Thorakale Aortendilatationssyndrome

Hintergrund Aortendilatationssyndrome werden von einer Gruppe verschiedener Syndrome umfasst, von denen das Marfan-Syndrom am besten beschrieben ist. Das Marfan-Syndrom ist eine vererbbare Bindegewebserkrankung, die mit Mutationen im Fibrillin-1-Gen (FBN1) einhergeht. Die genetische Vielfalt ist groß mit mehr als 1000 verschiedenen Mutationen in FBN1. Bisher war es in vielen Fällen teuer, schwierig und zeitaufwändig, die richtige genetische Diagnose zu erhalten; aber die Verwendung von Sequenzierung der nächsten Generation (NGS)1;2 hat das Potenzial, die Diagnose schneller, sicherer und viel billiger zu machen. Mutationen im TGFβR1- und TGFβR2-Gen können auch zu einem Marfan-Syndrom-Phänotyp führen, aber auch zum Loeys-Dietz-Syndrom und zum familiären thorakalen Aortenaneurysma-Syndrom. Mutationen in anderen Genen können zu einem klinischen Verdacht auf das Marfan-Syndrom oder verwandte Syndrome wie das Ehler-Danlos-Syndrom, das Weill-Marchesani-Syndrom sowie andere führen Marfan-Syndrom 4;5. Neue überarbeitete diagnostische Kriterien wurden 2010 vorgestellt 3.

Die Häufigkeit des Marfan-Syndroms wurde nur in wenigen Studien und mit sehr unterschiedlichen Ergebnissen untersucht. In einer chinesischen Studie aus dem Jahr 1990 wurde eine Prävalenz von 17,2 pro 100.000 gefunden, verglichen mit einer Studie aus dem Jahr 1997 mit einer Prävalenz von 4,6 pro 100.000 6-9. Vorläufige Durchläufe der verfügbaren Register deuten darauf hin, dass 1000-2000 Personen mit Marfan-Syndrom in Dänemark existieren, was eine wesentlich höhere Prävalenz als in den oben genannten Studien darstellt.

Das Muster der Symptome und Erkrankungen bei all diesen Syndromen ist sehr unterschiedlich, jedoch mit typischer Beteiligung des Herz-Kreislauf-, Augen- und Skelettsystems. Neue Studien haben auch eine erhöhte Häufigkeit von Migräne, Schlafapnoe und Cholelithiasis beim Marfan-Syndrom und wahrscheinlich mit einer Reihe von Symptomen und Merkmalen gezeigt, die noch nicht beschrieben sind 10-15.

Es gibt eine wohlbekannte erhöhte Sterblichkeit bei Marfan-Patienten aufgrund kardiovaskulärer Ursachen aufgrund von Aortendilatation und -dissektion. Dies wurde jedoch nur in wenigen und kleinen Studien untersucht; Eine amerikanisch-schottische Studie aus dem Jahr 1993 fand eine zunehmende Lebenserwartung von 48 Jahren im Jahr 1972 auf 72 Jahre im Jahr 1993 16-19. Daten zur Lebensdauer bei anderen thorakalen Aortendilatationssyndromen sind spärlich. Ebenso wenig ist über die Lebensqualität und die sozioökonomischen Bedingungen des Marfan-Syndroms und anderer verwandter Syndrome bekannt. Es ist möglich, dass die mit diesen Syndromen verbundene erhöhte Morbidität und Mortalität die sozioökonomischen Bedingungen negativ beeinflusst, wie in Marfan-Syndrom 20-23 spekuliert werden kann.

Die Skelettmanifestationen wurden erstmals von AB Marfan in der ursprünglichen Beschreibung des Syndroms im Jahr 1896 beschrieben 24, aber jetzt, ein Jahrhundert später, sind viele Facetten des Syndroms immer noch nicht gut charakterisiert, und viele Studien wurden an sehr ausgewählten Gruppen von Patienten mit Marfan-Syndrom durchgeführt , was es problematisch macht, Daten zu extrapolieren.

Dänemark hat ausgezeichnete Register; sie stellen eine einzigartige Möglichkeit dar, seltene Krankheiten wie Marfan und verwandte Syndrome hinsichtlich Morbidität, Mortalität und Sozioökonomie zu untersuchen, solange die Diagnose gesichert ist. Wir haben zuvor eine Reihe seltener Syndrome auf diese Weise untersucht 25-31.

