《Scientific Reports》：Germline variation across breast cancer predisposition genes: whole-exome evidence
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理解癌症相关基因遗传变异的人群水平谱对于改善变异解读和指导精准医学至关重要。然而，大多数遗传性癌症研究是在特定人群队列中开展的，中东人群在全球基因组数据库中代表性不足。通过来自不同代表性不足族裔群体的研究可丰富这些重要数据，以确保多样性和包容性。本研究旨在表征
理解癌症相关基因遗传变异的人群水平谱对于改善变异解读和指导精准医学至关重要。然而，大多数遗传性癌症研究是在特定人群队列中开展的，中东人群在全球基因组数据库中代表性不足。通过来自不同代表性不足族裔群体的研究可丰富这些重要数据，以确保多样性和包容性。本研究旨在表征一个大型沙特人群队列中选定癌症相关基因的致病性和可能致病性变异。研究人员分析了来自沙特阿拉伯王国（KSA）不同地区、无癌症诊断记录的11,093名个体的全外显子组测序（WES）数据，以识别20个乳腺癌相关基因中的蛋白改变变异。使用已建立的数据库进行变异注释和分类，并依据美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）指南进行解读。在分析的20个基因中共识别217个变异。其中156/217（71.9%）发生高风险和中风险乳腺癌易感基因中。大多数变异检测于与遗传性乳腺癌易感性和DNA修复通路相关的基因，如BRCA1、BRCA2、ATM、CHEK2、PTEN和PALB2。相当比例的变异目前未在ClinVar中报告。大多数变异为杂合状态，与一般人群中的携带者状态一致。本研究提供沙特人群中乳腺癌相关基因致病变异流行率的人群水平见解。研究结果强调人群特异性基因组数据对于改善变异解读以及支持代表性不足人群中精准医学和遗传筛查策略开发的重要性。
研究背景与问题。女性乳腺癌已超过肺癌成为全球最常见恶性肿瘤，2020年约230万新发，占全部新诊断癌症11.7%，并造成约684,996例女性死亡，发展中国家死亡率更高。遗传性癌症综合征约占全部癌症5–10%，近期数据提示可能更高，由易感基因致病性变异引起；携带者可从个体化预防、加强监测和靶向治疗获益。但变异解读仍困难，许多变异临床意义未明（VUS）。下一代测序（NGS）使多癌症易感基因全面分析成为可能。乳腺癌风险涉及BRCA1/BRCA2等高外显基因，以及同源重组（HR）修复和DNA损伤反应（DDR）通路基因ATM、CHEK2、PALB2、RAD50、RAD51C、RAD51D、BRIP1、BARD1和肿瘤抑制基因TP53、PTEN、CDH1、NF1、STK11。KSA乳腺癌常见，2018年占沙特国民全部癌症17.9%、女性癌症31.8%，历史上>50%晚期发现；2000年代初乳腺X线筛查、2007年全国筛查设施。现有变异频率数据多来自研究充分人群，中东人群全球基因组数据库代表性不足，限制变异解读，因此需要人群特异性研究。该研究分析11,093名KSA个体WES，表征20个癌症相关基因胚系变异；基因基于乳腺癌易感性、DDR/HR修复及常用多基因panel和指南选择；目的不是建立基因-疾病关联，而是描述人群数据集中致病变异分布，提供人群特异性基因组见解以改善解读并支持精准医学。
