CC BY-NC-ND 4.0 · Geburtshilfe Frauenheilkd 2020; 80(04): 410-429
DOI: 10.1055/a-1110-0909
GebFra Science
Review/Übersicht
Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Kriterien des Deutschen Konsortiums Familiärer Brust- und Eierstockkrebs zur Klassifizierung von Keimbahn-Sequenzvarianten in Risikogenen für familiären Brust- und Eierstockkrebs

Artikel in mehreren Sprachen: English | deutsch
Barbara Wappenschmidt
1  Zentrum familiärer Brust- und Eierstockkrebs, Universitätsklinikum Köln, Köln, Germany
,
Jan Hauke
1  Zentrum familiärer Brust- und Eierstockkrebs, Universitätsklinikum Köln, Köln, Germany
,
Ulrike Faust
2  Institut für Medizinische Genetik und Angewandte Genomik, Universität Tübingen, Tübingen, Germany
,
Dieter Niederacher
3  Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
,
Lisa Wiesmüller
4  Frauenklinik, Sektion Gynäkologische Onkologie, Uniklinik Ulm, Ulm, Germany
,
Gunnar Schmidt
5  Institut für Humangenetik, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover, Germany
,
Evi Groß
6  Klinik und Poliklinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe, Klinikum der Universität München, Campus Großhadern, München, Germany
,
Andrea Gehrig
7  Institut für Humangenetik, Universität Würzburg, Würzburg, Germany
,
Christian Sutter
8  Institut für Humangenetik, Universität Heidelberg, Heidelberg, Germany
,
Juliane Ramser
9  Frauenklinik der Technischen Universität München, Klinikum rechts der Isar, München, Germany
,
Andreas Rump
10  Institut für klinische Genetik, Technische Universität Dresden, Dresden, Germany
,
Norbert Arnold
11  Universitätsklinikum Kiel, Klinik für Gynäkologie und Geburtshilfe, Kiel, Germany
12  Institut für Klinische Molekularbiologie, Universitätsklinikum Kiel, Kiel, Germany
,
Alfons Meindl
6  Klinik und Poliklinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe, Klinikum der Universität München, Campus Großhadern, München, Germany
9  Frauenklinik der Technischen Universität München, Klinikum rechts der Isar, München, Germany
› Institutsangaben
Weitere Informationen

Correspondence/Korrespondenzadresse

Norbert Arnold
Universitätsklinikum Kiel
Klinik für Gynäkologie und Geburtshilfe
Arnold-Heller-Straße 3, Haus U18
24105 Kiel
Germany   

Publikationsverlauf

received 19. November 2019
revised 28. Januar 2020

accepted 29. Januar 2020

Publikationsdatum:
21. April 2020 (online)

 

Zusammenfassung

Das Deutsche Konsortium für Familiären Brust- und Eierstockkrebs (GC-HBOC) etablierte vor über 10 Jahren eine Expertengruppe (VUS Task Force), um die von den einzelnen Zentren des GC-HBOC an die zentrale Datenbank in Leipzig gemeldeten Varianten hinsichtlich ihrer Klassifizierung zu überprüfen und ggf. nach aktueller Datenlage neu einzustufen. Die innerhalb der VUS-Task Force konsentierten Variantenbewertungen und resultierenden -klassifizierungen werden in einer zentralen Datenbank hinterlegt und sind als Grundlage zu berücksichtigen, um eine einheitliche Bewertung bereits bekannter wie auch neu identifizierter Varianten innerhalb der verschiedenen Zentren des GC-HBOC zu gewährleisten. Die standardisierte VUS-Bewertung durch die VUS Task Force ist ein zentrales Element des vom GC-HBOC ebenfalls etablierten Recall-Systems. Dieses dient der Weitergabe der Informationen an die in den Zentren betreuten Familien im Falle einer aufgrund neuer Erkenntnisse aktualisierten Neubewertung von bereits klassifizierten Varianten. Die in Anlehnung an international etablierte Bewertungsverfahren (IARC, ACMG, ENIGMA) angepassten Bewertungsalgorithmen der VUS Task Force werden in diesem Artikel anhand der zugrundeliegenden Entscheidungskriterien präsentiert, die gemäß eines priorisierenden Fließschemas zum Klassifizierungsergebnis führen. Weiterhin werden genspezifische Regelungen und Besonderheiten, die für einzelne mit Brust- und/oder Eierstockkrebs assoziierte Risikogene zu berücksichtigen sind, in einzelnen Unterkapiteln dargelegt. Um dem Umfang und der Dynamik des aktuellen Wissens zur Variantenbewertung gerecht zu werden, sind neben umfangreichen Literaturverweisen insbesondere auch die URLs von relevanten Datenbanken angegeben. In Zukunft sollen an neue Erkenntnisse angepasste Kriterien auf der Webseite von GC-HBOC (https://www.konsortium-familiaerer-brustkrebs.de/) veröffentlicht werden.


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Allgemeine Grundlagen

Die Kriterien des Deutschen Konsortiums Familiärer Brust- und Eierstockkrebs (http://www.konsortium-familiaerer-brustkrebs.de/) zur Klassifizierung von Keimbahn-Sequenzvarianten in Risikogenen für Brust-und Eierstockkrebs wurden durch die oben genannten Mitglieder des Expertengremiums zur Variantenbewertung (VUS Task-Force) des Deutschen Konsortiums Familiärer Brust- und Eierstockkrebs erarbeitet. Aufgabe dieser Expertengruppe ist es, innerhalb des Deutschen Konsortiums Familiärer Brust- und Eierstockkrebs verbindliche Kriterien für die Bewertung von Varianten vorzugeben und die Klassifizierung von Varianten zu überprüfen um eine einheitliche Bewertungen von Varianten innerhalb des Konsortiums sicherzustellen. Die vorliegenden Kriterien beruhen auf einem IARC[ 1 ] 5-Klassen-System für Hochrisikogene[ 2 ] basierend auf den Richtlinien des ENIGMA[ 3 ]-Konsortiums (ENIGMA BRCA1/2 classification criteria Version 2.5.1, June 2017) sowie den ACMG[ 4 ]- und ACGS[ 5 ]-Richtlinien. Innerhalb dieses 5-Klassen-Systems erfolgt eine Bewertung von Sequenzvarianten der Keimbahn hinsichtlich ihrer Relevanz für einen Funktionsverlust des codierten Proteins (Class1: neutral, Class2: wahrscheinlich neutral, Class3: unklare Datenlage/keine sichere Bewertung, Class4: wahrscheinlicher relevanter Funktionsverlust, Class5: relevanter Funktionsverlust; Signifikanzlevel, siehe [4]). Für Gene mit hoher Penetranz (wie z. B. BRCA1, BRCA2), für die eine klinische Korrelation (Pathogenität) mit einem Funktionsverlust beschrieben ist, ergibt die funktionelle Klassifizierung eine Pathogenitätsbeurteilung entsprechend dem IARC-5-Klassensystem (Class1: not pathogenic bis Class5: pathogenic), siehe Anhang A 2, [Tab. 1]. Vorteil dieses strukturierten Vorgehens ist, dass zunächst Kriterien abgefragt werden, die eine schnelle und eindeutige Klassifizierung erlauben und erst im Anschluss eine umfangreiche Daten- und Literaturrecherche erfolgt (siehe Anhang A 2, [Tab. 2]: Übersicht relevanter Datenbanken und A 3, [Abb. 1]: Fließschema zu den Bewertungskriterien). Hinsichtlich der Klassifizierung von Sequenzvarianten der Gene ATM, BRCA1, BRCA2, BRIP1, CDH1, CHEK2, PALB2, RAD51C, RAD51D und TP53, den sogenannten „Core“-Genen des TruRisk-Panels (Version 1/2018, siehe unter: Homepage des Deutschen Konsortiums, http://www.konsortium-familiaerer-brustkrebs.de/) sind die in Anhang A 5 aufgeführten Besonderheiten zu berücksichtigen. Bei moderat/niedrig-penetranten Genen erfolgt dagegen lediglich eine Bewertung bezüglich ihrer Funktionalität (hier: Funktionsverlust nicht gleichzusetzen mit „Pathogenität“). Auch bei Hochrisikogenen können Varianten nachweislich nur mit einem intermediären Risiko einhergehen [5], [6].

Tab. 1 IARC 5-tiered classification system with accompanying recommendations for family managementa (Auszug aus https://enigmaconsortium.org/wp-content/uploads/2018/10/ENIGMA_Rules_2017-06-29-v2.5.1.pdf).

