Thoracic Aorta Dilatasjonssyndrom

Bakgrunn Aortadilatasjonssyndromer består av en gruppe forskjellige syndromer, hvorav Marfans syndrom er best beskrevet. Marfans syndrom er en arvelig bindevevslidelse assosiert med mutasjoner i fibrillin-1-genet (FBN1). Det genetiske mangfoldet er bredt med mer enn 1000 forskjellige mutasjoner i FBN1. Til nå har det i mange tilfeller vært både dyrt, vanskelig og tidkrevende å få riktig genetisk diagnose; men bruken av neste generasjons sekvensering (NGS)1;2 har potensial til å gjøre diagnose raskere, tryggere og mye billigere. Mutasjoner i TGFβR1 og TGFβR2 genet kan også gi opphav til en Marfan syndrom fenotype, men også Loeys-Dietz syndrom og familiært Thoracic Aortic Aneurysm syndrom. Mutasjoner i andre gener kan føre til en klinisk mistanke om Marfan syndrom eller relaterte syndromer som Ehler-Danlos syndrom, Weill-Marchesani syndrom samt andre 3. Sporadisk forekomst på grunn av de novo mutasjoner sees i 20-30 % av diagnostiserte tilfeller av Marfan syndrom 4;5. Nye diagnostiske reviderte kriterier er presentert i 2010 3.

Hyppigheten av Marfans syndrom er kun studert i noen få studier og med svært divergerende resultater. I en kinesisk studie fra 1990 ble det funnet en prevalens på 17,2 per 100 000, sammenlignet med en studie fra 1997 med en prevalens på 4,6 per 100 000 6-9. Foreløpige gjennomganger av tilgjengelige registre tyder på at det eksisterer 1000-2000 individer med Marfan syndrom i Danmark, noe som er en betydelig høyere prevalens enn i de ovennevnte studiene.

Mønsteret av symptomer og sykdommer i alle disse syndromene er ganske variert, men med typisk involvering av kardiovaskulære, okulære og skjelettsystemer. Nye studier har også vist en økt frekvens av migrene, søvnapné og kolelitiasis ved Marfan syndrom og sannsynligvis med en rekke symptomer og egenskaper som fortsatt ikke er beskrevet 10-15.

Det er en velkjent økt dødelighet blant Marfan-pasienter på grunn av kardiovaskulære årsaker, på grunn av aortadilatasjon og disseksjon. Dette er imidlertid kun studert i få og små studier; en amerikansk/skotsk studie fra 1993 fant en økende levetid fra 48 år i 1972 til 72 år i 1993 16-19. Data om levetid ved andre thoraxaortadelatasjonssyndromer er få. Og på samme måte er ikke mye kjent om livskvaliteten og sosioøkonomiske forhold ved Marfans syndrom og andre relaterte syndromer. Det er mulig at økt sykelighet og dødelighet knyttet til disse syndromene påvirker sosioøkonomiske forhold negativt, slik det kan spekuleres i Marfan syndrom 20-23.

Skjelettmanifestasjonene ble først beskrevet av AB Marfan i den opprinnelige beskrivelsen av syndromet i 1896 24, men nå et århundre senere er mange fasetter av syndromet fortsatt ikke godt karakterisert, og mange studier har blitt utført på svært utvalgte grupper av Marfans syndrompasienter. , noe som gjør det problematisk å ekstrapolere data.

Danmark har utmerkede registre; de representerer en unik mulighet for studiet av sjeldne sykdommer som Marfan og relaterte syndromer angående sykelighet, dødelighet og sosioøkonomi, så lenge diagnosen er sikker. Vi har tidligere studert en rekke sjeldne syndromer på denne måten 25-31.

Imidlertid er diagnose av Marfan syndrom og en rekke thorax aorta dilatasjonssyndromer fortsatt problematiske, og et mål med denne studien er å forbedre ikke bare diagnosen, men også karakteriseringen av disse syndromene. På samme måte tar vi sikte på å identifisere nye mutasjoner, spesielt ved hyppige tilstander som bikuspidal aortaklaff (0,46-1,37 % av befolkningen), som ofte fører til aortadilatasjon og behov for kirurgisk inngrep 32. Bikuspidal aortaklaffsyndrom følger en autosomal dominant arv med ufullstendig penetrans og mannlig overvekt (3:1), som har pekt mot at gener på X-kromosomet er involvert 33.

Vi vil identifisere alle pasienter med Marfan syndrom og alle andre pasienter med thorax aorta dilatasjonssyndrom ved å bruke en mangefasettert tilnærming. Pasienter vil bli identifisert gjennom en kombinasjon av alle tilgjengelige registre i Danmark (The National Registry of Discharge Diagnoses, The Registry of Causes of Death, The Cancer Registry) og avdelingen tar seg av disse pasientene (de 2 sentre for sjeldne sykdommer i København og Aarhus) , og de 3 største avdelingene for kardiologi).

I dette prosjektet vil vi gi en unik kombinasjon av frontlinje molekylære teknologier og veldefinerte pasientkohorter. Målene med studien er følgende:

1. Å etablere en rask og billig genetisk test for diagnostisering av alle disse syndromene på en kombinert måte.
2. For å fastslå forekomsten av alle disse syndromene i Danmark.
3. Å etablere sykelighet, dødelighet og sosioøkonomiske mønstre for disse syndromene.
4. Å undersøke genotype-fenotype-relasjoner. Studiepopulasjon

Fra foreløpige kjøringer i Nasjonalt register for utskrivningsdiagnoser forventer vi å inkludere 500-1000 personer med Marfan syndrom. Noen av disse har gjennomgått aortakirurgi og vevsprøver er tilgjengelige.