研究人员开展的研究及结论。研究为回顾性沙特队列研究，分析KFSHRC 2016—2020年产生的聚合、完全匿名WES变异数据库；队列为11,093名无癌症诊断记录成人，因广泛非肿瘤指征接受基因组检测，个体年龄、性别、家族史、测序指征、祖先和相关程度等不可用，故按队列水平变异资源分析。研究选择20个基因虚拟panel：16个（BRCA1、BRCA2、PALB2、PTEN、TP53、ATM、CDH1、CHEK2、NBN、NF1、RAD50、STK11、BARD1、BRIP1、RAD51C、RAD51D）为已建立或报道的遗传性乳腺癌易感基因，主要涉及DNA修复、肿瘤抑制和基因组稳定；4个（BUB1、PIK3CA、EGFR、TERT）因肿瘤发生、细胞周期和信号通路作用纳入探索。共识别217个变异，其中168个为致病/可能致病（P/LP）；156/217位于高/中风险乳腺癌易感基因；多数在遗传性乳腺癌易感和DNA修复通路基因。研究结论强调沙特人群乳腺癌相关基因致病变异的人群水平流行率，并强调人群特异性基因组数据对改善变异解读、支持精准医学和遗传筛查策略的重要性。
主要关键技术方法（不超过250字）。研究采用回顾性二次数据挖掘，来源为KFSHRC 2016—2020年11,093名无癌症诊断记录成人的聚合匿名WES变异数据库。构建20个癌症相关基因虚拟panel；WES经Agilent SureSelect v5捕获和Illumina测序，GATK流程比对与变异调用；ANNOVAR整合ClinVar、OMIM、gnomAD（2025年7月版）及BRCA Exchange注释；以CADD评分和次要等位基因频率（MAF）过滤，保留蛋白改变变异，按ACMG/AMP指南分类；R软件进行数据整理与可视化。未进行拷贝数变异（CNV）和大重排分析。
研究结果。Overview of detected variants（检测变异概览）。通过对20个癌症相关基因的WES变异检索与注释，队列共识别217个变异；高/中风险乳腺癌基因占156/217，其余为其他和探索性癌症相关基因；168个分类为P/LP。遗传性乳腺癌易感和DNA修复通路相关基因约占89%（193/217）；变异数最高为ATM（31）、CHEK2（26）、BRCA2（24）、NF1（21）、BRCA1（20）、PTEN（17）。许多变异未在ClinVar报告，比例最高为RAD50（14/17；82.3%）、ATM（21/31；67.7%）、BRCA2（15/24；62.5%）、BRIP1（8/13；61.5%）、NF1（10/21；47.6%）、CHEK2（8/26；30.8%）。细胞信号、端粒维持和纺锤体检查点基因PIK3CA、EGFR、TERT、BUB1约占11%（24/217），PIK3CA 9、BUB1 7、TERT 5、EGFR 3。
Variant type spectrum（变异类型谱）。按功能后果分层，移码变异最常见，占47.5%（103/217）；错义24.8%、stop-gain（终止获得）18%、剪接位点7.4%、非移码2.3%。在遗传性乳腺癌易感和DNA修复基因中，移码多见于ATM（17）、BRCA2（18）、RAD50（14）；错义多见于CHEK2（13）、PTEN（12）；stop-gain多见于ATM（9）、BRCA1（7）。其他癌症基因中，PIK3CA以错义为主（5），TERT以移码为主，BUB1呈移码缺失和剪接位点混合，EGFR变异较少。
Variants absent from ClinVar（未在ClinVar报告的变异）。共121个（55.8%）未在ClinVar报告，96个已有ClinVar注释。未报告者中移码占66.1%（插入37.2%、缺失28.9%），其次stop-gain 18.2%、错义9.9%、剪接位点3.3%、非移码2.5%。ATM和BRCA2此类变异最多，ATM移码14、BRCA2移码15；BRCA1有7个未报告（stop-gain、移码缺失和插入）；RAD50共14个（stop-gain和移码缺失/插入）；NBN仅移码插入；PIK3CA变异谱最多样（错义、移码、非移码），BUB1以移码缺失和剪接区变异各3，TERT仅移码缺失4。
