Mutações e Variantes Patogênicas: Tipos, Nomenclatura HGVS e Classificação ACMG

O genoma humano tem aproximadamente 3,1 bilhões de pares de bases codificando cerca de 20.000 genes, e dois indivíduos não aparentados diferem entre si em torno de 0,1% da sequência, cerca de 1 base a cada 1.000. Cada pessoa carrega milhões de variantes em relação ao genoma de referência, incluindo, em média, perto de 150 genes com uma variante truncante heterozigótica. O desafio central da genética médica contemporânea não é mais encontrar variantes, e sim decidir quais delas causam doença: a mesma mudança pode ser patogênica em um gene e neutra em outro, e laudos de exoma frequentemente retornam dezenas de variantes de significado incerto. Para a prova, o estudante precisa dominar três vocabulários interligados: os tipos de mutação em nível de DNA, a nomenclatura HGVS usada nos laudos e as cinco categorias de classificação de variantes do consenso ACMG/AMP de 2015, que é o padrão mundial de interpretação.

01Conceitos essenciais: variante, mutação, polimorfismo e genótipo-fenótipo

Mutação, em sentido estrito, é qualquer mudança permanente e herdável na sequência de DNA; na prática clínica atual prefere-se o termo variante, que não carrega conotação de doença, seguida do qualificador de patogenicidade (variante patogênica, variante benigna). Polimorfismo é a variante presente em pelo menos 1% da população, em geral sem efeito clínico relevante; o limiar operacional moderno dos bancos populacionais usa frequência alélica de 5% para declarar uma variante benigna em genes de doença mendeliana. Genótipo é a constituição alélica de um indivíduo em um locus; fenótipo é a expressão observável, que depende do genótipo, do ambiente e de modificadores genéticos. Zigosidade descreve se a variante está em um (heterozigótica) ou nos dois cromossomos homólogos (homozygótica); hemizigótica é o estado dos genes do cromossomo X no homem e das regiões pseudoautossômicas excluídas.

02Classificação das mutações por escala: gênica, cromossômica e genômica

A primeira organização didática das mutações é por escala. Mutações gênicas (ou de ponto, mendelianas) alteram a sequência de um a poucos nucleotídeos e exigem métodos de sequenciamento para serem detectadas. Mutações cromossômicas alteram a estrutura ou o número de cromossomos inteiros: aneuploidias (trissomia 21 livre em 95% dos casos, translocação robertsoniana em 3 a 4% e mosaicismo em 1 a 2%; trissomia 18; trissomia 13; monossomia 45,X de Turner; 47,XXY de Klinefelter) e aberrações estruturais (deleção, duplicação, inversão, anel, isocromossomo e translocações recíprocas). Alterações genômicas de submicroscópicas, as variantes de número de cópia (CNVs) de 1 kb a alguns Mb, incluem as síndromes de microdeleção e microduplicação, como 22q11.2 (DiGeorge), 7q11.23 (Williams), 5p- (cri-du-chat) e as alterações de 15q11-q13 que causam Prader-Willi ou Angelman conforme a origem parental.

03Mutações em nível de DNA: substituições, indels e repetições expandidas

As substituições trocam uma base por outra e dividem-se em: transições (purina por purina ou pirimidina por pirimidina, como C para T) e transversões (purina por pirimidina ou o inverso). A consequência protéica classifica a variante em missense (troca de um aminoácido, como a HBB c.20A>T que substitui o ácido glutâmico pela valina na posição 7 da globina beta, a base da drepanocitose), nonsense (cria códon de terminação precoce, como as variantes p.Gly542Ter e p.Trp1282Ter do CFTR, frequentes no Brasil) e sinônima ou silenciosa (não muda o aminoácido, mas pode ainda assim alterar splicing ou dobramento). Variantes de sítio de splicing afetam os sítios doadores e aceptores de intrão e representam uma fração importante das variantes patogênicas conhecidas.

As inserções e deleções (indels) têm efeitos dependentes do tamanho: deleção ou inserção não múltipla de 3 bases causa mudança do quadro de leitura (frameshift), quase sempre gerando códon de terminação precoce com degradação do mRNA por nonsense-mediated decay ou proteína truncada não funcional; indels múltiplas de 3 preservam o quadro e removem ou inserem aminoácidos. O exemplo canônico é a deleção de 3 bases c.1521_1523delCTT do gene CFTR, que remove a fenilalanina 508 (p.Phe508del ou F508del): é a variante mais frequente da fibrose cística no mundo, respondendo por cerca de 70% dos alelos em populações de origem europeia e por 30 a 50% no Brasil, variando com a miscigenação regional. As mutações dinâmicas ou de repetição expandida aumentam de tamanho entre gerações: a doença de Huntington (repetição CAG no HTT: normal até 26 repetições, intermediário 27 a 35, penetrância reduzida 36 a 39, patogênica a partir de 40), a distrofia miotônica tipo 1 (repetição CTG no DMPK: normal até 34, formas leves 35 a 49, clássicas acima de 50 e congênitas com milhares de repetições) e a síndrome do X frágil (repetição CGG no FMR1: normal até 44, intermediário 45 a 54, premutação 55 a 200 e mutação completa acima de 200 com metilação e silenciamento do gene).

