在癌症遗传学研究中，BRCA2基因以其携带致癌突变的潜在风险而受到广泛关注。BRCA2基因的变异，特别是失去功能的突变，与多种癌症的高发病率密切相关。英国当地时间2025年1月8日，来自美国顶级医疗机构梅奥诊所的科研团队在《Nature》期刊发表了一篇题为“Functional evaluation and clinical classification of BRCA2 variants”的论文。该研究对BRCA2基因变异的功能进行评估及临床分类，为携带这些变异的个体提供了重要的临床管理参考。这项研究采用了CRISPR–Cas9技术，从细胞层面评估了BRCA2基因变异对基因功能的影响，为理解这些变异与乳腺癌、卵巢癌等多种癌症的关系提供了新的见解。通过对这些变异进行大规模系统划分，这项工作大幅提高了泛癌风险评估的准确性，有望在临床中产生重要影响。
BRCA2基因是一个已知的与癌症易感性相关的基因，其功能缺失变异与多种癌症的高风险相关，尤其是乳腺癌和卵巢癌。然而，目前有大量BRCA2变异被归类为意义不明确的变异（VUS），这限制了其在临床中的应用。为了解决这一问题，研究人员采用了一种基于CRISPR-Cas9的饱和基因组编辑技术，对BRCA2基因的15到26号外显子中的所有可能的单核苷酸变异进行了功能评估。这些外显子编码BRCA2的DNA结合域，是已知致病错义变异的热点区域。通过这种方法，研究人员能够将大多数变异分类为致病或可能致病，或为良性或可能良性，从而提高了BRCA2变异的临床管理效用。尽管BRCA2的致病变异与乳腺癌和卵巢癌的高风险相关，但由于大量变异的功能和临床意义尚不明确，临床管理面临挑战。为了改善这一状况，研究人员结合多种证据来源，包括变异在人群中的频率、计算机预测和功能数据，开发了一种综合模型用于变异的临床分类。通过将功能测定结果整合到ClinGen、美国医学遗传学和基因组学学会（ACMG）以及分子病理学协会（AMP）的模型中，研究人员能够对91%的变异进行明确分类。这一研究为BRCA2变异的临床管理提供了重要的参考，帮助识别高风险个体并指导预防和治疗策略。研究表明，功能丧失的错义变异与乳腺癌和卵巢癌的风险增加有关。通过整合功能测定结果和现有的临床模型，研究团队成功将91%的变异分类为致病、可能致病、良性或可能良性。这些分类有助于改善携带BRCA2变异个体的临床管理。研究的关键发现包括：通过功能测定和Bayesian模型，研究团队将6,959个变异分为七个致病性类别。研究验证了功能测定的高灵敏度和特异性，并发现大多数变异可以通过功能测定进行有效分类。功能测定结果与其他小规模功能测定结果高度一致，显示出较高的相关性。此外，研究还发现，功能强致病性（PStrong）错义变异在BRCA2结构域中具有特定的富集模式，尤其是在螺旋域和OB1域中。通过这些发现，研究为BRCA2变异的临床分类提供了重要的功能数据支持，有助于更好地理解这些变异对癌症风险的影响。
BRCA2基因的胚系功能缺失变异与多种癌症的易感性相关，特别是乳腺癌和卵巢癌。尽管临床遗传检测能够识别这些变异，但变异意义不明确（VUS）的存在限制了检测结果的临床应用。因此，该研究的目的是通过功能表征和临床分类来促进携带BRCA2变异个体的临床管理。1. BRCA2变异的功能评估提高了临床分类的准确性：研究通过功能检测将91%的BRCA2变异成功分类为致病或良性。这种分类能够帮助医生更好地管理携带此类变异的患者，包括预防、筛查和治疗策略的制定。2. 提高癌症风险评估的精确性：研究发现，编码失功能的错义变异与乳腺癌和卵巢癌的高风险密切相关。功能检测结果与其他遗传和临床证据结合，能够提高对这些癌症风险的评估精确性。3. 为未分类变异提供更多信息：尽管研究解决了许多VUS的问题，仍有一些未分类变异存在。随着未来更多数据的整合，这些变异有望被进一步分类，从而减少不确定性。4. 影响临床决策和患者管理：对于携带致病或可能致病变异的个体，研究结果支持更积极的癌症筛查和预防措施；而对于携带良性或可能良性变异的个体，则可以避免不必要的干预。
论文旨在通过功能性鉴定和临床分类所有BRCA2变体，以改善携带这些变体个体的临床管理。1. 目标区域选择： 研究集中于BRCA2基因中的15到26号外显子，这些区域编码BRCA2的DNA结合域，是致病性错义变体的热点区域。2. 饱和基因组编辑： 使用CRISPR-Cas9系统在HAP1单倍体细胞系中进行基因敲入，生成并评估所有可能的单核苷酸变体（SNVs）。通过这种方法，能够在内源性BRCA2基因中插入变体，分析其对细胞活力的功能影响。3. 文库生成与转染： 通过定点诱变生成包含6959个SNVs的文库。每个靶区的单向导RNA（sgRNA）被克隆到sgRNA-Cas9构建体中，并与文库质粒共同转染到HAP1细胞中。