Zygosity distribution of detected variants（检测变异的合子型分布）。因缺乏个体基因型数据，不能追踪每个参与者，分析反映基因间变异调用的累积分布。共383个变异调用，其中368个杂合、15个纯合；这些调用对应217个独特P/LP变异。中风险乳腺癌易感基因ATM、CHEK2、BARD1、NF1有142个杂合和7个纯合；高外显基因BRCA1、BRCA2、PALB2、TP53、PTEN、CDH1、STK11有87个杂合和2个纯合；证据有限基因RAD51C、RAD51D、BRIP1、NBN、RAD50有57个杂合和6个纯合；其他癌症基因BUB1、EGFR、PIK3CA、TERT均为杂合（82个），无纯合。纯合少见，仅ATM、NBN、CHEK2、RAD51D各见1或2个纯合。
讨论部分总结。讨论围绕胚系变异与癌症易感性、未在ClinVar报告变异的人群特异性解释、其他癌症相关基因、合子型与癌症风险、遗传检测经济学及局限性展开。BRCA1和BRCA2多个P/LP变异支持其高外显遗传性乳腺癌易感基因地位；本队列BRCA1有20个变异（7个未在ClinVar报告），BRCA2有24个（15个未报告），提示沙特人群可能存在人群特异性模式，并受遗传、地理、性别或近亲婚配影响；与Arab和Western人群差异及Almohanna et al.等研究相呼应。ATM变异最多（31，超过半数未在ClinVar报告），PTEN 17、CHEK2 26；ATM维持基因组完整性、PTEN抑制PI3K/AKT、CHEK2参与DNA损伤检查点。BRIP1与乳腺癌易感性证据不一致，本队列13个变异中4个已分类、9个未报告；RAD51C/RAD51D风险中低，本队列各仅2个LP。未在ClinVar报告的变异最可能反映真实人群特异性变异，与沙特人群遗传隔离和高近亲率一致，但也需考虑罕见良性变异、WES注释/比对伪影及缺乏功能验证时的过度分类，故按ACMG/AMP 2015保守分类。CHEK2 c.1100delC在Northern Europe常见，但本队列未显示升高频率，符合其族群特异性。PIK3CA、EGFR、TERT、BUB1为探索性基因，其胚系变异不应解释为遗传性乳腺癌易感性证据；PIK3CA体细胞变异在乳腺癌约30–40%，TERT启动子变异在乳腺癌<1%，EGFR变异位于外显子14–16，BUB1与三阴性乳腺癌（TNBC）等侵袭性亚型相关。合子型方面，遗传性乳腺癌基因呈常染色体显性，单个等位基因改变增加风险，肿瘤发生常需剩余等位基因体细胞失活；本队列多数为杂合，纯合罕见。ATM、BRCA1/2、CHEK2、PTEN、RAD50变异数最多，可能对人群筛查较相关；BRCA1/2携带者终身乳腺癌和卵巢癌风险显著增加，多基因致病变异可累积风险，BRCA1与ATM同时致病变异与早发乳腺癌和≥40岁继发恶性肿瘤相关。少数个体携带BRCA2和ATM纯合致病变异，虽罕见但与沙特约50–60%近亲婚配率一致；双等位BRCA2与Fanconi贫血、双等位ATM与共济失调毛细血管扩张相关，提示可能综合征表现，但样本量小，需前瞻性完整临床数据随访。环境生活方式因素可与遗传易感交互，年龄也是检测因素，BRCA1/2和PALB2致病变异常与早发相关。经济方面，人群遗传检测可具成本效益，仅凭家族史可能漏检，但可行性取决于医疗资源、基础设施和检测成本。局限性包括无个体年龄和家族史等临床信息、无法确认或排除相关遗传综合征、分类依赖公共数据库和in silico工具且无功能验证、无法确定复合杂合、无Sanger等正交验证；四个探索性基因非已建立胚系遗传性乳腺癌易感基因，其临床意义不确定。
研究结论（翻译）。本研究提供沙特人群中癌症相关基因致病性和可能致病性变异谱的人群水平见解。本队列中部分变异尚未在ClinVar报告，突显人群特异性基因组数据集对改善代表性不足人群变异解读的重要性。研究结果支持整合基因组筛查策略和人群特异性变异数据库，以改善遗传性癌症风险评估并指导该地区精准肿瘤学举措。
