Tumors of female reproductive systemTumors of female reproductive systemОпухоли женской репродуктивной системы1994-40981999-8627Publishing House ABV Press96810.17650/1994-4098-2022-18-2-40-52MAMMOLOGY. ORIGINAL ARTICLEМАММОЛОГИЯ. ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯClinical and prognostic characteristics of BRCA1/2-associated breast cancer depending on the type of mutation: estrogen signaling pathway and secondary tumorsКлинико-прогностические особенности BRCA1/2-ассоциированного рака молочной железы в зависимости от типа мутации: сигнальный механизм эстрогена и опухоли второй локализацииhttps://orcid.org/0000-0002-0698-7710StukanA. I.СтуканьА. И.
Russian Federation

146 Dimitrova St., Krasnodar 350040;

4 Mitrofana Sedina St., Krasnodar 350063

350040 Краснодар, ул. Димитрова, 146;

350063 Краснодар, ул. Митрофана Седина, 4

jolie86@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7127-7945GoryainovaA. Yu.ГоряиноваА. Ю.
Russian Federation

146 Dimitrova St., Krasnodar 350040;

4 Mitrofana Sedina St., Krasnodar 350063

350040 Краснодар, ул. Димитрова, 146;

350063 Краснодар, ул. Митрофана Седина, 4

https://orcid.org/0000-0001-8084-8770MurashkoR. A.МурашкоР. А.
Russian Federation

146 Dimitrova St., Krasnodar 350040;

4 Mitrofana Sedina St., Krasnodar 350063

350040 Краснодар, ул. Димитрова, 146;

350063 Краснодар, ул. Митрофана Седина, 4

https://orcid.org/0000-0001-7745-4631KhachmamukZ. K.ХачмамукЗ. К.
Russian Federation

146 Dimitrova St., Krasnodar 350040

350040 Краснодар, ул. Димитрова, 146

https://orcid.org/0000-0003-3041-520XChukhrayO. Yu.ЧухрайО. Ю.
Russian Federation

146 Dimitrova St., Krasnodar 350040

350040 Краснодар, ул. Димитрова, 146

https://orcid.org/0000-0003-2515-9125MaksimenkoS. D.МаксименкоС. Д.
Russian Federation

146 Dimitrova St., Krasnodar 350040

350040 Краснодар, ул. Димитрова, 146

https://orcid.org/0000-0002-6322-7144GoncharovaO. A.ГончароваО. А.
Russian Federation

146 Dimitrova St., Krasnodar 350040

350040 Краснодар, ул. Димитрова, 146

https://orcid.org/0000-0003-4529-7891ImyanitovE. N.ИмянитовЕ. Н.
Russian Federation

68 Leningradskaya St., Pesochnyy Settlement, Saint Petersburg 197758;

2 Litovskaya St., Saint Petersburg 194100;

41 Kirochnaya St., Saint Petersburg 191015

197758 Санкт-Петербург, пос. Песочный, ул. Ленинградская, 68;

194100 Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2;

191015 Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41

https://orcid.org/0000-0003-0572-1395PorkhanovV. A.ПорхановВ. А.
Russian Federation

4 Mitrofana Sedina St., Krasnodar 350063

350063 Краснодар, ул. Митрофана Седина, 4

Clinical Oncology Dispensary No. 1, Ministry of Health of Krasnodar RegionГБУЗ «Клинический онкологический диспансер №1» Министерства здравоохранения Краснодарского краяKuban State Medical UniversityФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет»N.N. Petrov Research Institute of Oncology, Ministry of Health of RussiaФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава РоссииSaint Petersburg State Pediatric Medical University, Ministry of Health of RussiaФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава РоссииI.I. Mechnikov North-Western State Medical University, Ministry of Health of RussiaФГБОУ ВО «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова»1909202218240521609202216092022https://ojrs.abvpress.ru/ojrs/article/view/968

Background. Currently, there is growth evidence on prognostic and clinical differences in breast cancer (BC) associated with different types of BRCA1 / 2 mutations. At the same time, a triple negative tumor phenotype is not an absolute pathognomonic sign of BRCA1 / 2-associated cancer, where luminal phenotypes are being detected increasingly. In addition, attention is paid to the significance of estrogen signaling mechanism depending on the surrogate tumor type, including a triple negative phenotype due to alternative mechanisms.

Objective: to evaluate significance of BRCA1 / 2-mutations in luminal BC subtypes and multiple tumors.

