Prevalensen av RYR1-relatert sykdom

ABSTRAKT

Skjelettmuskel-ryanodinreseptoren (RYR1)-genet koder for en viktig kalsiumkanal i skjelettmuskulaturen, med en avgjørende rolle i muskelsammentrekning. Mutasjoner (dvs. sykdomsfremkallende endringer) i RYR1 er assosiert med et svært bredt spekter av kliniske problemer, alt fra medfødte muskeltilstander med dyp svakhet ved fødselen ("medfødte myopatier"), til en potensielt dødelig anestesikomplikasjon ("Malignant Hyperthermia, MH") i ellers friske individer. Selv om RYR1-relaterte tilstander antas å være blant de vanligste nevromuskulære lidelsene, er deres nøyaktige prevalens (dvs. antall tilfeller i en bestemt populasjon på et gitt tidspunkt) foreløpig ukjent. Dessuten er det ingen informasjon om den relative frekvensen av spesifikke medfødte myopatier, MH og relaterte manifestasjoner.

Mangelen på pålitelige epidemiologiske data representerer en stor hindring for å imøtekomme behovene til individer som er berørt av RYR1-relaterte tilstander, til passende ressursallokering og forberedelse til kliniske studier ("prøveberedskap") som er avgjørende for terapiutvikling. For å løse denne mangelen vil vi gjennomføre en internasjonal samarbeidsstudie som involverer nevromuskulære og MH-sentre fra Storbritannia og Nederland, med fokus på forekomsten av RYR1-relaterte tilstander, som en gruppe og per subtype. Landene som deltok i denne studien ble inkludert på grunn av 1) sentralisert RYR1-testing, 2) tilstedeværelsen av minst én database/register med befolkningsomfattende dekning som fanger opp RYR1-relaterte lidelser og 3) nasjonale myopati- og MH-ekspertisesentre. Informasjon om RYR1-muterte individer og deres spesifikke diagnose vil bli hentet fra nasjonale databaser/registre, og analysert ved bruk av statistiske tilnærminger som er veletablert i epidemiologisk vurdering av menneskelig sykdom og andre pattedyrpopulasjoner.

Denne studien vil gi viktig informasjon om den faktiske sykdomsbyrden av RYR1-relaterte lidelser i verdensomspennende skala, informere passende forskningsressursallokering og forberedelse til prøvedskap.

I. RYR1 FORSKNINGSPRIORITET OMRÅDE

A. Prevalens av RYR1-relaterte sykdommer

II. PÅVIRKNING PÅ RYR1-RELATERT SYKDOM

Det er flere grunner til at denne forskningen er viktig og vil utgjøre en betydelig forskjell i RYR-1 Foundations oppdrag med å finne behandlinger og kurer for RYR1-relaterte sykdommer:

For første gang vil denne studien gi pålitelige og oppdaterte epidemiologiske data om prevalensen av RYR1-relaterte lidelser som gruppe, og med hensyn til spesifikke undergrupper innenfor denne bredere gruppen. For øyeblikket tilgjengelige epidemiologiske data er utdaterte og gjenspeiler ikke endringene i diagnostisk praksis og den tilhørende økningen i diagnostisk utbytte det siste tiåret. Dessuten, i motsetning til de få tilgjengelige, regionalt begrensede studiene, er dette den første epidemiologiske studien om RYR1-relaterte lidelser som tar en landsomfattende tilnærming som involverer to store europeiske land med etnisk blandede befolkninger, og begrenser dermed den potensielle effekten av regionale forskjeller i ekspertise og diagnostisk strenghet. I motsetning til tidligere studier vil denne studien ikke bare fokusere på RYR1-relaterte myopatier, men på RYR1-relaterte lidelser i sin helhet, inkludert medfødte myopatier og følsomhet for ondartet hypertermi.

Pålitelige epidemiologiske data angående en gruppe lidelser og/eller spesifikke undergrupper i er en essensiell del av preparatet for klinisk studieberedskap, og vil muliggjøre klinisk oversettelse av ny terapeutisk utvikling angående RYR1-relaterte lidelser i klinisk praksis. En rekke nye terapeutiske tilnærminger er for tiden på det pre-kliniske eller kliniske forsøksstadiet, med noen av disse tilnærmingene som forventes å bli introdusert i klinisk praksis de neste årene.