Class

Quantitative measure: probability of pathogenicity

Predictive testing of at-risk relatives

Surveillance of at-risk relatives

Research testing of relatives

a Adapted for clarity from the original published tabular presentation (Plon et al., 2008 [4])

b Continued testing of proband for any additional available testing modalities available for BRCA1/2, e. g. rearrangements, is recommended.

5: Pathogenic

> 0.99

Yes

Full high-risk guidelines for variant carriers

Not indicated

4: Likely pathogenic

0.95 – 0.99

Yesb

Full high-risk guidelines for variant carriers

Yes

3: Uncertain

0.05 – 0.949

Nob

Based on family history & other risk factors

Yes

2: Likely not pathogenic or of little clinical significance

0.001 – 0.049

Nob

Based on family history & other risk factors – treat as „no BRCA1/2 pathogenic variant detected“ for this disorder

Yes

1: Not pathogenic or of no clinical significance

< 0.001

Nob

Based on family history & other risk factors – treat as „no BRCA1/2 pathogenic variant detected“ for this disorder

Not indicated

Tab. 2 Für die Bewertung relevante Literatur- und Datenbanken.

Datenbank

URL

1000Genomes

http://www.1000genomes.org/

ARUP (BRCA1)

http://arup.utah.edu/database/BRCA/Variants/BRCA1

ARUP (BRCA2)

http://arup.utah.edu/database/BRCA/Variants/BRCA2

BIC (Breast Cancer Information Core)

http://research.nhgri.nih.gov/bic/

BRCA1 CIRCOS (via BIC oder, Cave: BIC-Nomenklatur angeben!)

https://research.nhgri.nih.gov/projects/bic/circos/search.shtml

BRCA Exchange

http://brcaexchange.org

ClinVar (ClinGen)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/

Database of Functional Classifications of BRCA1 Variants based on Saturation Genome Editing [15], [16]

https://sge.gs.washington.edu/BRCA1/

dbSNP

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp

EVS/ESP

http://evs.gs.washington.edu/EVS/

Exome Aggregation Consortium ExAC Browser

http://exac.broadinstitute.org/

exUV-LOVD (multifaktoriell reklassifizierte BRCA1/2-Varianten)

http://hci-exlovd.hci.utah.edu/home.php

FLOSSIES (Fabulous Ladies Over Seventy: Keimbahnvarianten in 27 brustkrebsrelevanten Genen bei ca. 10 000 Frauen > 70 J., bisher nicht an Krebs erkrankt)

https://whi.color.com/

Genome Aggregation Database GnomAD

http://gnomad.broadinstitute.org/

Google Scholar

http://scholar.google.de/

HGMD Professional (Registrierung erforderlich)

https://portal.biobase-international.com/

IARC TP53 Datenbank

http://p53.iarc.fr/

InSiGHT Consortium (Classification Database)

http://www.insight-database.org/classifications/

KAVIAR (Known VARiants, genomic)

http://db.systemsbiology.net/kaviar/cgi-pub/Kaviar.pl

LOVD (Leiden Open Variation Database, allgemein)

http://www.lovd.nl/3.0/home

LOVD-Datenbank, ATM

https://databases.lovd.nl/shared/genes/ATM

LOVD-Datenbank, BRCA1

https://databases.lovd.nl/shared/genes/BRCA1

LOVD-Datenbank, BRCA2

https://databases.lovd.nl/shared/genes/BRCA2

LOVD-Datenbank, BRIP1

http://databases.lovd.nl/shared/genes/BRIP1

LOVD-Datenbank, CDH1

http://databases.lovd.nl/shared/genes/CDH1

LOVD-Datenbank, CHEK2

https://databases.lovd.nl/shared/genes/CHEK2

LOVD-Datenbank, PALB2

http://databases.lovd.nl/shared/genes/PALB2

LOVD-Datenbank, RAD51C

https://databases.lovd.nl/shared/genes/RAD51C

LOVD-Datenbank, RAD51D

https://databases.lovd.nl/shared/genes/RAD51D

LOVD-Datenbank, TP53

https://databases.lovd.nl/shared/genes/TP53

PubMed

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/

TP53, PHANTM (Genotyp-Phenotyp-Korrelation)

http://mutantp53.broadinstitute.org/heatMap/login

UMD (Univ. Mutation Database, LSDB: Locus Specific Databases)

http://www.umd.be/

UMD/BRCAshare-BRCA1 (Registrierung erforderlich)

http://www.umd.be/BRCA1/

UMD/BRCAshare-BRCA2 (Registrierung erforderlich)

http://www.umd.be/BRCA2/

UMD TP53

http://p53.fr/tp53-database

VarSeak

https://varseak.bio/

VarSome (automatisierte ACMG-Klassifizierung)

https://varsome.com/

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Abb. 1 VUS-Bewertungsschema 1.1.

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Kriterien zur Interpretation von mRNA-Analysen

Die Kriterien des Deutschen Konsortiums familiärer Brust- und Eierstockkrebs zur Bewertung von Sequenzvarianten mit nachfolgender mRNA-Analyse beruhen ebenfalls auf den Richtlinien des ENIGMA-Konsortiums (siehe dazu auch [7]). Für die empirische, prädiktive Vorhersage von potenziellen Spleißvarianten mittels der 3 häufig verwandten Vorhersageprogramme sind in A 1 die entsprechenden Grenzwerte angegeben. Eine schematische Darstellung der von der VUS-Task-Force betrachteten Bereiche zur Bewertung von Spleißvarianten zeigt A 4 ([Abb. 2]). Die mRNA-Analysen werden an Frischblut, kultivierten Lymphozyten, kultivierten lymphoblastoiden Zelllinien etc. durchgeführt und parallel mit mindestens 5 Kontrollen gleichen Materialtyps verglichen. Eine Sequenzvariante wird dann als pathogen bezeichnet, wenn diese wie folgt einen Effekt auf die mRNA-Transkription hat: Es werden ausschließlich ein oder mehrere aberrante Transkripte des varianten Allels nachgewiesen, welche zu einem Stopp-Codon oder einer In-Frame-Deletion führen und in der Zerstörung bekannter funktioneller Domänen resultieren. Zur Bestimmung der Transkriptmenge (semiquantitative oder quantitative Methoden) wird die Sequenzierung des Full-Length-Transkripts des varianten Allels oder bei Vorliegen einer intronischen Variante eines in cis liegenden Polymorphismus als ausreichend angesehen (Nachweis monoallelischer Expression). Varianten, die dagegen ein Transkriptmuster vergleichbar mit dem Mittelwert der Kontrollen zeigen, werden aufgrund einer fehlenden aberranten mRNA als neutral/nicht pathogen bewertet. Bezüglich des cDNA-Primer-Designs sollten die physiologischen Spleißvarianten/natürlich vorkommenden Isoformen berücksichtigt werden (siehe auch [8], [9]).

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Abb. 2 Klassifizierung von Varianten, die das Spleißen beeinflussen könnten.

Cave: Bestimmte BRCA1- und BRCA2-Varianten ± 1, 2 bp von der Exongrenze entfernt, welche vorhergesagt oder nachgewiesen per Allel zu mindestens 20 – 30% natürlich auftretender In-Frame-RNA-Isoformen führen, können vermutlich zu einer noch vorhandenen Restaktivität des Proteins führen (siehe auch [9], [10], [11], [12]) und werden, wenn nicht anders nachgewiesen, als VUS Class3 bewertet (siehe auch Übersicht, Anhang 5, [Tab. 5])

Tab. 5 Auszug aus https://enigmaconsortium.org/wp-content/uploads/2018/10/ENIGMA_Rules_2017-06-29-v2.5.1.pdf.

Table 6: BRCA1 and BRCA2 exon boundary variants predicted or known to lead to naturally occurring in-frame RNA isoforms that may rescue gene functionality. Variants at these positions should be considered Class3 Uncertain unless proven otherwise.*

Gene

Alternative splicing event

Variants implicated

Rationale

* This summary table does not yet capture the possibility of acceptor site changes leading to small in-frame deletions > 3 bp, e. g. due to NAG (NNN)n NAG sites. It is recommended that bioinformatic prediction analysis is carried out for variation in/near all donor and acceptor sites to assess the likelihood that a variant will or will not cause alternative splicing.

Note: It could be argued that nonsense or frameshift variants in BRCA1 exon 9, BRCA1 exon 10, or BRCA2 exon 12 may not be associated with high risk of cancer due to rescue by the expression of in-frame naturally occurring isoforms that bypass the premature termination codon and thus encode a functional protein. A review of multiple clinical and control datasets for the frequency of unique nonsense or frameshift variants – adjusted for exon size – does not provide strong support for this hypothesis at present (Spurdle, de la Hoya, unpublished data). Additional research is underway to further investigate the functional/clinical importance of germline nonsense or frameshift variants in these exons.