Materials and methods. A prospective study conducted in Clinical Oncology Dispensary No. 1 in Krasnodar included 443 patients with breast cancer who underwent a genetic analysis on BRCA1 / 2 genes status by real-time polymerase chain reaction. In diagnostic cases of luminal phenotype and multiple cancers histological material and blood were sent to the N.N. Petrov Research Institute of Oncology of Ministry of Health of Russia to assess the mutation status of the BRCA1 / 2, ATM, CHEK2, NBS1, PALB2 genes by next-generation sequencing (NGS). Statistical analysis of clinical and morphological parameters correlated with mutational status was performed using the IBM SPSS Statistics v.22 statistical package.

Results. An interim analysis of data in April 2022 showed that 71 out of 304 breast cancer patients tested by polymerase chain reaction were found to be carriers of BRCA1 gene mutations. NGS method revealed 20 additional mutations of the BRCA1 / 2 genes: 11 BRCA1 mutations and 9 BRCA2 mutations. PALB2 mutation was also detected in 1 patient, NBS1 mutation – in 3, CHEK2 mutation – in 2, ATM mutation – in 2 patients. Out of 91 BRCA1 / 2-associated breast cancer 21 BRCA1-mutated tumors and 9 tumors with BRCA2-mutation demonstrated luminal phenotypes. The median age of breast cancer disease did not differ in BRCA1- and BRCA2-carriers (42 years versus 40 years, p ˃0.05). BRCA1 mutations are associated with poor differentiation (G3), BRCA2 mutations are associated with G2 (p ˂0.001). The BRCA2 mutation is characterized by a luminal tumor phenotype (p ˂0.001). There was no association of BRCA1 / BRCA2 gene mutations with T and N status (p ˃0.05). Of the 91 cases of BRCA-deficient tumors, 30 (33 %) patients had primary multiple cancer: 27 (90 %) with germinal mutation BRCA1 and 3 (10 %) with germinal mutation BRCA2. Contralateral breast cancer in the presence of germinal mutation BRCA1 was detected in 14 patients. The frequency of primary multiple cancer and contralateral breast cancer detection did not depend on the type of BRCA1 / 2 mutations (p ˃0.05).

Conclusion. With the primary multiplicity of the tumor process and the luminal subtype of the tumor, the determination of mutations by polymerase chain reaction in real time is clearly insufficient. It is obvious that the NGS method can identify additional pathogenic mutations that predict the clinical course and indicate the possibility of personalizing therapy and the need to test relatives, including tumors with luminal phenotype and tumors of several localizations. 

Введение. В настоящее время появляется все больше данных о прогностических и клинических различиях рака молочной железы (РМЖ), ассоциированного с разными типами мутаций BRCA1 / 2. Тройной негативный фенотип опухоли не является абсолютным патогномоничным признаком BRCA1 / 2-ассоциированного рака, при котором все чаще выявляются люминальные фенотипы. Кроме того, пристальное внимание уделено значимости сигнального механизма эстрогена в зависимости от суррогатного типа опухоли, в том числе и при тройном негативном фенотипе за счет альтернативных механизмов.

Цель исследования – изучить клиническую значимость мутаций в генах BRCA1 / 2 при люминальных подтипах РМЖ и множественном характере опухолевого процесса.

Материалы и методы. В проспективное исследование, проводимое на базе ГБУЗ «Клинический онкологический диспансер №1» г. Краснодара, включено 443 больных РМЖ, которым выполнен генетический анализ статуса генов BRCA1 / 2 методом полимеразной цепной реакции в реальном времени. При люминальных фенотипах РМЖ и множественном опухолевом процессе гистологический материал и кровь отправлялись в ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России для оценки мутационного статуса генов BRCA1 / 2, ATM, CHEK2, NBS1, PALB2 методом секвенирования следующего поколения (NGS). Статистический анализ корреляций клинико-морфологических параметров с мутационным статусом выполняли с использованием статистического пакета IBM SPSS Statistics v.22.