De resterende syndromene er færre, og vi forventer til sammen å omfatte ca. 100-500 personer. Likeledes har noen av disse gjennomgått aortakirurgi og vevsprøver er tilgjengelige.

For hvert tilfelle (Marfan eller et hvilket som helst annet syndrom) vil vi identifisere 100 kjønns- og alderstilpassede kontroller fra Danmarks Statistik, slik at vi kan beregne nøyaktige estimater av sykelighet, dødelighet og sosioøkonomiske mål.

Metoder og endepunkter NGS-teknologien gjør det mulig å anskaffe store mengder sekvenseringsdata fra enten hele eller målrettede deler av genomet. Vi vil sekvensere hele exom og deretter målrette spesifikke gener som FBN1, TGFβR1 og TGFβR2 og andre (vi fant mer enn 40 gener av interesse, og dette tallet stiger fortsatt). Kapasiteten til NGS er så stor at vi tar sikte på å sekvensere flere pasienter i samme kjøring. Dette vil fremskynde diagnoseprosessen og redusere kostnadene betydelig. Endringer funnet hos en pasient vil deretter bli sammenlignet med tilgjengelige databaser over variasjoner i det menneskelige genomet (SNPdb og HapMap).

DNA-sekvensen til alle undersøkte gener vil tillate genotypekarakterisering, som vil være korrelert med fenotypen til et gitt individ. Både kjente og nye mutasjoner vil forventes å bli funnet, og vi forventer å finne enkeltbasemutasjoner så vel som genomiske rearrangementer (indels).

Vi vil bruke vevsprøver fra aorta eller annet relevant vev for korrelasjoner mellom mutasjonsstatus, nivået av messenger ribonukleinsyre (mRNA) ekspresjon og proteinmengde, og dermed oppnå funksjonell informasjon. I et senere prosjekt vil vi studere de funksjonelle aspektene ved de genomiske aberrasjonene i cellemodeller.

Digitale genekspresjonsverdier vil bli funnet ved hjelp av mansjettknapper og mutasjoner, SNPs og indels, vil bli kalt ved å bruke BWA SNP-oppringeren, og kopinummervariasjon vil bli kalt ved å bruke CNV-seq. Vi vil utføre dyp dekning av DNA og RNA fra de samme prøvene for validering av påstått genomiske hendelser som mutasjoner, SNP-er eller bruddpunkter. Bioinformatikk vil bli utført under veiledning av ekspertene ved Institutt for molekylær medisin bioinformatikkgruppe. Vi tar sikte på å utvikle nye datastyrte teknikker for analyse av sekvensdata.

Epidemiologi Pasientpopulasjonen vil bli beskrevet som nevnt ovenfor, og etter genetisk karakterisering vil vi studere sykelighet, mortalitet og forekomst for de ulike syndromene. Vi vil koble sammen ulike registre og estimere bruken av reseptbelagte medisiner og vi vil bruke registrene ved Danmarks Statistik og studere det sosioøkonomiske utfallet for de ulike syndromene.

Vi vil utvikle tabeller over forventede kliniske manifestasjoner i hver syndromgruppe og til slutt knytte disse til visse mutasjoner (gen-funksjonsforhold), og dermed kunne forutsi utfallet til hver enkelt. Tabellene vil inkludere debutalder, sannsynlighet for symptom osv.

Statistiske metoder Insidensrater vil bli beregnet som tilfeller per 100.000 per år og analysert ved bruk av Poisson-regresjon. Sykelighet og mortalitet vil bli beskrevet ved bruk av Kaplan-Meier kurver, log-rank testing og Cox regresjon. Sosioøkonomiske data vil bli analysert ved hjelp av betinget logistisk regresjon.

Tillatelser og samarbeidspartnere Tillatelse fra Vitenskapsetisk komité aksepteres. Det er ingen spesifikke etiske hensyn i forhold til studien, som vil bli utført i samsvar med Helsinki-erklæringen. Tillatelse fra de forskjellige registrene som er ansatt vil bli søkt, og Danmarks Statistik har godtatt en tillatelse. Pasienter vil bli inkludert fra poliklinikkene til de 2 sentre for sjeldne sykdommer i Danmark og de 4 største kardiologiske avdelingene. Data vil bli lagret og analysert ved Molekylærmedisinsk avdeling, Aarhus Universitetssykehus, Skejby.

Klinisk betydning De beskrevne syndromene påvirker samfunnet høye kostnader (>3000 individer med ulike kliniske manifestasjoner), og hvis det lykkes, vil vi kunne identifisere familier med syndromene og forebygge sykdommer, samt diagnostisere mye tidligere som fører til bedre livskvalitet og reduserte behandlingskostnader for samfunnet. Videre vil en nøyaktig beskrivelse av den genetiske bakgrunnen sannsynligvis føre til en mye bedre behandling av for eksempel hypertensjon (angiotensinblokker i stedet for betablokkerbehandling).

Publikasjoner De beskrevne studiene vil føre til en rekke publikasjoner. Alle involverte kliniske avdelinger vil bli omtalt i Acknowledgements i fremtidige publikasjoner.