Denne studien vil fremheve den sanne samfunnsmessige og individuelle sykdomsbyrden av RYR1-relaterte lidelser og gi en stimulans for riktig allokering av helse- og forskningsressurser dedikert til denne viktige gruppen av nevromuskulære lidelser. Videre fremhever den relative frekvensen til spesifikke undergrupper (dvs. medfødte myopatier, MH) innenfor den bredere gruppen av RYR1-relaterte lidelser vil bidra til å fokusere og skreddersy fremtidig forskningsinnsats, ettersom de underliggende patogene mekanismene og individuelle sykdomsmanifestasjoner i ulike undergrupper er vidt forskjellige. Enda viktigere, terapeutiske strategier rettet mot pasienter som lider av medfødte myopatier vil ikke nødvendigvis være til nytte for de som lider av MH, og ulike behandlingstilnærminger basert på pålitelige epidemiologiske data kan være nødvendig.

Til slutt, innhenting av mer detaljerte genotype-fenotype-data vil sannsynligvis gi viktig innsikt i de for øyeblikket ikke fullt utforskede koblingene mellom medfødt myopati og maligne hypertermi-fenotyper, og det spennende kontinuumet mellom malign hypertermi-mottakelighet, anstrengelsesmyalgi/rabdomyolyse og forbedret idrett, hhv.

III. SPESIFIKKE MÅL OG RASJONAL

De spesifikke primære målene med dette prosjektet er i) å undersøke forekomsten av RYR1-relaterte lidelser i to forskjellige land, Storbritannia og Nederland; ii) å avgrense den relative frekvensen av spesifikke undergrupper (spesielt medfødte myopatier vs ondartet hypertermi) i den samlede gruppen av RYR1-relaterte lidelser; og iii) å etablere genotype-fenotypekorrelasjoner for spesifikke undergrupper av RYR1-relaterte myopatier og relaterte lidelser.

Selv om det ikke er et hovedmål med denne studien, vil den utpekte postdoktoren også bli invitert til å bidra til annet pågående arbeid med RYR1-relaterte lidelser fra avdelingen.

i) Prevalens av RYR1-relaterte lidelser: Det antas at mutasjoner i RYR1 er en av de vanligste genetiske årsakene til ikke-dystrofiske nevromuskulære lidelser, men det er foreløpig kun få studier som rapporterer utbredelsen av disse vanlige tilstandene. Dessuten er disse studiene regionalt begrensede og mer enn 10 år gamle, og reflekterer ikke nylige endringer og regionale forskjeller i diagnostisk praksis. En internasjonal samarbeidsstudie som fokuserer på forekomsten av RYR1-relaterte lidelser er derfor sårt nødvendig og tidsriktig.

ii) Hyppighet av spesifikke undergrupper av RYR1-relatert sykdom: I løpet av de siste to tiårene har spekteret av RYR1-relaterte lidelser kontinuerlig utviklet ; ) myopatier. Det er foreløpig ingen data om hyppigheten av disse spesifikke undergruppene, og en spesifikk studie som tar for seg denne mangelen er presserende nødvendig.

iii) Genotype-fenotype-korrelasjoner i RYR1-relaterte lidelser: Å definere genotype-fenotype-korrelasjoner vil bidra til å ytterligere belyse det komplekse forholdet mellom RYR1-relaterte MHS- og CM-fenotyper, og gi grunnlaget for fremtidig forskning, inkludert funksjonelle studier. Spesifikke analyser som skal foretas vil for eksempel fokusere på RYR1-varianter involvert i King-Denborough syndrom (KDS), en sjelden myopati assosiert med dysmorfe trekk og dyp følsomhet for malign hypertermi (MHS), og på p.Thr4288_Ala4290dup, en RYR1-variant funnet med påvisbar frekvens hos individer av afrikansk aner på databaser av genomisk variasjon, ofte assosiert med økt atletisk evne. RYR1 p.Thr4288_Ala4290dup er også funnet hos individer med anstrengelsesmyalgi/rabdomyolyse (ERM) og malign hypertermi (MH), men det er foreløpig uklart om denne observasjonen reflekterer en årsakssammenheng eller bare den relativt høye frekvensen av denne varianten i visse populasjoner. For å løse dette spørsmålet, vil vi sammenligne frekvensen av p.Thr4288_Ala4290dup i datasettene oppnådd i i) og ii) med populasjonsfrekvensen.

