Beban Mutasi Tumor dan Ketidakstabilan Mikrosatelit

Beban mutasi tumor dan ketidakstabilan mikrosatelit adalah ukuran genom-lebar yang merangkum seberapa banyak mutasi yang dimiliki suatu tumor, daripada berfokus pada gen tunggal. Beban mutasi tumor menghitung mutasi somatik di seluruh genom yang dianalisis, sementara ketidakstabilan mikrosatelit mencerminkan kegagalan spesifik perbaikan ketidaksesuaian DNA yang menghasilkan pola perubahan panjang yang khas pada sekuens berulang; keduanya digunakan untuk mengelompokkan tumor berdasarkan proses mutasi yang mendasarinya.

Definition

Beban mutasi tumor adalah jumlah mutasi somatik per unit genom yang dianalisis (umumnya dinyatakan per megabasa); ketidakstabilan mikrosatelit adalah akumulasi insersi dan delesi pada sekuens pengulangan tandem pendek (mikrosatelit) yang disebabkan oleh defisiensi perbaikan ketidaksesuaian DNA, menghasilkan fenotipe tumor yang hipermutasi terukur, seringkali tidak stabil mikrosatelit.

Scope

Entri ini membahas apa itu beban mutasi tumor dan ketidakstabilan mikrosatelit, biologi perbaikan DNA di balik fenotipe hipermutasi, bagaimana masing-masing diukur, dan bagaimana keduanya saling berhubungan. Ini adalah referensi metodologis dan konseptual dalam profil molekuler tumor dan tidak memberikan rekomendasi pengujian atau pengobatan.

Core questions

• Bagaimana beban mutasi tumor dan ketidakstabilan mikrosatelit didefinisikan dan diukur?
• Bagaimana defisiensi perbaikan ketidaksesuaian menghasilkan ketidakstabilan mikrosatelit dan beban mutasi yang tinggi?
• Bagaimana ukuran genom-lebar ini saling berhubungan satu sama lain dan dengan perubahan gen spesifik?
• Faktor analitik apa yang memengaruhi keandalan dan komparabilitas ukuran ini di seluruh pengujian?

Key concepts

• Beban mutasi tumor (mutasi per megabasa)
• Ketidakstabilan mikrosatelit
• Defisiensi perbaikan ketidaksesuaian DNA
• Fenotipe hipermutasi
• Mikrosatelit dan traktus pengulangan
• Biomarker genom-lebar versus gen tunggal
• Deteksi berbasis PCR, imunohistokimia, dan sekuensing
• Proses dan tanda mutasi

Mechanisms

Sistem perbaikan ketidaksesuaian DNA mengoreksi kesalahan pasangan basa yang muncul selama replikasi, dan ini sangat penting pada mikrosatelit, di mana selip mudah menyebabkan insersi dan delesi. Ketika perbaikan ketidaksesuaian defisien — melalui mutasi gen atau penekanan epigenetik — kesalahan-kesalahan ini tidak terkoreksi, traktus pengulangan berubah panjang, dan ketidakstabilan mikrosatelit terjadi; defisiensi yang sama memungkinkan mutasi terakumulasi di seluruh genom, menghasilkan beban mutasi tumor yang tinggi. Oleh karena itu, ketidakstabilan mikrosatelit adalah salah satu penyebab molekuler dari beban mutasi yang tinggi, meskipun beban tinggi juga dapat timbul dari proses lain seperti paparan karsinogen atau cacat dalam pembacaan koreksi (proofreading). Ketidakstabilan mikrosatelit dinilai dengan PCR lokus penanda, dengan imunohistokimia untuk protein perbaikan ketidaksesuaian, atau dari data sekuensing, sementara beban mutasi tumor diturunkan dengan menghitung mutasi somatik di seluruh panel, ekson, atau genom, dengan hasil yang sensitif terhadap wilayah yang dianalisis dan aturan penghitungan yang digunakan.

Clinical relevance

Ukuran genom-lebar ini digunakan untuk mengelompokkan tumor berdasarkan proses mutasinya dan telah dipelajari sebagai biomarker agnostik-jaringan dalam konteks terapi penghambat pos pemeriksaan imun (immune-checkpoint therapy). Entri ini menjelaskan biologi, pengukuran, dan bukti yang mendasarinya; ini mengkarakterisasi bagaimana penanda ini didefinisikan dan dipelajari dan bukan merupakan dasar untuk keputusan diagnostik atau pengobatan untuk individu mana pun.

Epidemiology

Sekuensing seri tumor yang sangat besar menunjukkan bahwa beban mutasi tumor mencakup beberapa orde magnitudo di seluruh dan di dalam jenis kanker, dengan beban tertinggi pada kanker yang terkait dengan paparan mutagen atau cacat perbaikan. Tumor yang tidak stabil mikrosatelit membentuk minoritas yang dapat dikenali di beberapa jenis kanker dan secara karakteristik hipermutasi, dan kedua ukuran tersebut berkorelasi tetapi tidak dapat dipertukarkan.

History

Ketidakstabilan mikrosatelit dikarakterisasi pada tahun 1990-an dalam konteks kanker kolorektal nonpoliposis herediter dan defisiensi perbaikan ketidaksesuaian, dan panel penanda konsensus serta rekomendasi pengujian kemudian ditetapkan. Sekuensing skala besar pada tahun 2010-an mendefinisikan lanskap genom-lebar beban mutasi tumor di seluruh kanker, dan studi terapi penghambat pos pemeriksaan imun menarik perhatian pada defisiensi perbaikan ketidaksesuaian dan beban mutasi tinggi sebagai fitur molekuler lintas-tumor, mengkonsolidasikan keduanya sebagai elemen stratifikasi tumor.

Debates

Bagaimana beban mutasi tumor harus diukur dan ambang batasnya didefinisikan?

Estimasi beban mutasi bergantung pada wilayah genom yang dianalisis, pengujian, dan aturan penghitungan varian, sehingga nilai-nilai tidak secara langsung sebanding di seluruh platform, dan pilihan ambang batas untuk mendefinisikan tumor beban tinggi tetap menjadi masalah harmonisasi yang aktif.

Key figures

• Dung Le
• C. Richard Boland

Seminal works

• chalmers-2017
• le-2015
• umar-2004

Frequently asked questions

Apakah beban mutasi tumor dan ketidakstabilan mikrosatelit adalah hal yang sama?

Tidak. Ketidakstabilan mikrosatelit adalah tanda spesifik dari defisiensi perbaikan ketidaksesuaian DNA yang terlihat pada sekuens berulang, sedangkan beban mutasi tumor adalah hitungan mutasi somatik di seluruh genom; defisiensi perbaikan ketidaksesuaian meningkatkan beban mutasi, tetapi beban tinggi juga dapat timbul dari penyebab lain, sehingga keduanya terkait tetapi berbeda.

Mengapa nilai beban mutasi tumor dapat berbeda antar laboratorium?

Karena ukuran ini bergantung pada bagian genom mana yang diurutkan, kedalaman dan kualitas pengujian, serta aturan yang digunakan untuk menghitung mutasi, hasil dari platform yang berbeda tidak secara langsung sebanding, itulah sebabnya harmonisasi dan standardisasi ambang batas secara aktif didiskusikan.