Результаты. При промежуточном анализе данных в апреле 2022 г. из 304 больных РМЖ, протестированных методом ПЦР в ГБУЗ «Клинический онкологический диспансер №1», обнаружен 71 пациент – носитель мутаций гена BRCA1. Методом NGS выявлено 20 дополнительных мутаций гена BRCA1 / 2: 11 мутаций BRCA1 и 9 мутаций BRCA2. Также мутация PALB2 была обнаружена у 1 пациентки, мутация NBS1 – у 3, мутация CHEK2 – у 2, мутация ATM – у 2 пациентов. Мутации BRCA1 / 2 выявлены у 91 пациента с РМЖ, 21 случай люминального фенотипа отмечен при герминальных мутациях (ГМ) BRCA1, 9 – при ГМ BRCA2. Медиана возраста заболевания РМЖ не различалась у носителей ГМ BCRA1 и BRCA2 (42 года против 40 лет, р ˃0,05). Мутации BRCA1 связаны со степенью дифференцировки G3, мутации BRCA2 – с G2 (р ˂0,001). Для BRCA2-мутации характерен люминальный фенотип опухоли (р ˂0,001). Не выявлено связи мутаций генов BRCA1/2 со статусами Т и N (р ˃0,005). Из 91 случая BRCA-дефицитных опухолей первично-множественный рак имели 30 (33 %) пациентов: 27 (90 %) с ГМ BRCA1 и 3 (10 %) с ГМ BRCA2. Контралатеральный РМЖ при наличии ГМ BRCA1 выявлен у 14 больных. Частота выявления первично-множественного рака и контралатерального РМЖ не зависела от типа мутаций BRCA1 / 2 (р ˃0,005).

Заключение. При первичной множественности опухолевого процесса и люминальном подтипе опухоли определения мутаций методом полимеразной цепной реакции в реальном времени явно недостаточно. Очевидно, что методом NGS можно выявить дополнительные патогенные мутации, прогнозирующие клиническое течение, свидетельствующие о возможности персонализации терапии и необходимости тестирования родственников, в том числе при люминальном фенотипе и опухолях нескольких локализаций. 