04Consequências funcionais: perda de função, ganho de função, dominante negativo e dose gênica

A mesma variante pode operar por mecanismos funcionais distintos, e reconhecê-los prediz o padrão de herança. Perda de função (LoF) reduz ou abole a atividade do produto gênico: em genes haploinsuficientes, uma única cópia funcional não basta, e a variantes heterozigóticas causam dominância (a deleção de ELN na síndrome de Williams); em genes em que a perda só causa doença em homozygose ou hemizigose, a herança é recessiva (fibrose cística). Ganho de função (GoF) confere atividade nova ou aumentada: as variantes p.Gly380Arg do FGFR3 na acondroplasia e as variantes de cisteína do RET na neoplasia endócrina múltipla tipo 2. Efeito dominante negativo ocorre quando o produto mutado interfere com o produto normal, típico das proteínas multiméricas: as variantes de glicina do colágeno tipo I na osteogênese imperfeita e muitas variantes do FBN1 na síndrome de Marfan. Neomorfismo cria função inteiramente nova, o exemplo clássico sendo o gene de fusão BCR-ABL1 na leucemia mieloide crônica. Por fim, os efeitos de dose pura explicam trissomias e CNVs: três cópias de genes do cromossomo 21 ou a duplicação de PMP22 na Charcot-Marie-Tooth 1A.

• Haploinsuficiência: perda de uma cópia basta (deleção de ELN; muitas variantes truncantes dominantes).
• Perda de função recessiva: exige as duas cópias alteradas (CFTR, PAH, HBB).
• Ganho de função: dominante, atividade aumentada (FGFR3 na acondroplasia; RET na MEN2).
• Dominante negativo: subunidade mutada envenena o complexo (colágeno tipo I na osteogênese imperfeita).
• Neomorfismo: nova função (BCR-ABL1).
• Efeito de dose gênica: trissomias e CNVs (duplicação de PMP22 na CMT1A versus deleção na neuropatia com sensibilidade à pressão).

05Nomenclatura HGVS: como ler o laudo molecular

A Human Genome Variation Society padronizou a descrição de variantes e sua sintaxe cai em prova. O prefixo indica o nível de referência: c. para DNA codificador (numerado a partir do códon de iniciação A de ATG como c.1), g. para genômico, n. para RNA não codificador, m. para mitocondrial, r. para RNA e p. para proteína. A descrição usa o que mudou, não a posição isolada: c.1521_1523delCTT indica deleção das bases CTT entre as posições 1521 e 1523; c.20A>T indica substituição da base A pela base T na posição 20; p.Glu7Val indica glutamato trocado por valina na posição 7 da proteína; p.Gly542Ter (ou p.Gly542X) indica códon de terminação na posição 542. Termos como dup (duplicação), ins (inserção), inv (inversão), del (deleção), fs (frameshift) e a notação de repetições completam o vocabulário. Detalhe de prova: a numeração da proteína mudou com a contagem da metionina inicial, por isso a variante da drepanocitose historicamente chamada beta-6 Glu para Val hoje se escreve p.Glu7Val; e a variante judaica askenazi do BRCA1 c.68_69delAG corresponde à antiga 185delAG.

06Classificação ACMG/AMP 2015: as cinco categorias e os critérios de evidência

O consenso ACMG/AMP classifica variantes de genes mendelianos em cinco categorias: patogênica, provavelmente patogênica, variante de significado incerto (VUS), provavelmente benigna e benigna. A avaliação combina critérios de patogenicidade muito forte (PVS1: variante nulo em gene cujo mecanismo conhecido de doença é perda de função), fortes (PS1 a PS4, incluindo PS3 teste funcional e PS4 associação significativa com casos), moderados (PM1 a PM6, incluindo domínio funcional e ausência em controles) e de suporte (PP1 a PP5), além dos critérios benignos: BA1, frequência alélica maior que 5% em bancos populacionais robustos, é suficiente isoladamente para classificar a variante como benigna, seguido de BS1 a BS4 e BP1 a BP7. A combinação obedece a regras fixas: por exemplo, patogênica exige PVS1 mais um critério forte ou dois moderados, ou dois critérios fortes; provavelmente patogênica, um forte mais um moderado, entre outras combinações previstas.