Die Diagnose des Marfan-Syndroms und einer Reihe von thorakalen Aortendilatationssyndromen ist jedoch immer noch problematisch, und ein Ziel der vorliegenden Studie ist es, nicht nur die Diagnose, sondern auch die Charakterisierung dieser Syndrome zu verbessern. Ebenso zielen wir darauf ab, neue Mutationen zu identifizieren, insbesondere bei häufigen Erkrankungen wie der bikuspiden Aortenklappe (0,46–1,37 % der Bevölkerung), die häufig zu einer Aortendilatation und der Notwendigkeit eines chirurgischen Eingriffs führt 32. Das bikuspide Aortenklappensyndrom folgt einem autosomal-dominanten Erbgang mit unvollständiger Penetranz und männlicher Prädominanz (3:1), was auf eine Beteiligung von Genen auf dem X-Chromosom hindeutet 33.

Wir werden alle Patienten mit Marfan-Syndrom und alle anderen Patienten mit thorakalen Aortendilatationssyndromen mit einem facettenreichen Ansatz identifizieren. Die Patienten werden durch eine Kombination aller verfügbaren Register in Dänemark (das Nationale Register für Entlassungsdiagnosen, das Register für Todesursachen, das Krebsregister) und die Abteilungen, die sich um diese Patienten kümmern (die 2 Zentren für seltene Krankheiten in Kopenhagen und Aarhus), identifiziert , und die 3 größten Abteilungen für Kardiologie).

In diesem Projekt werden wir eine einzigartige Kombination aus molekularen Spitzentechnologien und gut definierten Patientenkohorten bereitstellen. Die Ziele der Studie sind die folgenden:

1. Einen schnellen und kostengünstigen Gentest für die kombinierte Diagnose all dieser Syndrome zu etablieren.
2. Bestimmung der Inzidenz all dieser Syndrome in Dänemark.
3. Ermittlung von Morbidität, Mortalität und sozioökonomischen Mustern für diese Syndrome.
4. Genotyp-Phänotyp-Beziehungen untersuchen. Studienpopulation

Aus Vorläufen im Nationalen Register für Entlassungsdiagnosen rechnen wir mit 500-1000 Personen mit Marfan-Syndrom. Einige von ihnen hatten eine Aortenoperation und Gewebeproben sind verfügbar.

Die übrigen Syndrome sind weniger zahlreich und wir erwarten insgesamt etwa 100-500 Personen. Ebenso wurden einige von ihnen an der Aorta operiert, und Gewebeproben sind verfügbar.

Für jeden Fall (Marfan- oder jedes andere Syndrom) werden wir 100 geschlechts- und altersangepasste Kontrollen von Statistics Denmark identifizieren, die es uns ermöglichen, genaue Schätzungen von Morbidität, Mortalität und sozioökonomischen Kennzahlen zu berechnen.

Methoden & Endpunkte Die NGS-Technologie ermöglicht die Beschaffung großer Mengen an Sequenzierungsdaten entweder des gesamten oder gezielter Teile des Genoms. Wir werden das gesamte Exom sequenzieren und danach auf spezifische Gene wie FBN1, TGFβR1 und TGFβR2 und andere abzielen (wir haben mehr als 40 interessante Gene gefunden, und diese Zahl steigt noch). Die Kapazität von NGS ist so groß, dass wir anstreben, eine Reihe von Patienten im selben Lauf zu sequenzieren. Dies beschleunigt den Diagnoseprozess und senkt die Kosten erheblich. Die bei einem Patienten gefundenen Veränderungen werden dann mit verfügbaren Datenbanken für Variationen im menschlichen Genom (SNPdb und HapMap) verglichen.

Die DNA-Sequenz aller untersuchten Gene ermöglicht eine Genotyp-Charakterisierung, die mit dem Phänotyp eines bestimmten Individuums korreliert wird. Es wird erwartet, dass sowohl bekannte als auch neue Mutationen gefunden werden, und wir erwarten, Einzelbasenmutationen sowie genomische Umlagerungen (Indels) zu finden.