Moreover, further work is planned within ENIGMA (led by Paolo Radice) to document variants that have undergone splicing assays and are proven to be “leaky” variants, to provide a record of all spliceogenic variants for which additional research is necessary. This resource will identify variants that have already been classified using clinical data, as positive and negative controls for future quantitative mRNA studies.

BRCA1

Δ8p

c.442-1 (IVS7-1)

c.442-2 (IVS7-2)

BRCA1 exon 8 acceptor site is an experimentally validated tandem acceptor site (NAGNAG) subject to alternative splicing (Colombo et al., 2014). c.442-1,-2 variants are predicted to inactivate the 5′ acceptor site, but not the 3′ acceptor site, thus producing Δ8p transcripts.

Δ9,10

c.548-1 (IVS8-1)

c.548-2 (IVS8-2)

c.593 to non-G

c.593+1 (IVS9+1)

c.593+2 (IVS9+2)

c.594+1 (IVS9-1)

c.594-2 (IVS9-2)

c.670 to non-G

c.670+1 (IVS10+1)

c.670+2 (IVS10+2)

Carriers of variants at these positions are predicted to produce normal (or increased) levels of BRCA1 Δ(9,10), a major in-frame alternative splicing event (Colombo et al., 2014).

The BRCA1 variant c.594-2A>C (shown from ENIGMA research to co-occur in cis with c.641A>G), has been reported to demonstrate clinical characteristics inconsistent with a high risk of cancer expected for a pathogenic BRCA1 variant (Rosenthal et al., 2015). The haplotype of c.[594-2A>C; 641A>G] has been shown from mRNA analysis in human samples to produce high levels of Δ10 transcripts (70% of the overall expression, and has been designated as Class1 Not Pathogenic by the ENIGMA Consortium using multifactorial likelihood analysis that includes genetic (segregation, case-control analysis) and pathology data (de la Hoya et al., 2016).

Δ11q, Δ11

c.4096 to non-G

c.4096+1 (IVS11+1)

c.4097+2 (IVS11+2)

Data collected by the ENIGMA consortium demonstrates that the BRCA1 c.4096+1G>A variant, proven to result in the production of naturally occurring in-frame transcripts Δ11q (Bonatti et al., 2006) and also Δ11 (Radice, unpublished data), may not exhibit the clinical characteristics of a standard high-risk pathogenic BRCA1 variant (Spurdle, unpublished data).

Δ13p

c.4186-1 (IVS12-1)

c.4186-2 (IVS12-2)

BRCA1 exon 13 acceptor site is an experimentally validated tandem acceptor site (NAGNAG) subject to alternative splicing (Colombo et al., 2014). c.4186- 1,-2 variants are predicted to inactivate the 5′ acceptor site, but not the 3′ acceptor site, thus producing Δ13p transcripts.

Δ14p

c.4358-1 (IVS13-1)

c.4358-2 (IVS13-2)

BRCA1 exon 14 acceptor site is an experimentally validated tandem acceptor site (NAGNAG) subject to alternative splicing (Colombo et al., 2014). c.4358-1,-2 variants are predicted to inactivate the 5′ acceptor site, but not the 3′acceptor site, thus producing Δ14p transcripts.

BRCA2

Δ12

c.6842-1 (IVS11-1)

c.6842-2 (IVS11-2)

c.6937 to non-G

c.6937+1 (IVS12+1)

c.6937+2 (IVS12+2)

Carriers of these variants are predicted to produce exon 12 skipping. BRCA2 Δ12 is a naturally occurring in-frame splicing event (Fackenthal et al., 2016). BRCA2 exon 12 is functionally redundant (Li et al., 2009).

Vorgehensweise der VUS Task Force

Das Konsortium empfiehlt routinemäßig die Erstellung eines Genbefundes über 10 Gene (Stand 8/19), die evidenzbasiert mit Brust- und/oder Eierstockkrebs assoziiert werden konnten: ATM, BRCA1, BRCA2, BRIP1, CDH1, CHEK2, PALB2, RAD51C, RAD51D und TP53 (http://www.konsortium-familiaerer-brustkrebs.de/).

Zur konsentierten Klassifizierung von neu gemeldeten Sequenzvarianten sowie bei Evidenzen für eine Neubewertung bereits bekannter Varianten finden monatliche Telefonkonferenzen sowie ggf. Arbeitstreffen des „Expertengremiums des Konsortiums zur Bewertung von Varianten mit unklarer Signifikanz (VUS Task-Force) statt. Im Falle einer Neubewertung werden durch die zentrale Datenbank des Konsortiums alle Zentren über diese Neuklassifizierung in Kenntnis gesetzt (Recall-System).

Es wird weiterhin ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich die Bewertung von Varianten aufgrund neuer Erkenntnisse ändern kann und diese regelmäßig einer Überprüfung durch das Expertengremium unterzogen werden. Ebenso kann sich durch neuere Erkenntnisse die Liste der Kerngene ändern, für die, innerhalb des Deutschen Konsortiums für Brust- und Eierstockkrebs, eine Erstellung eines Befundes empfohlen wird. Dieses, wie auch die Einarbeitung neuerer Erkenntnisse in die hier vorgestellten Klassifizierungsregelungen, werden auf der Internetseite des Deutschen Konsortiums für Familiären Brust- und Eierstockkrebs ( http://www.konsortium-familiaerer-brustkrebs.de/ ) veröffentlicht werden.


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Klassifizierung von Sequenzvarianten hinsichtlich funktioneller Relevanz

1. Class1 (funktionell nicht relevant/ohne Funktionsverlust) wenn eines der folgenden Kriterien erfüllt ist:

1.1   Allelfrequenz der Varianten ≥ 1% (Minor Allele Frequency [MAF] ≥ 0,01) in den Großpopulationen z. B. Kaukasier, Afrikaner oder Asiaten. Cave: Eine Allelfrequenz ≥ 1% in Subpopulationen mit wenig durchmischtem Genpool (Bsp.: finnische Population, Gründermutationen!) ist nicht ausreichend.

1.2 Varianten mit einer multifaktoriell berechneten Wahrscheinlichkeit von < 0,001, pathogen zu sein.

Cave: Gilt derzeit nur für die Hochrisikogene BRCA1/2 (exemplarische Berechnung siehe [13]).

1.3   Varianten in Hochrisikogenen welche in geeigneten Kollektiven von nicht erkrankten Personen ([Tab. 1]) bei mindestens 10 Individuen auftreten.

2. Class2 (wahrscheinlich ohne Funktionsverlust/funktionell nicht relevant) wenn eines der folgenden Kriterien erfüllt ist:

2.1   Allelfrequenz der Varianten 0,5 – 1% (MAF 0,005 – 0,01) in den Großpopulationen z. B. Kaukasier, Afrikaner oder Asiaten. Cave: Eine Allelfrequenz von 0,5 – 1% in Subpopulationen mit wenig durchmischtem Genpool (Bsp.: finnische Population, Gründermutationen!) ist nicht ausreichend.

2.2   Exonische Varianten (A), die zur Substitution einer Aminosäure (Missense-Varianten) oder kleine In-Frame-Insertionen/Deletionen (Insertionen/Deletionen einer oder weniger Aminosäure[n]) führen und deren A-priori-Wahrscheinlichkeit für Pathogenität ≤ 2% ist (A-GVGD Analyse, http://priors.hci.utah.edu/PRIORS/), intronische Varianten (B), die mehr als − 20 bp, + 10 bp von der Exongrenze entfernt sind, und synonyme Varianten (C), wenn diese Varianten (A – C) laut bioinformatischer Vorhersageprogrammen (siehe Anhang A 1) den Spleißmechanismus mit großer Wahrscheinlichkeit nicht verändern. Für die Nicht-BRCA1/2-Gene müssen die genannten Varianten in Großpopulationen mit einer Allelfrequenz von 0,001 ≤ MAF < 0,01 auftreten.

2.3  synonyme Substitutionen oder intronische Varianten, die keine mRNA-Aberrationen in Form von Exon-Deletionen/Duplikationen oder monoallelischer Expression des Wildtyp-Transkripts (wt) in „In-vitro“-Labortests zeigen auch wenn sie laut bioinformatischer Vorhersageprogramme (Programme und Schwellenwerte siehe Anhang A 1) den Spleißmechanismus mit großer Wahrscheinlichkeit verändern.

2.4   Varianten, die im gleichen Gen mit einer eindeutig pathogenen Variante in trans auftreten (Co-Occurrence), wenn gesichert ist, dass ein homozygoter oder compound heterozygoter Genotyp mit einem bekannten klinisch eindeutigen Phänotyp assoziiert ist.

