Syndromen van thoracale aortadilatatie

Achtergrond Syndroom van de aorta dilatatie omvat een groep van verschillende syndromen, waarvan het syndroom van Marfan het best beschreven is. Het syndroom van Marfan is een erfelijke bindweefselaandoening geassocieerd met mutaties in het fibrilline-1-gen (FBN1). De genetische diversiteit is groot met meer dan 1000 verschillende mutaties in FBN1. Tot nu toe was het in veel gevallen zowel duur, moeilijk als tijdrovend om de juiste genetische diagnose te krijgen; maar het gebruik van next generation sequencing (NGS)1;2 heeft het potentieel om de diagnose sneller, veiliger en veel goedkoper te maken. Mutaties in het gen TGFβR1 en TGFβR2 kunnen ook aanleiding geven tot een fenotype van het Marfansyndroom, maar ook tot het syndroom van Loeys-Dietz en het familiaal thoracaal aorta-aneurysmasyndroom. Mutaties in andere genen kunnen leiden tot een klinische verdenking van het syndroom van Marfan of verwante syndromen zoals het syndroom van Ehler-Danlos, het syndroom van Weill-Marchesani en andere 3. Sporadisch optreden als gevolg van de novo mutaties wordt waargenomen bij 20-30% van de gediagnosticeerde gevallen van Marfansyndroom 4;5. In 2010 zijn nieuwe diagnostische herziene criteria gepresenteerd 3.

De frequentie van het syndroom van Marfan is slechts in enkele onderzoeken onderzocht en met zeer uiteenlopende resultaten. In een Chinese studie uit 1990 werd een prevalentie gevonden van 17,2 per 100.000, vergeleken met een studie uit 1997 met een prevalentie van 4,6 per 100.000 6-9. Voorlopige runs van de beschikbare registers suggereren dat er in Denemarken 1000-2000 personen met het syndroom van Marfan zijn, wat een aanzienlijk hogere prevalentie is dan in de bovengenoemde onderzoeken.

Het patroon van symptomen en ziekten bij al deze syndromen is behoorlijk gevarieerd, maar met typische betrokkenheid van het cardiovasculaire, oculaire en skeletale systeem. Nieuwe studies hebben ook een verhoogde frequentie van migraine, slaapapneu en cholelithiasis aangetoond bij het syndroom van Marfan en waarschijnlijk met een scala aan symptomen en kenmerken die nog niet beschreven zijn 10-15.

Er is een bekende verhoogde mortaliteit onder Marfan-patiënten als gevolg van cardiovasculaire oorzaken, vanwege aortadilatatie en -dissectie. Dit is echter slechts in enkele en kleine onderzoeken onderzocht; een Amerikaans/Schotse studie uit 1993 vond een toenemende levensduur van 48 jaar in 1972 tot 72 jaar in 1993 16-19. Gegevens over de levensduur bij andere thoracale aortadilatatiesyndromen zijn schaars. En evenmin is er veel bekend over de kwaliteit van leven en sociaal-economische omstandigheden van het syndroom van Marfan en andere verwante syndromen. Het is mogelijk dat de verhoogde morbiditeit en mortaliteit in verband met deze syndromen een negatieve invloed hebben op de sociaal-economische omstandigheden, zoals kan worden gespeculeerd in Marfansyndroom 20-23.

De manifestaties van het skelet werden voor het eerst beschreven door AB Marfan in de oorspronkelijke beschrijving van het syndroom in 1896 24, maar nu, een eeuw later, zijn veel facetten van het syndroom nog steeds niet goed gekarakteriseerd en zijn er veel onderzoeken uitgevoerd bij zeer geselecteerde groepen patiënten met het syndroom van Marfan. , wat het extrapoleren van gegevens problematisch maakt.

Denemarken heeft uitstekende registers; ze vormen een unieke mogelijkheid voor de studie van zeldzame ziekten zoals Marfan en verwante syndromen met betrekking tot morbiditeit, mortaliteit en socio-economie, zolang de diagnose zeker is. We hebben eerder op deze manier een reeks zeldzame syndromen bestudeerd 25-31.

De diagnose van het syndroom van Marfan en een reeks van thoracale aorta-dilatatiesyndromen zijn echter nog steeds problematisch en een doel van de huidige studie is om niet alleen de diagnose te verbeteren, maar ook de karakterisering van deze syndromen. Evenzo streven we ernaar nieuwe mutaties te identificeren, vooral bij frequente aandoeningen zoals een bicuspide aortaklep (0,46-1,37% van de bevolking), die vaak leidt tot aorta-dilatatie en de noodzaak van chirurgische interventie 32. Het bicuspide aortaklepsyndroom volgt op een autosomaal dominante overerving met onvolledige penetrantie en mannelijke overheersing (3:1), wat erop wijst dat genen op het X-chromosoom erbij betrokken zijn 33.

We zullen alle patiënten met het syndroom van Marfan en alle andere patiënten met thoracale aortadilatatiesyndromen identificeren met behulp van een veelzijdige aanpak. Patiënten zullen worden geïdentificeerd door middel van een combinatie van alle beschikbare registers in Denemarken (het nationale register van ontslagdiagnoses, het register van doodsoorzaken, het kankerregister) en afdelingen die voor deze patiënten zorgen (de 2 centra voor zeldzame ziekten in Kopenhagen en Aarhus , en de 3 grootste afdelingen Cardiologie).