4. 深度测序与数据分析： 在转染后的第0天（D0）、第5天（D5）和第14天（D14）收集基因组DNA样本，进行扩增子深度测序，以估算各时间点的SNV计数。根据D14到D0的比值计算log2变换的折叠变化（LFC）值，作为原始功能分数。
5. 变体功能评估与分类： 使用VarCall贝叶斯模型对功能分数进行调整，分类变体的致病性。通过将功能性检测结果整合到ClinGen、ACMG和AMP的模型中，对BRCA2变体进行临床分类。研究发现，91%的变体被分类为致病性或可能致病性，或良性或可能良性。
6. 临床关联分析： 评估功能性变体与乳腺癌和卵巢癌的风险相关性，发现功能丧失型错义变体与乳腺癌和卵巢癌的风险增加有关。
图1：BRCA2 DBD中所有SNVs的SGE MAVE示意图
Figure 1 展示了BRCA2 DNA结合域（DBD）中所有单核苷酸变异（SNVs）的高通量功能分析（SGE MAVE）的示意图。
图2：BRCA2 SNVs的功能注释
Figure 2 展示了研究中SNVs在不同功能类别中的分布及其对BRCA2功能的影响，这些数据进一步支持了研究团队的变异分类及其潜在临床应用。这些图表有效地展示了基于功能验证的SNVs的分类方法，为临床界定和管理BRCA2变异相关的健康风险提供了有力的支持。
A. 为了研究BRCA2 SNVs的功能影响，对这些SNVs进行了生物信息学预测分析。结果显示，部分SNVs可能对BRCA2蛋白的功能产生显著影响。
B. 通过细胞实验，验证了部分BRCA2 SNVs对细胞增殖的影响。结果表明，这些SNVs可能导致细胞增殖能力的改变。
C. 进一步利用蛋白质结构建模分析了BRCA2 SNVs对蛋白质结构的影响。结果显示，某些SNVs可能导致BRCA2蛋白结构的不稳定性。
结论：BRCA2 SNVs可能通过影响蛋白功能和结构，对细胞增殖产生影响，这为理解BRCA2相关疾病的分子机制提供了新的视角。
图3：BRCA2 MAVE数据与功能实验和计算预测数据的比较Figure 3 为了更好地理解BRCA2突变的功能影响，使用多种方法对其进行分析，包括高通量突变效应分析（MAVE）、功能实验以及计算预测。
A. 通过对BRCA2基因的MAVE数据与已有的功能实验数据进行比较，发现两者在评估突变功能影响方面具有较高的一致性。这表明MAVE方法在功能评估中的可靠性。
B. 将BRCA2的MAVE数据与多种计算预测工具的结果进行比较，结果显示MAVE数据与这些工具的预测结果在某些突变上存在差异。这提示计算预测工具在某些情况下可能需要进一步优化。
C. 为了验证MAVE数据的准确性，选择了一些BRCA2突变进行功能实验，结果显示这些实验结果与MAVE数据高度一致，进一步支持了MAVE方法的有效性。
结论：BRCA2的MAVE数据在评估突变功能影响方面与功能实验结果一致，但与计算预测工具的结果存在一定差异。这表明MAVE方法在BRCA2突变功能研究中具有重要的应用价值，同时也提示计算预测工具需要进一步改进。
图4：BRCA2 SNVs的临床分类
Figure 4 展示了BRCA2基因的单核苷酸变异（SNVs）与乳腺癌风险相关性，了解这些变异的临床意义有助于癌症风险评估和管理。
A. 为了评估BRCA2 SNVs的临床意义，对不同SNVs进行了功能分析。结果显示，某些SNVs与乳腺癌的高风险显著相关，而另一些则没有显示出明显的风险关联。
B. 通过对BRCA2 SNVs的分类，发现一些变异可以被归类为致病性变异，而另一些则被归类为良性或不确定意义的变异。
结论：BRCA2 SNVs的临床分类可以帮助识别与乳腺癌风险相关的致病性变异，从而为个体化癌症风险评估提供依据。
这篇论文探讨了BRCA2基因变异的功能评估及其临床分类，旨在提升BRCA2基因检测结果的临床实用性。通过对BRCA2 DNA结合域中单核苷酸变异的分析，研究人员利用饱和基因组编辑技术（CRISPR-Cas9）对人类单倍体HAP1细胞进行内源性靶向。论文中使用的功能性检测结果被整合至ClinGen、ACMG和AMP的模型中，用于BRCA2变异的临床分类。研究结果表明，91%的变异可以被分类为致病、可能致病或良性、可能良性。这些分类的变异能够改善携带BRCA2变异个体的临床管理。
研究强调了BRCA2基因变异的功能评估对于理解和管理相关癌症风险的重要性。BRCA2失功能变异与乳腺癌、卵巢癌等多种癌症的高风险密切相关，但目前仍有大量的变异被分类为意义不明的变异（VUS）。通过使用新型的高通量功能检测技术，研究人员能够大规模地评估这些变异的功能影响，从而提高其临床分类的准确性。研究结果不仅为BRCA2基因的变异分类提供了详尽的功能性数据支持，也为临床上如何更好地管理携带这些变异的个体提供了明确的指导。
整体而言，这项研究显著提高了BRCA2变异的临床分类能力，减少了VUS的数量，使得携带BRCA2变异的个体能够得到更精准的癌症风险评估与管理建议。这不仅有助于个体化的癌症预防和治疗策略，也有望推动相关遗传检测和咨询的进步。