2.5 Varianten mit einer multifaktoriell berechneten Wahrscheinlichkeit, pathogen zu sein, von 0,001 – 0,049.

Cave: Gilt derzeit nur für die Hochrisikogene BRCA1/2 (exemplarische Berechnung siehe: [13]).

2.6  Exonische Varianten, die für denselben Aminosäureaustausch wie eine bereits als Class1 bewertete Sequenzvariante codieren, aber auf einen abweichenden Nukleotidaustausch beruhen, wenn sie keine auffällige Spleißvorhersage aufweisen.

2.7   Missense-Varianten, für welche Informationen aus funktionellen Analysen etc. vorliegen, die jedoch für eine multifaktorielle Klassifizierung nicht ausreichen, und durch Expertengremien (z. B. ENIGMA) als Class2 eingestuft werden.

3.   Class3 (unklare funktionelle Relevanz), wenn eines der folgenden Kriterien erfüllt ist: Varianten, die nicht eindeutig Class1, Class2, Class4, oder Class5 zugeordnet werden können, z. B.:

3.1   Sonderfälle, die nach den Bewertungskriterien in einer der anderen Klassen eingeordnet werden könnten, aber im Anhang A 5 zu den Besonderheiten der einzelnen Kerngene oder in Tabelle 5, Appendix der BRCA1/2 classification criteria Version 2.5.1, July 2017 (ENIGMA) aufgeführt sind ([Tab. 5]).

3.2   Varianten mit widersprüchlicher Datenlage bezüglich ihrer Bewertung und noch ausstehenden weiterführenden Untersuchungen.

3.3  Varianten, die bis − 20 bp, + 10 bp von der Exongrenze entfernt sind, welche laut bioinformatischer Vorhersageprogrammen (siehe Anhang A 1) den Spleißmechanismus mit großer Wahrscheinlichkeit verändern, sofern eine In-vitro-mRNA-Analyse noch nicht vorliegt (siehe auch [Abb. 2], Schematische Darstellung der Spleißstellen).

3.4 Exon-Duplikationen ohne weiterführende Analysen (z. B. Bruchpunktanalysen, cDNA-Analyse etc.).

3.5 Varianten mit einer multifaktoriell berechneten Wahrscheinlich, pathogen zu sein, von 0,05 – 0,949.

Cave: Gilt derzeit nur für die Hochrisikogene BRCA1/2 (exemplarische Berechnung siehe [13]).

4.    Class4 (wahrscheinlich mit Funktionsverlust/funktionell relevant), wenn eines der folgenden Kriterien erfüllt ist:

4.1 Varianten mit einer multifaktoriell berechneten Wahrscheinlich von 0,95 – 0,99, pathogen zu sein.

Cave: Gilt derzeit nur für die Hochrisikogene BRCA1/2 (exemplarische Berechnung siehe Goldgar et al., 2004 [13]).

4.2    Varianten, welche einen frühzeitigen Stopp der Proteinbiosynthese codieren (Nonsense- oder Frame-Shift-Varianten) und welche nicht den Verlust bekannter klinisch relevanter funktioneller Proteindomänen bedingen, sofern die Stopp-Kodons nicht Downstream der Nonsense-mediated-Decay-(NMD-)relevanten Position, 50 Basenpaare vor dem Ende des vorletzten Exons, liegen.

4.3    Intronische Varianten an Position ± 1,2 oder G > Nicht-G an letzter Position des Exons: Wenn positive Spleißvorhersage (siehe Anhang A 1) vorliegt und die ersten 6 Basen im Intron nicht GTRRGT lauten, und eine aberrante In-vitro-mRNA-Analyse noch nicht vorliegt (d. h. durch Experten-Review [noch] nicht bestätigt oder z. B. Exonskipping oder allelspezifische Transkript-Expression, Loss-of-Function als Pathomechanismus nachgewiesen wurde).

Ausnahmen:

  • Eine kryptische Spleißstelle (AG/GT) in der Nähe wird aktiviert und das (vorhergesagte) neue Exon wird In Frame gespleißt (→ Class3)

  • Das (vorhergesagte) geskippte Exon (bzw. Exons) wird in relevantem Umfang alternativ gespleißt (→ Class3).

  • Das (vorhergesagte) geskippte Exon (bzw. Exons) wird In Frame gespleißt und enthält keine bekannte funktionelle Domäne (→ Class3)

4.4    Varianten, welche den gleichen Aminosäureaustausch wie eine bereits als Class5 bewertete, pathogene Missense-Variante codieren, aber durch einen anderen Nukleotid-Austausch bedingt sind, und wenn keine positive Spleißvorhersage (siehe Anhang A 1) vorliegt.

4.5    In-Frame-Deletionen (auch schon bei nur einer Aminosäure), welche zum Verlust einer bereits als Class5 bewerteten Missense-Variante und die zur Unterbrechung bekannter, funktionell wichtiger Domänen führen.

4.6    Große In-Frame-Deletionen, die zur Unterbrechung/Verlust bekannter, funktionell wichtiger Domänen führen.

4.7  Über In-vitro-mRNA-Analysen verifizierte In-Frame-Insertionen, die zur Unterbrechung funktionell wichtiger Domänen führen.

4.8   Varianten, welche zu einer Veränderung des Translationsinitiations-Codon (AUG, Methionin) führen und für die keine Evidenz (z. B. alternatives Start-Codon in unmittelbarer Nähe) für eine alternative Klassifikation vorliegt.

4.9  Varianten, für die Informationen aus funktionellen Analysen, klinische Daten etc. vorliegen, die jedoch für eine multifaktorielle Klassifizierung nicht ausreichen, und die durch Expertengremien (z. B. ENIGMA) als Class4 eingestuft werden.

5.  Class5 (Funktionsverlust/funktionell relevant) wenn eines der folgenden Kriterien erfüllt ist:

5.1    Varianten, welche einen frühzeitigen Stopp der Proteinbiosynthese codieren (Nonsense- oder Frame-Shift-Varianten), welche die Expression bekannter klinisch relevanter funktioneller Proteindomänen unterbindet.

5.2 Varianten mit einer multifaktoriell berechneten Wahrscheinlichkeit, pathogen zu sein, von > 0,99.

Cave: Gilt derzeit nur für die Hochrisikogene BRCA1/2 (exemplarische Berechnung siehe Goldgar et al., 2004 [13]).

5.3 Spleiß-Varianten, bei denen im Rahmen einer In-vitro-mRNA-Analyse ein Frame-Shift-Effekt nachgewiesen wurde, der zu einem frühzeitigen Stopp der Proteinbiosynthese führt und die Expression bekannter klinisch relevanter funktioneller Proteindomänen unterbindet und für die ein Wildtyp-Transkript des mutierten Allels nicht nachweisbar ist (monoallelische Expression).

5.4 Spleiß-Varianten, bei denen im Rahmen einer In-vitro-mRNA-Analyse eine In-Frame-Deletion/Insertion nachgewiesen wurde, die zur Unterbrechung oder zum Verlust einer bekannten klinisch relevanten funktionellen Domäne oder zu einer funktionell inaktivierenden Änderung der Proteinstruktur führt und für die ein Wildtyp-Transkript des mutierten Allels nicht nachweisbar ist (monoallelische Expression).

5.5  Copy-Number Deletions-Varianten, die in der Unterbrechung oder dem Verlust einer oder mehrerer, bekannter klinisch relevanter funktioneller Domänen beinhaltender Exons resultieren oder in einer Leserasterverschiebung, welche laut Vorhersage zur Inaktivierung bekannter klinisch relevanter funktioneller Domänen führt.

5.6   Copy-Number Duplikations-Varianten jeglicher Größe, die durch Laboranalysen bestätigt wurden, welche ein oder mehrere Exons duplizieren und zu einer Leserasterverschiebung führen, welche laut Vorhersage in einer Inaktivierung bekannter klinisch relevanter funktioneller Domänen resultiert.


#

Anhang

A 1. Spleißvorhersageprogramme und deren Schwellenwerte

Als recht zuverlässig können die Spleißvorhersageprogramme MaxEntScan (MES), Splice Site Finder (SSF) Human Splicing Finder (HSF) betrachtet werden, deren Verwendung daher zur Bewertung von möglichen Effekten auf den Spleißprozess erfolgen sollte. MaxEnt Scan gilt als auffällig ab einer Abweichung von Delta ≥ 15% [14], Human Splicing Finder ab einem Delta von ≥ 4,1% [10] sowie Splice Site Finder ab einem Delta von ≥ 5% [14]. Bei auffälliger Prädiktion (mindestens 2 der 3 unten genannten Programme) ist zur Abklärung eine mRNA-Analyse notwendig. Voraussetzung ist, dass die physiologische Spleißstelle von der jeweiligen Prädiktionssoftware mit folgenden Schwellenwerten erkannt wird.