07Epidemiologia: doenças raras, frequência alélica e fundo populacional

As doenças raras afetam em conjunto de 6 a 8% da população em algum momento da vida, e 70 a 80% delas têm origem genética, com cerca de 70% manifestando-se ainda na infância. No Brasil, a Política Nacional de Atenção Integral às Pessoas com Doenças Raras (Portaria GM/MS nº 199/2014) organiza a rede em dois eixos, o primeiro dedicado às doenças raras de origem genética, com centros de referência e serviços de aconselhamento genético pelo SUS. A freqüência de variantes específicas varia com o fundo populacional: a p.Phe508del do CFTR predomina em população de origem europeia, a c.68_69delAG do BRCA1 é variante fundadora askenazi, e o Brasil, pela miscigenação, apresenta espectros regionais distintos. A triagem neonatal ilustra a tradução epidemiológica em saúde pública: a doença falciforme acomete cerca de 1 a cada 1.000 a 1.400 nascidos vivos no país, chegando a aproximadamente 1:650 na Bahia, enquanto a fibrose cística tem incidência estimada entre 1:7.000 e 1:10.000 nascidos vivos.

08Herança modificada: penetrância, expressividade, mosaico, impressão e antecipação

Genótipo idêntico não garante fenótipo idêntico. Penetrância é a proporção de portadores de um genótipo que expressa o fenótipo: completa quando próxima de 100% (neurofibromatose tipo 1, com penetrância de praticamente 100% dos adultos) e incompleta ou dependente de idade nos genes de suscetibilidade a câncer, como o BRCA1, cujo risco acumulado de câncer de mama até os 80 anos fica entre 60 e 80%. Expressividade é o grau de gravidade da manifestação entre portadores penetrantes, marcante na neurofibromatose tipo 1 e na fibrose cística. Mosaico somático resulta de mutação pós-zigótica confinada a linhagens celulares (McCune-Albright, por ativação pós-zigótica da via GNAS), e mosaico gonadal explica recidência de doença dominante em pais não afetados. Imprinting gênico é a expressão dependente da origem parental: a deleção de 15q11-q13 paterna causa Prader-Willi e a mesma deleção de origem materna (ou variantes de UBE3A) causa Angelman. Antecipação é o aparecimento mais precoce e grave em gerações sucessivas, explicado pela expansão de repetições: a doença de Huntington tende a se expandir na transmissão paterna (formas juvenis acima de 60 repetições CAG) e a distrofia miotônica congênita exige expansão materna. Herança mitocondrial completa o mapa: transmissão materna exclusiva, heteroplasmia com efeito de limiar e variabilidade tecido-específica, como nas síndromes MELAS e LHON.

09Estratégias diagnósticas: do cariótipo ao genoma completo

A escolha do teste genético depende da hipótese clínica e da escala da alteração procurada, porque cada método enxerga uma janela diferente do genoma. O cariótipo segue obrigatório quando se suspeita de aneuploidia ou de rearranjo estrutural equilibrado, como abortamentos de repetição por translocação. O microarray de DNA (aCGH ou SNP) detecta CNVs com resolução de 30 a 100 kb e é o teste de primeira linha mundial para atraso global do neurodesenvolvimento, deficiência intelectual, autismo e anomalias congênitas múltiplas, com rendimento diagnóstico de 10 a 15%, contra 2 a 3% do cariótipo nesses cenários. Painéis de genes por sequenciamento de nova geração examinam dezenas a centenas de genes candidatos com alta cobertura e custo menor que o exoma. O exoma clínico (WES) sequencia os cerca de 20.000 genes codificadores e alcança rendimento diagnóstico de 25 a 40% em coortes pediátricas bem fenotipadas de doenças raras; o genoma completo (WGS) acrescenta regiões não codificantes e melhora a detecção de variantes estruturais. Toda vez que o teste de painel ou exoma for negativo com forte suspeita clínica, deve-se considerar CNVs não cobertas, mosaicismo, variantes profundamente intrônicas e herança não mendeliana.

10Conduta diante do laudo e aconselhamento genético

• Confirme que a variante classificada como patogênica ou provavelmente patogênica se coaduna com o fenótipo, o padrão de herança e a segregação familiar: coerência fenótipo-genótipo é parte da interpretação.
• VUS não fundamenta diagnóstico, tratamento, cirurgia profilática nem teste em cascata; reavaliar o laudo a cada 1 a 2 anos ou diante de novos dados (ClinVar reclassifica parte das VUS).
• Variantes patogênicas em genes de suscetibilidade a câncer pedem teste preditivo em familiares adultos com aconselhamento pré e pós-teste.
• Solicitar o teste certo para a pergunta clínica: microarray para deficiência intelectual e autismo; cariótipo para suspeita de aneuploidia ou translocação; painel ou exoma para doenças mendelianas definidas.
• Considerar achados secundários do exoma: laboratórios devem oferecer análise da lista ACMG de genes acionáveis, com opt-in do paciente.
• Registrar variantes em bancos públicos (ClinVar) para acumular evidência e acelerar reclassificação.

11Pontos de prova e erros comuns