Wir werden Gewebeproben aus der Aorta oder anderen relevanten Geweben verwenden, um Korrelationen zwischen dem Mutationsstatus, dem Grad der Boten-Ribonukleinsäure (mRNA)-Expression und der Proteinmenge herzustellen und so funktionelle Informationen zu erhalten. In einem späteren Projekt werden wir die funktionellen Aspekte der genomischen Aberrationen in Zellmodellen untersuchen.

Digitale Genexpressionswerte werden unter Verwendung von Manschettenknöpfen gefunden, und Mutationen, SNPs und Indels werden unter Verwendung des BWA-SNP-Aufrufers aufgerufen, und Kopienzahlvariationen werden unter Verwendung von CNV-seq aufgerufen. Wir führen eine tiefe Abdeckung der DNA und RNA aus denselben Proben durch, um angeblich genomische Ereignisse wie Mutationen, SNPs oder Breakpoints zu validieren. Die Bioinformatik wird unter Aufsicht der Experten der Bioinformatikgruppe der Abteilung für Molekulare Medizin durchgeführt. Unser Ziel ist die Entwicklung neuer computerisierter Techniken zur Analyse von Sequenzdaten.

Epidemiologie Die Patientenpopulation wird wie oben beschrieben beschrieben und nach genetischer Charakterisierung werden Morbidität, Mortalität und Inzidenz für die verschiedenen Syndrome untersucht. Wir werden verschiedene Register verknüpfen und die Verwendung verschreibungspflichtiger Medikamente schätzen, und wir werden die Register von Statistics Denmark verwenden und die sozioökonomischen Folgen für die verschiedenen Syndrome untersuchen.

Wir werden Tabellen der erwarteten klinischen Manifestationen in jeder Syndromgruppe entwickeln und diese schließlich mit bestimmten Mutationen (Gen-Funktions-Beziehung) verknüpfen, um so das Ergebnis jedes Individuums vorhersagen zu können. Die Tabellen enthalten das Alter des Auftretens, die Wahrscheinlichkeit des Symptoms usw.

Statistische Methoden Die Inzidenzraten werden als Fälle pro 100.000 pro Jahr berechnet und mit Hilfe der Poisson-Regression analysiert. Morbidität und Mortalität werden unter Verwendung von Kaplan-Meier-Kurven, Log-Rank-Tests und Cox-Regression beschrieben. Sozioökonomische Daten werden mittels bedingter logistischer Regression analysiert.

Genehmigungen und Kooperationspartner Die Genehmigung der Ethikkommission für Wissenschaft wird akzeptiert. Es gibt keine spezifischen ethischen Erwägungen in Bezug auf die Studie, die in Übereinstimmung mit der Deklaration von Helsinki durchgeführt wird. Es wird eine Genehmigung der verschiedenen eingesetzten Register eingeholt, und Statistics Denmark hat eine Genehmigung akzeptiert. Es werden Patienten aus den Ambulanzen der 2 Zentren für Seltene Erkrankungen in Dänemark und den 4 größten Abteilungen für Kardiologie aufgenommen. Die Daten werden in der Abteilung für Molekulare Medizin, Aarhus University Hospital, Skejby, gespeichert und analysiert.

Klinische Bedeutung Die beschriebenen Syndrome verursachen hohe Kosten für die Gesellschaft (> 3000 Personen mit verschiedenen klinischen Manifestationen), und wenn wir erfolgreich sind, werden wir in der Lage sein, Familien mit den Syndromen zu identifizieren und Krankheiten zu verhindern sowie viel früher zu diagnostizieren, was zu einer besseren Lebensqualität führt reduzierte Behandlungskosten für die Gesellschaft. Darüber hinaus führt eine genaue Beschreibung des genetischen Hintergrunds wahrscheinlich zu einer viel besseren Behandlung von beispielsweise Bluthochdruck (Angiotensin-Blocker statt Betablocker-Behandlung).

Veröffentlichungen Die beschriebenen Studien werden zu einer Reihe von Veröffentlichungen führen. Alle beteiligten klinischen Abteilungen werden in zukünftigen Veröffentlichungen im Danksagung erwähnt.