Die Schwellenwerte (berechnet für BRCA1/2 [14]) liegen bei:

  1. MES > 3

  2. SSF > 60

  3. HSF > 80

Diese Schwellenwerte können in Annäherung auch für die weiteren Gene verwendet werden. Sollten spezifische Schwellenwerte definiert werden, sind diese zu verwenden.


#

A 2.

[Tab. 1] und [2].


#

A 3. Fließschema zu den Bewertungskriterien

[Abb. 1].


#

A 4. Schematische Darstellung zu Varianten in der Nähe der Spleißstellen

[Abb. 2].

Die Verwendung von Vorhersageprogrammen für mögliche Spleißeffekte ist für alle neuen Veränderungen auch bei Stopp-Mutationen obligat, da beispielsweise „Rescue“-Effekte durch alternative Transkripte auftreten können.


#

A 5. Besonderheiten der einzelnen Gene

Die oben genannten allgemeinen Bewertungskriterien sollen für alle Gene anwendbar sein. Jedoch bestehen Ausnahmen, Abweichungen und Besonderheiten für bestimmte Varianten und Regionen bei den einzelnen Genen, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit erst im Folgenden aufgeführt sind.


#

A 5.1 BRCA1/2

Als Class3 sind zu bewerten: trunkierende BRCA1-Mutationen nach der Aminosäureposition 1854 sowie trunkierende BRCA2-Varianten nach Aminosäureposition 3308 (hier erfolgt jeweils keine Class1-Bewertung, da strukturelle Veränderungen nicht ausgeschlossen werden können). Ausnahme: Trunkierende Varianten nach dem polymorphen Stopp-Codon p.(Lys3326*) werden dagegen als verzichtbar/neutral gewertet (Class1) [17] und ENIGMA: p.(Lys3326*) ist ein häufig nachweisbarer Polymorphismus, welcher nicht mit einem höheren Risiko assoziiert ist, OR 1.3 – 1.5 abhängig von Brust- oder Ovarialkrebs. Somit werden Varianten, die stromabwärts von p.(Lys3326*) zu einem Stopp führen, ebenfalls nicht mit einem erhöhten Erkrankungsrisiko assoziiert sein.

Als Class5 in BRCA1/2 sind zu bewerten: Alle trunkierenden BRCA1-Varianten bis zur letzten eindeutig als pathogen beschriebenen Mutation an Aminosäureposition 1853 [18] sowie alle trunkierenden BRCA2-Varianten bis Aminosäureposition 3308, c.9924C>G [19]. Siehe ENIGMA BRCA1,2 funktionelle Domänen, [Tab. 3] und [4]. Cave: NMD beachten; die letzten 50 bp im vorletzten Exon sowie Varianten im letzten Exon unterliegen in der Regel nicht dem NMD. Die Aussagen von RNA-Analysen im Blut sind möglicherweise beschränkt, da es sich nicht um das Zielgewebe handelt.

Tab. 3 Auszug aus https://enigmaconsortium.org/wp-content/uploads/2018/10/ENIGMA_Rules_2017-06-29-v2.5.1.pdf.

Table 3: Catalogue of BRCA1 conserved domains/motifs and currently known, clinically important amino acid residues, and relevance for classification of BRCA1 in-frame and terminal exon sequence variants.

Domain/Motif

AA start

AA end

AA alterations with demonstrated clinical importancea

Classification of in-frame deletions targeting domain/motifs

References and summary interpretationa

RING

1

101

L22S (c.65T>C [p.Leu22Ser])

T37K (c.110C>A [p.Thr37Lys])

C39R (c.115T>C [p.Cys39Arg])

H41R (c.122A>G [p.His41Arg])

C44S (c.130T>A [p.Cys44Ser])

C44Y (c.131G>A [p.Cys44Tyr])

C61G (c.181T>G [p.Cys61Gly])

Class5 if at least one clinically relevant residue is removed. Otherwise Class3.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/15988069; http://hci-exlovd.hci.utah.edu; multifactorial analysis for H41R (c.122A>G [p.His41Arg]) (Whiley et al., 2014).

NES

81

99

None reported

Class3

Domain location description (Rodriguez and Henderson, 2000).

NLS1

503

508

None reported

Class3

Domain location description (Chen et al., 1996, Thakur et al., 1997).

NLS2

607

614

None reported

Class3

Domain location description (Chen et al., 1996, Thakur et al., 1997).

NLS3

651

656

None reported

Class3

Domain location description (Chen et al., 1996).

COILED-COIL

1391

1424

None reported

Class3

Domain location description (Hu et al., 2000).

BRCT DOMAINS

1650

1863

T1685A (c.5053A>G [p.Thr1685Ala])

T1685I (c.5054C>T [p.Thr1685Ile])

V1688del (c.5062_5064del [p.Val1688del])

R1699W (c.5095C>T [p.Arg1699Trp])

G1706E (c.5117G>A [p.Gly1706Glu])

A1708E (c.5123C>A [p.Ala1708Glu])

S1715R (c.5143A>C [p.Ser1715Arg])

G1738R (c.5212G>A [p.Gly1738Arg])

L1764P (c.5291T>C [p.Leu1764Pro])

I1766S (c.5297T>G [p.Ile1766Ser])

M1775K (c.5324T>A [p.Met1775Lys])

M1775R (c.5324T>G [p.Met1775Arg])

C1787S (c.5359T>A [p.Cys1787Ser])

G1788V (c.5363G>T [p.Gly1788Val])

V1838E (c.5513T>A [p.Val1838Glu])

Class5 if at least one clinically relevant residue is removed. Otherwise Class3.

Domain boundaries derived from X-ray crystallography data are aa1646-1863 (1T15, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/mmdb/mmdbsrv.cgi?uid=27907), and ENIGMA functional assay data (Monteiro, unpublished).

Digestion data indicate aa1860-1863 are dispensable based on susceptibility to digestion (Lee et al., 2010), while pathogenic variant data indicate that 1855-1862 are dispensable (Hayes et al., 2000). Position 1854 is implicated as clinically important by the observation that Y1853X (c.5559C>G [p.Tyr1853Ter]) is a recognised high-risk pathogenic variant.

These combined data indicate that position 1854 or 1855 is the C-terminal border of the BRCT/BRCA1 relevant for the clinical interpretation of sequence variants in exon 24 of BRCA1. That is, a variant predicted to disrupt expression of protein sequence only downstream* of position 1855 would not be considered clinically important.

a Missense substitutions in specific functional domains that are designated as Class5 pathogenic based on multifactorial likelihood of the posterior probability of pathogenicity > 0.99 (listed in http://hci-exlovd.hci.utah.edu or individual references), and which have no/little effect on the mRNA transcript profile, unless the variant results in an aberrant transcript that encodes a discrete in-frame deletion considered informative for the definition of clinically important domains.

* Typo was corrected in version 2.5.1.

Note: The following pathogenic exonic variants known to alter mRNA splicing have been excluded from Table 3 above, as justified below:

Variant

mRNA Change

Predicted protein change

Reason for exclusion

BRCA1 R1495M (c.4484G>T [p.Arg1495Met])

r.[4358_4484del, 4358_4675del]

p.(Ala1453Glyfs
Ter10) – predominant transcript

Predominant alternate transcript is out of frame. Loss of function is assumed due to loss of full-length transcript from variant allele (Houdayer et al., 2012, Colombo et al., 2013, Santos et al., 2014).

BRCA1 E1559K (c.4675G>A [p.Glu1559Lys])

r.[4665_4675del]

p.(Gln1366Alafs
Ter13)

Alternate transcript is out-of-frame. Level of full-length transcript not assessed (Wappenschmidt et al., 2012).

BRCA1 A1623G (c.4868C>G [p.Ala1623Gly])

r.[4868_4986del]

p.(Ala1623Aspfs
Ter16)

Alternate transcript is out of frame. Variant allele produces some full-length transcripts (Walker et al., 2010).

BRCA1 D1692N (c.5074G>A [p.Asp1692Asn])

r.[4987_5074del, 5074_5075ins5074+1_5074+153]

p.(Val1665Serfs
Ter8) – predominant transcript

Predominant alternate transcript, based on minigene assay (Ahlborn et al., 2015), is out of frame.

Tab. 4 Auszug aus https://enigmaconsortium.org/wp-content/uploads/2018/10/ENIGMA_Rules_2017-06-29-v2.5.1.pdf.