breast cancerBRCA1 / 2-mutationspolymerase chain reactionnext generation sequencingmultiple tumorsluminal phenotypetriple negative phenotypeрак молочной железыBRCA1 / 2-мутацииполимеразная цепная реакциясеквенирование следующего поколенияпервично-множественный опухолевый процессопухоли второй локализациилюминальный фенотиптройной негативный фенотипHuzarski T., Byrski T., Gronwald J. et al. Ten-year survival in patients with BRCA1- negative and BRCA1-positive breast cancer. J Clin Oncol 2013;31: 3191–6. DOI: 10.1200/jco.2012.45.3571.Spurdle A.B., Couch F.J., Parsons M.T. et al. Refined histopathological predictors of BRCA1 and BRCA2 mutation status: A large-scale analysis of breast cancer characteristics from the BCAC, CIMBA, and ENIGMA consortia. Breast Cancer Res 2014;16:3419. DOI: 10.1186/s13058-014-0474-y.Sun J., Meng H., Yao L. et al. Germline mutations in cancer susceptibility genes in a large series of unselected breast cancer patients. Clin Cancer Res 2017;23:6113–9. DOI: 10.1158/1078-0432.ccr-16-3227.Schmidt M.K., Van den Broek A.J., Tollenaar R.A. et al. Breast cancer survival of BRCA1/BRCA2 mutation carriers in a hospital-based cohort of young women. J Natl Cancer Inst 2017; 109:djw329. DOI: 10.1093/jnci/djw329.Jonasson J.G., Stefansson O.A., Johannsson O.T. et al. Oestrogen receptor status, treatment and breast cancer prognosis in Icelandic BRCA2 mutation carriers. Br J Cancer 2016;115:776–83. DOI: 10.1038/bjc.2016.249.Van den Broek A.J., Schmidt M.K., Van‘t Veer L.J. et al. Worse breast cancer prognosis of BRCA1/BRCA2 mutation carriers: what’s the evidence? A systematic review with meta-analysis. PLoS One 2015;10:e0120189. DOI: 10.1371/journal.pone.0120189.Vocka M., Zimovjanova M., Bielcikova Z. et al. Estrogen receptor status oppositely modifies breast cancer prognosis in BRCA1/BRCA2 mutation carriers versus non-carriers cancers. Cancers 2019;11:738; DOI: 10.3390/cancers11060738.Baretta Z., Mocellin S., Goldin E. et al. Effect of BRCA germline mutations on breast cancer prognosis: A systematic review and meta-analysis. Medicine 2016;95:e4975. DOI: 10.1097/md.0000000000004975.Copson E.R., Maishman T.C., Tapper W.J. et al. Germline BRCA mutation and outcome in young-onset breast cancer (POSH): A prospective cohort study. Lancet Oncol 2018; 19:169–80. DOI: 10.1016/s1470-2045(17)30891-4.Rennert G., Bisland-Naggan S., BarnettGriness O. et al. Clinical outcomes of breast cancer in carriers of BRCA1 and BRCA2 mutations. N Engl J Med 2007;357:115–23. DOI: 10.1056/nejmoa070608.Zhong Q., Peng H.L., Zhao X. et al. Effects of BRCA1- and BRCA2-related mutations on ovarian and breast cancer survival: A meta-analysis. Clin Cancer Res 2015;21:211–20. DOI: 10.1158/1078-0432.ccr-14-1816.Sopik V., Sun P., Narod S.A. The prognostic effect of estrogen receptor status differs for younger versus older breast cancer patients. Breast Cancer Res Treat 2017;165:391–402. DOI: 10.1007/s10549-017-4333-2.Waks A.G., Winer E.P. Breast cancer treatment: A review. JAMA 2019;321:288– 300. DOI: 10.1001/jama.2018.19323.Metcalfe K., Lynch H.T., Foulkes W.D. et al. Oestrogen receptor status and survival in women with BRCA2-associated breast cancer. Br J Cancer 2019;120:398– 403. DOI: 10.1038/s41416-019-0376-y.Lips E.H., Debipersad R.D., Scheerman C.E. et al. BRCA1-mutated estrogen receptor-positive breast cancer shows BRCAness, suggesting sensitivity to drugs targeting homologous recombination deficiency. Clin Cancer Res 2017;23:1236–41. DOI: 10.1158/1078-0432.ccr-16-0198.Shah P.D., Patil S., Dickler M.N. et al. Twenty-one-gene recurrence score assay in BRCA-associated versus sporadic breast cancers: Differences based on germline mutation status. Cancer 2016;122:1178–84. DOI: 10.1002/cncr.29903.Sedic M., Kuperwasser C. BRCA1- hapoinsufficiency: unraveling the molecular and cellular basis for tissuespecific cancer. Cell Cycle 2016;15:621–7. DOI: 10.1080/15384101.2016.1141841.Joosse S.A. BRCA1 and BRCA2: A common pathway of genome protection but different breast cancer subtypes. Nat Rev Cancer 2012;12:372. DOI: 10.1038/nrc3181-c2.Saha Roy S., Vadlamudi R.K. Role of estrogen receptor signaling in breast cancer metastasis. Int J Breast Cancer 2012;2012:654698. DOI: 10.1155/2012/654698.Bourisa P., Skandalisa S.S., Piperigkoua Z. et al. Estrogen receptor alpha mediatesepithelial to mesenchymal transition, expression of specific matrix effectors and functional properties of breast cancer cells. Matrix Biol 2015;43:42–60. DOI: 10.1016/j.matbio.2015.02.008.Wang C., Bai F., Zhang L.H. et al. Estrogen promotes estrogen receptor negative BRCA1-deficient tumor initiation and progression. Breast Cancer Res 2018;20:74. DOI: 10.1186/s13058-018-0996-9.Gorrini