In dit project zullen we een unieke combinatie bieden van frontlinie moleculaire technologieën en goed gedefinieerde patiëntencohorten. De doelstellingen van de studie zijn de volgende:

1. Een snelle en goedkope genetische test opzetten voor de diagnose van al deze syndromen op een gecombineerde manier.
2. Vaststellen van de incidentie van al deze syndromen in Denemarken.
3. Om morbiditeit, mortaliteit en sociaal-economische patronen voor deze syndromen vast te stellen.
4. Genotype-fenotype-relaties onderzoeken. Studie bevolking

Uit voorlopige runs in het National Registry of Discharge Diagnoses verwachten we 500-1000 personen met het syndroom van Marfan op te nemen. Sommigen van hen hebben een aorta-operatie ondergaan en er zijn weefselmonsters beschikbaar.

De overige ziektebeelden zijn kleiner in aantal en we verwachten samen ongeveer 100-500 personen. Evenzo hebben sommigen van hen een aorta-operatie ondergaan en zijn er weefselmonsters beschikbaar.

Voor elk geval (Marfan of een ander syndroom) zullen we 100 geslachts- en leeftijdsafhankelijke controles van Statistics Denmark identificeren, waardoor we nauwkeurige schattingen van morbiditeit, mortaliteit en sociaal-economische maatstaven kunnen berekenen.

Methoden en eindpunten De NGS-technologie maakt het mogelijk om grote hoeveelheden sequencinggegevens te verkrijgen van ofwel het gehele ofwel gerichte delen van het genoom. We zullen het hele exom sequensen en ons daarna richten op specifieke genen zoals FBN1, TGFβR1 en TGFβR2 en andere (we hebben meer dan 40 interessante genen gevonden en dit aantal stijgt nog steeds). De capaciteit van NGS is zo groot dat we ernaar streven om een ​​aantal patiënten in dezelfde run te sequensen. Dit versnelt het diagnostisch proces en verlaagt de kosten aanzienlijk. Veranderingen die bij een patiënt worden gevonden, worden vervolgens vergeleken met beschikbare databases met variaties in het menselijk genoom (SNPdb en HapMap).

De DNA-sequentie van alle onderzochte genen zal genotypekarakterisering mogelijk maken, die zal worden gecorreleerd met het fenotype van een bepaald individu. Zowel bekende als nieuwe mutaties zullen naar verwachting worden gevonden, en we verwachten zowel single-base mutaties als genomische herschikkingen (indels) te vinden.

We zullen weefselmonsters van de aorta of ander relevant weefsel gebruiken voor correlaties tussen de mutatiestatus, het niveau van expressie van boodschapperribonucleïnezuur (mRNA) en de hoeveelheid eiwit, om zo functionele informatie te verkrijgen. In een later project zullen we de functionele aspecten van de genomische afwijkingen in celmodellen bestuderen.

Digitale genexpressiewaarden zullen worden gevonden met behulp van manchetknopen en mutaties, SNP's en indels, zullen worden aangeroepen met behulp van de BWA SNP-caller, en kopienummervariatie zal worden aangeroepen met behulp van CNV-seq. We zullen het DNA en RNA van dezelfde monsters grondig onderzoeken voor validatie van vermeende genomische gebeurtenissen zoals mutaties, SNP's of breekpunten. De bio-informatica wordt uitgevoerd onder supervisie van de experts van de bio-informaticagroep van de afdeling Moleculaire Geneeskunde. We streven naar het ontwikkelen van nieuwe geautomatiseerde technieken voor analyse van sequentiegegevens.

Epidemiologie De patiëntenpopulatie zal worden beschreven zoals hierboven vermeld, en na genetische karakterisatie zullen we de morbiditeit, mortaliteit en incidentie voor de verschillende ziektebeelden bestuderen. We zullen verschillende registers koppelen en het gebruik van receptgeneesmiddelen inschatten en we zullen de registers van Statistics Denmark gebruiken en de sociaal-economische uitkomst voor de verschillende ziektebeelden bestuderen.

We zullen tabellen ontwikkelen van verwachte klinische manifestaties in elke syndroomgroep en deze uiteindelijk koppelen aan bepaalde mutaties (gen-functierelatie), zodat we de uitkomst van elk individu kunnen voorspellen. De tabellen bevatten leeftijd bij aanvang, waarschijnlijkheid van symptomen, enz.

Statistische methoden Incidentiecijfers worden berekend als gevallen per 100.000 per jaar en geanalyseerd met behulp van Poisson-regressie. Morbiditeit en mortaliteit zullen worden beschreven met behulp van Kaplan-Meier-curven, log-rank testen en Cox-regressie. Sociaal-economische gegevens zullen worden geanalyseerd met behulp van voorwaardelijke logistische regressie.

Toestemmingen en samenwerkingspartners Toestemming van de Wetenschapsethische Commissie wordt geaccepteerd. Er zijn geen specifieke ethische overwegingen met betrekking tot de studie, die zal worden uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki. Er zal toestemming worden gevraagd aan de verschillende gebruikte registers en Statistics Denmark heeft een toestemming geaccepteerd. Er zullen patiënten worden opgenomen uit de poliklinieken van de 2 centra voor zeldzame ziekten in Denemarken en de 4 grootste afdelingen cardiologie. Gegevens zullen worden opgeslagen en geanalyseerd op de afdeling Moleculaire Geneeskunde, Aarhus University Hospital, Skejby.

Klinisch belang De beschreven syndromen brengen hoge kosten met zich mee voor de samenleving (>3000 personen met verschillende klinische manifestaties). lagere behandelingskosten voor de samenleving. Bovendien zal een nauwkeurige beschrijving van de genetische achtergrond waarschijnlijk leiden tot een veel betere behandeling van bijvoorbeeld hypertensie (behandeling met angiotensineblokker in plaats van bètablokker).

Publicaties De beschreven onderzoeken zullen leiden tot een scala aan publicaties. Alle betrokken klinische afdelingen zullen worden vermeld in dankbetuigingen in toekomstige publicaties.