Table 4: Catalogue of BRCA2 conserved domains/motifs and currently known clinically important amino acid residues, and relevance for classification of BRCA2 in-frame and terminal exon sequence variants.

Domain/Motif

AA start

AA end

AA alterations with demonstrated clinical importancea

Classification of in-frame deletions targeting domain/motifs

References and summary interpretationa

PALB2 Binding

10

40

None reported

Class3

Domain location description (Oliver et al., 2009, Xia et al., 2006)

BRC-1

1002

1036

None reported

Class3

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_000050.2

BRC-2

1212

1246

None reported

Class3

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_000050.2

BRC-3

1422

1453

None reported

Class3

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_000050.2

BRC-4

1518

1549

None reported

Class3

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_000050.2

BRC-5

1665

1696

None reported

Class3

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_000050.2

BRC-6

1837

1871

None reported

Class3

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_000050.2

BRC-7

1971

2005

None reported

Class3

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_000050.2

BRC-8

2051

2085

None reported

Class3

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_000050.2

DBD (DNA/DSS1 binding domain – helical, OB1, OB2, OB3)

2481

3186

W2626C (c.7878G>C [p.Trp2626Cys])

I2627F (c.7879A>T [p.Ile2627Phe])

E2663V (c.7988A>T [p.Glu2663Val])

T2722R (c.8165C>G [p.Thr2722Arg])

D2723G (c.8168A>G [p.Asp2723Gly])

D2723H (c.8167G>C [p.Asp2723His])

G2748D (c.8243G>A [p.Gly2748Asp])

I2778_Q2829del (c.8332_8487del [p.Ile2778_Gln2829del])

R3052W (c.9154C>T [p.Arg3052Trp])

Class5 if at least one clinically relevant residue (or all of AA2778-2829) is removed.

Otherwise Class3.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_000050.2; http://hci-exlovd.hci.utah.edu.

Pathogenic variant c.8486G>A (also recorded as Gln2829Arg) results in a transcript encoding an in-frame exon 19 deletion only (Houdayer et al., 2012), indicating that genetic variation encompassing loss of this entire exon (AA2778-2829) should be considered clinically important. The clinical impact of alteration/deletion of individual amino acids in exon 19 is not yet established.

NLS1

3263

3269

None reported

Class3

Domain local description (Guidugli et al., 2014)

BRC-9 or TR2

3265

3330

None reported

Class3

Note: although amino acids 3270-3305 within this fragment are reported to bind RAD51-DNA filaments (Davies and Pellegrini, 2007), there is no sequence conservation with the BRC repeats located between aa1002 and aa2014. Domain boundaries are derived from x-ray crystallography data are aa3265-3330 (Esashi et al., 2005, Esashi et al., 2007).

Case-control and frequency data indicate that BRCA2 c.9976A>T (p.Lys3326Ter) does not confer a high risk of cancer (OR 1.3–1.5, dependent on breast or ovarian cancer subtype (Meeks et al., 2016), demonstrating that residues at and downstream of 3327 are likely dispensable.

Position 3308 is implicated as clinically important by the observation that a nonsense variant c.9924C>G (p.Tyr3308Ter) is recognized as a high-risk pathogenic variant with known functional relevance ([Vallee et al., 2016]; Bayes score 1122 : 1 from a single large kConFab family, Spurdle unpublished data). There is currently no publicly available clinical information to support pathogenicity of nonsense or frameshift variants located between positions 3309 and 3325.

These data combined suggest that the C-terminal border of the BRC-9 relevant to the clinical interpretation of sequence variants in exon 27 of BRCA2 lies between 3309 and 3325. That is, a variant predicted to disrupt expression only of protein sequence downstream of position 3325 would be considered unlikely to be clinically important. Further functional and clinical studies are underway to refine risk, if any, for predicted nonsense or frameshift variants downstream of position 3326.

NLS2

3381

3385

No

Class3

Domain location description (Guidugli et al., 2014).

This domain is considered unlikely clinically relevant since it lies downstream of position 3326.

a Missense substitutions in denoted functional domains that are designated as Class5 pathogenic based on multifactorial likelihood posterior probability of pathogenicity > 0.99, and for which there is no/little effect on mRNA transcript profile – unless the variant results in an aberrant transcript that encodes a discrete in-frame deletion considered informative to definition of clinically important domains. (Splicing aberrations are reported for BRCA2 c.7988A>T [p.Glu2663Val] and c.8168A>G [p.Asp2723Gly] (Walker et al., 2010), but these did not lead to complete loss of function of the full length transcript), and missense alterations showed abrogation of functional activity using multiple assays (Walker et al., 2010). An additional conserved region not commonly recognized as a BRCA2 domain/motif is located AA 1110-1183, but no pathogenic missense substitutions have been recorded for this region.

Note – The following pathogenic exonic variants known to alter mRNA splicing have been excluded from Table 4 above, as justified below:

Variant

mRNA Change

Predicted protein change

Reason for exclusion

BRCA2 R2659K (c.7976G>A [p.Arg2659Lys])

r.[7806_7976del]

p.(Ala2603_
Arg2659del)

Alternate transcript is in-frame but level of full length transcript not assessed (Farrugia et al., 2008)

BRCA2 R2659T (c.7976G>C [p.Arg2659Thr])

r.[7806_7976del]

p.(Ala2603_
Arg2659del)

Alternate transcript is in-frame but level of full length transcript not assessed (Farrugia et al., 2008)

BRCA2 P3039P (c.9117G>A [p.Pro3039Pro])

r.[8954_9117del]

p.(Val2985
Glyfs*4)

Allele-specific assay shows out-of-frame transcript (Houdayer et al., 2012)

Weitere Besonderheiten sind im Anhang der Bewertungsrichtlinien des ENIGMA-Konsortiums aufgeführt, die unter folgendem Link abgerufen werden können: https://enigmaconsortium.org/wp-content/uploads/2018/10/ENIGMA_Rules_2017-06-29-v2.5.1.pdf, Tabellen 3, 4 und 6 ([Tab. 3] bis [5]).


#

A 5.2 ATM

Die Bewertungskriterien für ATM beruhen auf einer Kombination aus folgenden Kriterien:

  • dem 5-Klassen-IARC-System für die Einschätzung der Pathogenität von BRCA1- und BRCA2-Varianten,

  • dem 3-Klassen-System zur Einschätzung der Pathogenität von ATM-Varianten [20], welches In-silico-Analysen wie Align-GVGD mitberücksichtigt,

  • den ACMG-Guidelines zur Variantenklassifizierung [3], [21],

  • weiteren Literaturstellen: [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28].

Class1:

  • Bei Allelfrequenz ≥ 1% (MAF ≥ 0,01) in den Großpopulationen Kaukasier, Afrikaner oder Asiaten oder Nachweis von homozygoten Variantenträgern in Kontrollpopulationen. Ist dies der Fall, wird die Variante immer als Class1 bewertet. Eine Allelfrequenz ≥ 1% in Subpopulationen mit wenig durchmischtem Genpool (Bsp.: finnische Population, Gründermutationen!) ist nicht ausreichend.

Class2:

  • Bei Allelfrequenz ≥ 0,5–<1% (MAF ≥ 0,005 – 0,099) in den Großpopulationen Kaukasier, Afrikaner oder Asiaten wird die Variante immer als Class2 bewertet.

  • Missense-Variante, die gemäß In-silico-Analyse (Align-GVGD, SIFT) mit hoher Wahrscheinlichkeit neutral ist und/oder außerhalb der funktionell kritischen Domäne (FATKIN) liegt.

Class3:

  • Alle Varianten, die nicht in Class1, 2, 4 oder 5 eingeordnet werden können.

Class4:

  • Varianten mit einer In-Frame-Deletion, die innerhalb der funktionell kritischen Domäne (FATKIN) liegt.

  • Missense-Varianten, die innerhalb der funktionell kritischen Domäne (FATKIN) liegen, und gemäß In-silico-Analyse (Align-GVGD, SIFT) mit hoher Wahrscheinlichkeit schädigend und als funktionell inaktiv beschrieben wurden.

Class5:

  • Trunkierende ATM-Varianten bis zur FATKIN-Domäne.

  • Missense-Varianten, In-Frame-Deletion oder Spleißveränderungen, die eine Reduktion der ATM-Proteinexpression auf < 20% für das mutierte Allel verursachen [28], [29].

  • Varianten, die mit klassischer AT assoziiert sind.

Spleißvarianten: siehe BRCA1 und BRCA2.

Funktionelle Domänen: FATKIN mit FAT; PI3K related Kinase; FATC

[Tab. 6].

