahmed S., Healey C.S., Bowman R., Meyer K.B., Haiman C.A., Kolonel L.K., Henderson B.E., Le Marchand L., Ponder B.A. Genome-wide association study identifies novel breast cancer susceptibility loci // Nature. – 2007. –Vol. 447(7148). – P. 1087-1093. https://doi.org/10.1038/nature05887
12. Shan J., Dsouza S.P., Bakhru S., Al-Azwani E.K., Ascierto M.L., Sastry K.S., Bedri S., Kizhakayil D., Aigha I.I., Malek J., Al-Bozom I., Gehani S., Furtado S., Mathiowitz E., Wang E., Marincola F.M., Chouchane L. TNRC9 downregulates BRCA1 expression and promotes breast cancer aggressiveness // Cancer Res. – 2013. – Vol. 73(9). – P. 2840-2849. https://doi.org/10.1158/0008-5472.
13. Michailidou K., Hall P., Gonzalez-Neira A., Ghoussaini M., Dennis J., Milne R.L., Schmidt M.K., Chang-Claude J., Bojesen S.E., Bolla M.K., Wang Q., Dicks E., Lee A., Turnbull C., Rahman N., Fletcher O., Peto J., Gibson L., Dos Santos Silva I., Easton D.F. Large-scale genotyping identifies 41 new loci associated with breast cancer risk // Nat. Genet. – 2013. – Vol. 45(4). – P. 353–361. https://doi.org/10.1038/ng.2563
14. Qian D.C., Byun J., Han Y., Greene C.S., Field J.K., Hung R.J., Brhane Y., Mclaughlin J.R., Fehringer G., Landi M.T., Rosenberger A., Bickeböller H., Malhotra J., Risch A., Heinrich J., Hunter D.J., Henderson B.E., Haiman C.A., Schumacher F.R., Eeles R.A., Amos C.I. Identification of shared and unique susceptibility pathways among cancers of the lung, breast, and prostate from genome-wide association studies and tissue-specific protein interactions // Hum. Mol. Genet. – 2015. – Vol. 24(25). – P. 7406-7420. https://doi.org/10.1093/hmg/ddv440
15. Uitterlinden A.G. An Introduction to Genome-Wide Association Studies: GWAS for Dummies // Seminars in reproductive medicine. – 2016. – Vol. 34(4). P. 196–204. https://doi.org/10.1055/s-0036-1585406
16. Wang M.H., Cordell H.J., Van Steen K. Statistical methods for genome-wide association studies // Seminars in cancer biology. – 2019. – Vol.  55. P. 53–60. https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2018.04.008
17. Martin A.R., Kanai M., Kamatani Y., Okada Y., Neale B.M., Daly M.J. Clinical use of current polygenic risk scores may exacerbate health disparities // Nat. Genet. – 2019. – Vol. 51(4). – P. 584-591. https://doi.org/10.1038/s41588-019-0379-x
18. Wang S., Qian F., Zheng Y., Ogundiran T., Ojengbede O., Zheng W., Blot W., Nathanson K.L., Hennis A., Nemesure B., Ambs S., Olopade O.I., Huo D. Genetic variants demonstrating flip-flop phenomenon and breast cancer risk prediction among women of African ancestry // Breast Cancer Res. Treat. – 2018. – Vol. 168(3). – P. 703-712. https://doi.org/10.1007/s10549-017-4638-1
19. Saghatchian M., Abehsera M., Yamgnane A., Geyl C., Gauthier E., Hélin V., Bazire M., Villoing-Gaudé L., Reyes C., Gentien D., Golmard L., Stoppa-Lyonnet D. Feasibility of personalized screening and prevention recommendations in the general population through breast cancer risk assessment: results from a dedicated risk clinic // Breast Cancer Res. Treat. – 2022. – Vol. 192(2). – P. 375-383. https://doi.org/10.1007/s10549-021-06445-8
20. Michailidou K., Beesley J., Lindstrom S., Canisius S., Dennis J., Lush M.J., Maranian M.J., Bolla M.K., Wang Q., Shah M., Perkins B.J., Czene K., Eriksson M., Darabi H., Brand J.S., Bojesen S.E., Nordestgaard B.G., Flyger H., Nielsen S.F., Rahman N., Easton D.F. Genome-wide association analysis of more than 120,000 individuals identifies 15 new susceptibility loci for breast cancer // Nat. Genet. – 2015. – Vol. 47(4). – P. 373-380. https://doi.org/10.1038/ng.3242
21. Palomba G., Loi A., Porcu E., Cossu A., Zara I., Budroni M., Dei M., Lai S., Mulas A., Olmeo N., Ionta M.T., Atzori F., Cuccuru G., Pitzalis M., Zoledziewska M., Olla N., Lovicu M., Pisano M., Abecasis G.R., Uda M., Palmieri G. Genome-wide association study of susceptibility loci for breast cancer in Sardinian population // BMC cancer. – 2015. – Vol. 15. – P. 383. https://doi.org/10.1186/s12885-015-1392-9