C., Gang B.P., Bassi C. et al. Estrogen controls the survival of BRCA1- deficient cells via a PI3K-NRF2-regulated pathway. Proc Natl Acad Sci USA 2014;111:4472–7. DOI: 10.1073/pnas.1324136111.Van Barele M., HeemskerkGerritsen B.A.M., Louwers Y.V. et al. Estrogens and progestogens in triple negative breast cancer: do they harm? Cancers 2021;13(11):2506. DOI: 10.3390/cancers13112506.Zhao L., Huang S., Mei S. et al. Pharmacological activation of estrogen receptor beta augments innate immunity to suppress cancer metastasis. Proc Natl Acad Sci USA 2018;115:E3673–81. DOI: 10.1073/pnas.1803291115.Mishra A.K., Abrahamsson A., Dabrosin C. Fulvestrant inhibits growth of triple negative breast cancer and synergizes with tamoxifen in ER-alpha positive breast cancer by up-regulation of ERbeta. Oncotarget 2016;7:56876–88. DOI: 10.18632/oncotarget.10871.Bado I., Nikolos F., Rajapaksa G. et al. ER-beta decreases the invasiveness of triple-negative breast cancer cells by regulating mutant p53 oncogenic function. Oncotarget 2016;7:13599–611. DOI: 10.18632/oncotarget.7300.Reese J.M., Bruinsma E.S., Monroe D.G. et al. ERbeta inhibits cyclin dependent kinases 1 and 7 in triple negative breast cancer. Oncotarget 2017;8:96506–21. DOI: 10.18632/oncotarget.21787.Schüler-Toprak S., Häring J., Inwald E.C. et al. Agonists and knockdown of estrogen receptor β differentially affect invasion of triplenegative breast cancer cells in vitro. BMC Cancer 2016;16:1–13. DOI: 10.1186/s12885-016-2973-y.Reese J.M., Bruinsma E.S., Nelson A.W. et al. ERβ-mediated induction of cystatins results in suppression of TGFβ signaling and inhibition of triple-negative breast cancer metastasis. Proc Natl Acad Sci USA 2018;115:E9580–9. DOI: 10.1073/pnas.1807751115.Mukhopadhyay U.K., Oturkar C.C., Adams C. et al. TP53 status as a determinant of pro- vs anti-tumorigenic effects of estrogen receptor-beta in breast cancer. J Natl Cancer Inst 2019;111: 1202–15. DOI: 10.1093/jnci/djz051.Revankar C.M., Cimino D.F., Sklar L.A. et al. A transmembrane intracellular estrogen receptor mediates rapid cell signaling. Science 2005;307:1625–30. DOI: 10.1126/science.1106943.Prossnitz E.R., Barton M. Signaling, physiological functions and clinical relevance of the G protein-coupled estrogen receptor GPER. Prostaglandins Other Lipid Mediat 2009;89:89–97. DOI: 10.1016/j.prostaglandins.2009. 05.001.Lappano R., Rigiracciolo D., De Marco P. et al. Recent advances on the role of G protein-coupled receptors in hypoxia-mediated signaling. AAPS J 2016;18:305–10. DOI: 10.1208/s12248-016-9881-6.Pandey D.P., Lappano R., Albanito L. et al. Estrogenic GPR30 signalling induces proliferation and migration of breast cancer cells through CTGF. EMBO J 2009;28:523–32. DOI: 10.1038/emboj.2008.304.Marjon N.A., Hu C., Hathaway H.J., Prossnitz E.R. G protein-coupled estrogen receptor regulates mammary tumorigenesis and metastasis. Mol Cancer Res 2014;12:1644–54. DOI: 10.1158/1541-7786.mcr-14-0128-t.Gorrinia C., Ganga B.P., Bassib C. et al. Estrogen controls the survival of BRCA1-deficient cells via a PI3KNRF2-regulated pathway. PNAS 2014;111(12);4472–7. DOI: 10.1073/pnas.1324136111.Sopik V., Sun P., Narod S. A. The prognostic effect of estrogen receptor status differs for younger versus older breast cancer patients. Breast Cancer Res Treat 2017;165:391–402. DOI: 10.1007/s10549-017-4333-2.Metcalfe K., Lynch H.T., Foulkes W.D. et al. Effect of oophorectomy on survival after breast cancer in BRCA1 and BRCA2 mutation carriers. JAMA Oncol 2015;1:306–13. DOI: 10.1001/jamaoncol.2015.0658.Goodwin P.J., Phillips K.A., West D.W. et al. Breast cancer prognosis in BRCA1 and BRCA2 mutation carriers: An International Prospective Breast Cancer Family Registry population-based cohort study. J Clin Oncol 2012;30:19–26. DOI: 10.1200/jco.2010.33.0068.Londero A.P., Bernardi S., Bertozzi S. et al. Synchronous and metachronous breast malignancies: A cross-sectional retrospective study and review of the literature. Biomed Res Int 2014:250727. DOI: 10.1155/2014/250727.Jobsen J.J., Van der Palen J., Ong F. et al. Bilateral breast cancer, synchronous and metachronous; differences and outcome. Breast Cancer Res Treat 2015;153(2):277–83. DOI: 10.1007/s10549-015-3538-5.Megaro G., Rossi L., Ceddia S. et al. Synchronous and metachronous metastatic breast cancer, with different histology and opposite immunophenotype, treated with combination of chemotherapy, anti-HER2, and endocrine therapy: A case report. Case Rep Oncol 2020;13(2): 544–54. DOI: 10.1159/000507433.Dağ A., Arslan B., Güler E., Mermer S. BRCA1–2 incidence in synchronous and metachronous breast cancer: A Tertiary Center Study. Ind J Surg 2022. DOI: 10.1007/s12262-022-03335-1.