Tab. 6ATM, funktionelle Domänen und Relevanz für die Interpretation der klinischen Bedeutung von Sequenzvarianten – Katalog klinisch relevanter funktioneller Domänen und Aminosäuren.

Region

AA start

AA end

AA alterations with demonstrated clinical importance (AT) characterising known functional domains

References and summary interpretation

Substrate binding

91

97

None reported

Domain location description [30]

Also contains p53- and BRCA1-binding domain

NLS

385

388

None reported

Domain location description [28], [31]

Leucine zipper

1218

1238

None reported

Domain location description [25], [28]

Proline rich

1373

1382

None reported

Domain location description [25], [28]

FATKIN

1893

3056

Yes, e.g.

p.(Val2424Gly)

p.(2546_2548del), in frame

p.(Asp2625Glu)

p.(Ala2626Pro)

p.(Val2716Ala)

p.(Ser2855_Val2856delinsArgIle)

AA alterations and in-frame deletions [26], [28], [29], [32], [33], [34], [35]

Domain location description [25], [27], [28], [36], [37]

Domains:

FAT: 1893-2612

KIN: 2612-3056 with ATP-binding: 2716-2730, substrate (nibrin and p53) binding: 2682-3012, FATC with TIP60 binding: 3034-3056

Domain location description

Weitere Literaturstellen: [22], [23], [24], [25], [26], [28], [33], [35], [38].


#

A 5.3 PALB2

  • Die Veränderung p.(Leu939Trp) ist als Class2 zu werten [39].

Weitere Literaturstellen: [35], [38], [40], [41], [42], [43], [44], [45], [46].

[Tab. 7].

Tab. 7PALB2, funktionelle Domänen und Relevanz für die Interpretation der klinischen Bedeutung von Sequenzvarianten – Katalog klinisch relevanter funktioneller Domänen und Aminosäuren.

Region

AA start

AA end

AA alterations with potential clinical importance

References and summary interpretation

BRCA1 interaction domain

9

43

Yes, e.g.

p.(Leu35Pro)

Also covers oligomerisation domain/covers coiled-coiled motif

Domain location description [47], [48], [49];

Amino acid alteration in VUS and functional analysis [50].

DNA-binding site

1

200

None reported

Domain location description [51]

RAD51 binding site

101

184

None reported

Domain location description [51], [52]

DNA-binding site

372

561

None reported

Covers also chromatin association motif (ChAM, 395-446)

Domain location description [51], [53]

MRG15 (MORF4L1) interaction domain

611

764

None reported

Domain location description [48]

WD40 repeat

853

1186

Yes, e.g.

p.(Thr1030Ile)

p.(Leu1143Pro)

BRCA2 (1019-1098), RAD51C, XRCC3 and/or RAD51 complex formation

Domain location description [51], [52], [54], [55], [56], [57].

Amino acid alterations [48], [54], [58]


#

A 5.4 CHEK2

Im Bereich der Exons 11 – 15 hochhomologe, funktionsinaktive Sequenzbereiche (Pseudogene) auf verschiedenen anderen Chromosomen (2, 7, 10, 13, 15, 16, X, and Y) [59], [60], die relevante Sequenzbereiche überlagern können > Long Range PCR der Exons 11 – 15 und bioinformatische Herausfilterung der Pseudogen-reads falls möglich.

Funktionelle Domänen: SQ/TQ-rich-Domäne*, Forkhead associated (FHA)**-Domäne, Kinase-Domäne***, nukleäres Lokalisationssignal (NLS) [61], [62], [63].

  • In der SQ/TQ-rich-Domäne sind bisher nur trunkierende Varianten als pathogen eingestuft ([Tab. 8]).

Tab. 8CHEK2, funktionelle Domänen und Relevanz für die Interpretation der klinischen Bedeutung von Sequenzvarianten – Katalog klinisch relevanter funktioneller Domänen und Aminosäuren.

Region

AA start

AA end

AA alterations with Potential Clinical Importance

References and summary interpretation

* SQ/TQ consensus sites are sites phosphorylated by ATM/ATR [116]. e. g. phosphorylation of Thr-68 is important for CHEK2 activation and oligomerisation.

** The phosphorylated Thr-68 site of CHEK2 interacts with the FHA domain of another CHEK2 molecule and thus leads to the formation of CHEK2 oligomers [66].

*** [67]

§ The CHEK2 c.470T>C p.Ile157Thr variant, although still present with various classifications (VUS/likely pathogenic/pathogenic) in ClinVar and other databases has been reclassified (date: 28.08.2018) as Class2/likely benign by the German Consortium on HBOC on the following basis: It is frequently listed in large unaffected control cohorts (0.5%, gnomAD V. 2.1.1, non-cancer). The population frequency in Finnish Europeans is 2.5% (10 homozygous carriers). In addition, it is present in 47/7325 individuals (0.64%) in the FLOSSIES database (non-cancer female controls of European descent aged > 70 years). Although showing functionally impaired dimerisation and autophosphorylation [61], [62], [68], numerous large case-control studies show results indicating low or no increased breast cancer risk [64], [69]: breast cancer OR = 1.58 (1.42 – 1.75), colon cancer OR = 1.67 (1.24 – 2.26) [70], [71]. Additionally, it has been observed with a frequency of 2% in controls [2]. However, it may act as a polygenic risk allele.

SQ/TQ-rich

19

69

e.g. c.85C>T,p.Gln29*

[62], [65]

FHA

92 [115]

205 [175]

p.Arg117Gly, p.Arg145Trp, p.Gly167Arg

[61], [62], [63]

Kinase

212

501

c.1040A>C, p.Asp347Ala #; c.1100del; c.1164dup; p.Thr476Met, c.1169A>C, p.Tyr390Ser; c.1183G>T, p.Val395Phe#; c.1283C>T, p.Ser428Phe; c.1427C>T, p.Thr476Met

[61], [62], #ClinVar

NLS

515

538

e.g. c.1547delC, p.Ser516Leufs#; c.1555C>T, p.Arg519Ter#;

[63], #ClinVar

  • Zahlreiche Missense-Varianten in der FHA-Domäne bekannt. Cave: Bei Bewertung Flossies-Datenbank berücksichtigen! (z. B. c.470C>T; p.Ile157Thr: Class2 [siehe § Fußnote [Tab. 8]) oder mit unklarer klinische Relevanz (z. B. c.434G>A, p.Arg145Gln; c.422A>C, p.Lys141Thr).

  • Missense-Varianten in der Kinase-Domäne mit unklarer klinischer Relevanz: z. B. c.1216C>T, p.Arg406Cys.

  • In der NLS-Domäne sind bisher ebenfalls nur trunkierende Varianten als pathogen eingestuft ([Tab. 8]).

Einen Überblick über identifizierte Mutationen innerhalb des CHEK2-Genbereichs findet sich in der Arbeit von Ow et al. [63]. Die Veröffentlichung von Roeb et al., 2012 beinhaltet einen schematischen Überblick der funktionellen Domänen sowie Ergebnisse der funktionellen Analyse von in diesen verschiedenen CHEK2-Domänen lokalisierten missense Mutationen [62].


#

A 5.5 TP53

  • IARC TP53-Datenbank, funktionelle Analysen von Kato et al., 2003 und Monti et al., 2007, 2011 sind verlässlich [72], [73], [74], [75], [76], [77].

  • Funktionelle Domänen: Oligomerisierungs-Domäne, Core-Domäne (DNA-Bindung).

  • Möglicher dominant negativer Effekt von Missense-Varianten und Stopp-Varianten, welche die Oligomerisierungsdomäne betreffen.

  • Mosaikmutationen sowie klonale Hämatopoese sind möglich, daher bei NGS-Analysen besonders auf die Variant-Allel-Fraction achten und ggf. weitere Analysen zur Bestätigung von Keimbahnmutationen durchführen.

[Tab. 9].

Tab. 9p53, funktionelle Domänen und Relevanz für die Interpretation der klinischen Bedeutung von Sequenzvarianten – Katalog klinisch relevanter funktioneller Domänen und Aminosäuren.