22. Han M.R., Long J., Choi J.Y., Low S.K., Kweon S.S., Zheng Y., Cai Q., Shi J., Guo X., Matsuo K., Iwasaki M., Shen C.Y., Kim M.K., Wen W., Li B., Takahashi A., Shin M.H., Xiang Y.B., Ito H., Kasuga Y., Zheng W. Genome-wide association study in East Asians identifies two novel breast cancer susceptibility loci // Hum. Mol. Genet. – 2016. – Vol. 25(15). – P. 3361-3371. https://doi.org/10.1093/hmg/ddw164
23. Couch F.J., Kuchenbaecker K.B., Michailidou K., Mendoza-Fandino G.A., Nord S., Lilyquist J., Olswold C., Hallberg E., Agata S., Ahsan H., Aittomäki K., Ambrosone C., Andrulis I.L., Anton-Culver H., Arndt V., Arun B.K., Arver B., Barile M., Barkardottir R.B., Barrowdale D., Antoniou A.C. Identification of four novel susceptibility loci for oestrogen receptor negative breast cancer // Nat. Comm. – 2016. – Vol. 7. – P. 11375. https://doi.org/10.1038/ncomms11375
24. Wu L., Yao L., Zhang H., Ouyang T., Li J., Wang T., Fan Z., Fan T., Lin B., Yin C.C., Xie Y. A genome-wide association study identifies WT1 variant with better response to 5-fluorouracil, pirarubicin and cyclophosphamide neoadjuvant chemotherapy in breast cancer patients // Oncotarget. – 2016. – Vol. 7(4). – P. 5042-5052. https://doi.org/10.18632/oncotarget.5837
25. Michailidou K., Lindström S., Dennis J., Beesley J., Hui S., Kar S., Lemaçon A., Soucy P., Glubb D., Rostamianfar A., Bolla M.K., Wang Q., Tyrer J., Dicks E., Lee A., Wang Z., Allen J., Keeman R., Eilber U., French J.D., Easton D.F. Association analysis identifies 65 new breast cancer risk loci // Nature. – 2017. – Vol. 551(7678). – P. 92-94. https://doi.org/10.1038/nature24284
26. Milne R.L., Kuchenbaecker K.B., Michailidou K., Beesley J., Kar S., Lindström S., Hui S., Lemaçon A., Soucy P., Dennis J., Jiang X., Rostamianfar A., Finucane H., Bolla M.K., McGuffog L., Wang Q., Aalfs C.M., Adams M., Adlard J., Simard J. Identification of ten variants associated with risk of estrogen-receptor-negative breast cancer // Nat. Genet. – 2017. – Vol. 49(12). – P. 1767-1778. https://doi.org/10.1038/ng.3785
27. Ferreira M.A., Gamazon E.R., Al-Ejeh F., Aittomäki K., Andrulis I.L., Anton-Culver H., Arason A., Arndt V., Aronson K.J., Arun B.K., Asseryanis E., Azzollini J., Balmaña J., Barnes D.R., Barrowdale D., Beckmann M.W., Behrens S., Benitez J., Bermisheva M., Białkowska K., Chenevix-Trench G. Genome-wide association and transcriptome studies identify target genes and risk loci for breast cance // Nat. Comm. – 2019. – Vol. 10(1). – P. 1741. https://doi.org/10.1038/s41467-018-08053-5
28. Morton L.M., Sampson J.N., Armstrong G.T., Chen T.H., Hudson M.M., Karlins E., Dagnall C.L., Li S.A., Wilson C.L., Srivastava D.K., Liu W., Kang G., Oeffinger K.C., Henderson T.O., Moskowitz C.S., Gibson T.M., Merino D.M., Wong J.R., Hammond S., Neglia J.P., Robison L.L. Genome-Wide Association Study to Identify Susceptibility Loci That Modify Radiation-Related Risk for Breast Cancer After Childhood Cancer // J. Natl. Cancer Inst. – 2017. – Vol. 109(11). – P. 58. https://doi.org/10.1093/jnci/djx058
29. Zhang H., Ahearn T.U., Lecarpentier J., Barnes D., Beesley J., Qi G., Jiang X., O’Mara T.A., Zhao N., Bolla M.K., Dunning A.M., Dennis J., Wang Q., Ful Z.A., Aittomäki K., Andrulis I. L., Anton-Culver H., Arndt V., Aronson K.J., Arun B.K., García-Closas M. Genome-wide association study identifies 32 novel breast cancer susceptibility loci from overall and subtype-specific analyses // Nat. Genet. – 2020. – Vol. 52(6). – P. 572-581. https://doi.org/10.1038/s41588-020-0609-2
30. Kairov U., Molkenov A., Sharip A., Rakhimova S., Seidualy M., Rhie A., Kozhamkulov U., Zhabagin M., Kim J.I., Lee J.H., Terwilliger J.D., Seo J.S., Zhumadilov Z., Akilzhanova A. Whole-Genome Sequencing and Genomic Variant Analysis of Kazakh Individuals // Front. Genet. – 2022. – Vol. 13. – P. 902804. https://doi.org/10.3389/fgene.2022.902804