Region

AA start

AA end

AA alterations with demonstrated clinical importance (including conflicting interpretations of pathogenicity but criteria provided)

References and summary interpretation

Transcription activation

1

55

p.(Val10Ile)

p.(Val31Ile)

p.(Pro47Ser)

Amino acid alterations (ClinVar)

Domain location description [78]

Also binding site for numerous proteins including HDM2 (amino acids 15 – 29; IARC)

Proline-rich domain

61

94

p.(Pro82Leu)

p.(Ala83Val)

Amino acid alterations (ClinVar)

Domain location description [78]

DNA-binding region

102

292

p.(Gly105Asp)

p.(Lys120Glu)

p.(Thr125Met)

p.(Ser127Phe)

p.(Asn131Tyr)

p.(Cys141Tyr)

p.(Pro151Ser)

p.(Pro151Thr)

p.(Pro152Leu)

p.(Arg156His)

p.(Arg158Cys)

p.(Arg158His)

p.(Tyr163Asp)

p.(Tyr163Cys)

p.(Arg175Leu)

p.(Arg175His)

p.(Cys176Tyr)

p.(His179Tyr)

p.(Arg181Cys)

p.(Arg181His)

p.(Ala189Val)

p.(His193Arg)

p.(His193Leu)

p.(Leu194Phe)

p.(Ile195Thr)

p.(Arg213Gln)

p.(Val.216Met)

p.(Tyr220Cys)

p.(Tyr220Ser)

p.(Ile232Thr)

p.(Tyr234Cys)

p.(Asn235Ser)

p.(Tyr236Asp)

p.(Met237Val)

p.(Met237Ile)

p.(Cys238Tyr)

p.(Ser241Phe)

p.(Cys242Tyr)

p.(Gly245Asp)

p.(Gly245Ser)

p.(Gly245Cys)

p.(Met246Val)

p.(Met246Leu)

p.(Met246Arg)

p.(Arg248Gln)

p.(Arg248Trp)

p.(Ile251Leu)

p.(Ile251Ser)

p.(Thr256Ala)

p.(Leu257Arg)

p.(Glu258Lys)

p.(Arg267Trp)

p.(Arg267Gln)

p.(Val272Leu)

p.(Arg273Hisv

p.(Arg273Cys)

p.(Cys275Tyr)

p.(Cys277Tyr)

p.(Arg280Thr)

p.(Asp281Val)

p.(Asp281Gly)

p.(Arg282Gly)

p.(Arg282Leu)

p.(Arg282Trp)

p.(Arg283His)

p.(Arg283Lys)

p.(Glu286Lys)

Amino acid alterations (ClinVar)

Domain location description (IARC)

Also binding site for numerous proteins including 53BP1 (IARC) and RAD51 amino acids 94-160 and 264-315 [79]

Oligomerisation region

325

356

p.(Gly325Val)

p.(Arg337Leu)

p.(Arg337Cys)

p.(Glu339Lys)

p.(Arg342Pro)

Amino acid alterations (ClinVar)

Domain location description (IARC)

Also binding site for numerous proteins

Covering main nuclear localisation signal (amino acids 316-322) [80], [81]

Basic (repression of DNA-binding region)

369

388

None reported

Domain location description (IARC)

Also binding site for numerous proteins including RAD54 [82]


#

A 5.6 RAD51D

Funktionelle Domänen: N-terminale Domäne und „ATP binding domain“ mit den hochkonservierten Walker A und B Motiven [83], [84], [85].

[Tab. 10].

Tab. 10RAD51D, funktionelle Domänen und Relevanz für die Interpretation der klinischen Bedeutung von Sequenzvarianten – Katalog klinisch relevanter funktioneller Domänen und Aminosäuren.

Region

AA start

AA end

AA alterations with demonstrated clinical importance (including conflicting interpretations of pathogenicity)

References and summary interpretation

N-terminal region

1

83

None reported

N-terminal domain required for ssDNA-specific binding function [86]

Linker

60

78

None reported

Proper interaction with RAD51C and XRCC2 [85]

ATPase domain and RAD51B, RAD51C, and XRCC2 binding

99

274

p.(G112A) (disrupts binding of RAD51D to RAD51C [87])

p.(S207L) (disrupts RAD51D-XRCC2 interaction [85])

p.(A210V) (predicted to be potentially pathogenic [88], [89])

p.(R266C) [90], Meindl et al. (unpublished)

ATPase, AAA+ type

Walker A and B motifs crucial for HR. These motifs are also implicated in binding to RAD51C and XRCC2.

Weitere Literaturstellen: [91], [92], [93], [94]


#

A 5.7 RAD51C

Literatur: [91], [95] – [101]

Funktionelle Domänen: „DNA repair/recombination protein RecA-like ATP binding Domain“

[Tab. 11].

Tab. 11RAD51C, funktionelle Domänen und Relevanz für die Interpretation der klinischen Bedeutung von Sequenzvarianten – Katalog klinisch relevanter funktioneller Domänen und Aminosäuren.

Region

AA start

AA end

AA alterations with demonstrated clinical importance (including conflicting interpretations of pathogenicity)

References and summary interpretation

N-terminal region

1

66

None reported

Homology-derived putative DNA-binding domain [91]

ATPase domain and RAD51B, XRCC3, and RAD51D binding

79

376

p.(Gly125Val)

p.(Cys135Tyr)

p.(Leu138Phe)

p.(Gly153Asp)

p.(Asp159Asn)

p.(Val169Ala)

p.(Leu219Ser)

p.(Arg258His)

p.(Gly264Ser)

Amino acid alterations and functional consequences [95], [96], [97], [98] Domain location description [91] ATPase domain includes Walker A nucleotide binding motif (amino acids 125 – 132) and Walker B nucleotide binding motif (amino acids 238 – 242) [91], [99]

Nuclear localisation signal

366

370

None reported

Domain location description [99]


#

A 5.8 BRIP1

[Tab. 12].

Tab. 12BRIP1, funktionelle Domänen und Relevanz für die Interpretation der klinischen Bedeutung von Sequenzvarianten – Katalog klinisch relevanter funktioneller Domänen und Aminosäuren.

Region

AA start

AA end

AA alterations with demonstrated clinical importance (including conflicting interpretations of pathogenicity)

References and summary interpretation

DEAD/DEAH box helicase domain

17

441

Domain location description [102]

Helicase superfamily c-terminal domain

697

851

Domain location description [102]

The BRCA1 interacting region of BRIP1

976

1006

Phosphorylation of FANCJ at Ser-990 is important for its interaction with BRCA1

[103]

MLH1 interaction

Lysines 141 and 142 are required for direct interaction of FANCJ with MLH1

[104]

Nuclear localisation signal

158

175

None reported

Domain location description [102]

Weitere Literaturstellen: [1], [102], [105], [106], [107], [108], [109], [110]


#

A 5.9 CDH1

Literatur:

Vorwiegend auf die Molekulargenetik eingehend: [111]

Review funktionelle Analysen: [112]

Review des HDGC-Konsortiums: [113]

Review zu lobulärem Brustkrebs: [114]

Verteilung von pathogen Varianten über den CDH1-Locus [111]

Bisher bekannte pathogene CDH1-Varianten sind über den gesamten Locus verteilt und es kann daher keine klinisch relevante funktionelle Protein-Domäne definiert werden. Letzte bekannte trunkierende pathogene Variante im letzten Exon ist c.2506G>T (p.Glu836*) [115]. Alle trunkierenden Varianten Upstream müssten daher mindestens als Klasse 4 eingestuft werden.

Der Vorschlag des ClinGen-Konsortiums, abweichend von IARC Guidelines, Varianten mit einer MAF > 0,2% als Klasse 1 nach ACMG zu klassifizieren, ist derzeit Gegenstand der Diskussion.

CDH1 Rule Specifications for the ACMG/AMP Variant Curation Guidelines ClinGen (https://www.clinicalgenome.org/site/assets/files/8816/clingen_cdh1_acmg_specifications_v1.pdf).


#
#
#

Conflict of Interest/Interessenkonflikt

The authors declare that they have no conflict of interest./Die Autorinnen/Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

1 International Agency for Research on Cancer.


2 Hochrisikogene: mind. eine Sequenzvariante mit Odds Ratio für Brust- und/oder Eierstockkrebs OR > 5 (z.B. BRCA1, BRCA2, RAD51C, PALB2, TP53, ATM), siehe auch [1], [2].


3 Evidence based Network for the Interpretation of Germline Mutant Allels, http://enigmaconsortium.org/


4 American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG [3]).


5 Association for Clinical Genomic Science (ACGS, http://www.acgs.uk.com/).



Correspondence/Korrespondenzadresse

Norbert Arnold
Universitätsklinikum Kiel
Klinik für Gynäkologie und Geburtshilfe
Arnold-Heller-Straße 3, Haus U18
24105 Kiel
Germany   


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Fig. 1 VUS evaluation criteria 1.1.
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Fig. 2 Classification of variants which can affect splicing.
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Abb. 1 VUS-Bewertungsschema 1.1.
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Abb. 2 Klassifizierung von Varianten, die das Spleißen beeinflussen könnten.