IV. Foreløpige/støttedata

i) Prevalens av RYR1-relaterte lidelser: Det er foreløpig bare én studie fra USA, som indikerer prevalensen av RYR1-relaterte medfødte myopatier som 1 av 90000 i en representativ pediatrisk populasjon (Amburgey et al., Ann Neurol 2011;70: 662-665); dette er sannsynligvis en undervurdering, tatt i betraktning at denne mer enn 10 år gamle studien går forut for den utbredte introduksjonen av neste generasjons sekvensering i klinisk diagnostikk, og tar ikke hensyn til presentasjoner som MH, eller MH-relaterte manifestasjoner (som f.eks. anstrengelsesmyalgi/rabdomyolyse og sent-debuterende aksial myopati) som bare har blitt anerkjent i løpet av det siste tiåret. En nyere UK-basert studie indikerer mutasjoner i RYR1 som den vanligste identifiserbare genetiske årsaken til medfødte myopatier [Maggi et al., Neurology 2015;84:28-35], men kommenterer ikke deres generelle prevalens.

ii) Hyppighet av spesifikke undergrupper av RYR1-relatert sykdom: Det er foreløpig bare en studie fra Storbritannia om hyppigheten av spesifikke RYR1-relaterte medfødte myopatier (CMS), noe ) ("kjernen myopatier") er mest vanlig, mens andre som sentronukleær myopati (CNM) og medfødt fibertype uforholdsmessig (CFTD) er sjeldnere [Maggi et al., Neurology 2015; 84: 28-35]. Det er foreløpig ingen informasjon om den relative hyppigheten av CM kontra ondartede hypertermi-fenotyper, og av nylig fremkommet MH-assosierte manifestasjoner som anstrengende myalgi/rabdomyolyse og sen-begynnende aksial myopati.

iii) Genotype-fenotype-korrelasjoner i RYR1-relaterte lidelser: Å definere genotype-fenotype-korrelasjoner vil bidra til å ytterligere belyse det komplekse forholdet mellom RYR1-relaterte MHS- og CM-fenotyper, og gi grunnlaget for fremtidig forskning, inkludert funksjonelle studier. Spesifikke analyser som skal foretas vil for eksempel fokusere på RYR1-varianter involvert i King-Denborough syndrom (KDS), en sjelden myopati assosiert med dysmorfe trekk og dyp følsomhet for malign hypertermi (MHS), og på p.Thr4288_Ala4290dup, en RYR1-variant funnet med påvisbar frekvens hos individer av afrikansk aner på databaser av genomisk variasjon, ofte assosiert med økt atletisk evne. RYR1 er også funnet hos individer med anstrengelsesmyalgi/rabdomyolyse (ERM) og ondartet hypertermi (MH), men det er foreløpig uklart om denne observasjonen gjenspeiler en årsakssammenheng eller bare den relativt høye frekvensen av denne varianten i visse populasjoner. For å løse dette spørsmålet, vil vi sammenligne frekvensen av p.Thr4288_Ala4290dup i datasettene oppnådd i i) og ii) med populasjonsfrekvensen.

V. DETALJERT PROSJEKTBESKRIVELSE

1) Eksperimentell plan og metoder:

A) Studiebeskrivelse:

i) Prevalens av RYR1-relaterte lidelser: For å bestemme utbredelsen av RYR1-relaterte lidelser, vil vi samle inn demografiske, genetiske, kliniske og patologiske data fra pasienter diagnostisert og gjennomgått i to forskjellige land, Storbritannia og Nederland, med populasjoner på henholdsvis 67 og 17 millioner. Landene ovenfor vil bli inkludert basert på tilgjengeligheten av a) sentralisert RYR1-testing med populasjonsdekkende dekning, og/eller tilstedeværelsen av nasjonale ekspertisesentre for b) medfødte myopatier og malign hypertermi (MH) med pasientdatabaser/registre med populasjonsdekkende dekning.

Inklusjonskriterier for pasienter er a) tilstedeværelsen av (en) utvetydig patogen(e) RYR1-mutasjon(er), b) kliniske trekk ved en anerkjent RYR1-relatert lidelse (dvs. en medfødt myopati, MH eller relaterte fenotyper), c) minst én spesialist gjennomgå ved et av de nasjonale kompetansesentrene og d) være bosatt i et av deltakerlandene. Kriterier for diagnostisering av en medfødt myopati er tilstedeværelsen av suggestive kliniske trekk og støttende muskelbiopsifunn, eller tilstedeværelsen av støttende histopatologiske funn hos en førstegradsslektning med lignende kliniske trekk og samme RYR1-genotype. Kriterier for diagnostisering av MH-følsomhet er kliniske trekk som tyder på ondartet hypertermi (som definert av en diagnostisk Larach-score) og/eller en positiv IVCT/CHCT-test, eller en slektning med en historie med MH og samme RYR1-genotype. Eksklusjonskriterier vil være en klinisk diagnose av en medfødt myopati eller ondartet hypertermi uten noen av de støttende bevisene som skissert ovenfor, eller ikke være bosatt i et av deltakerlandene.

Datainnsamling: For hver pasient vil vi samle inn følgende data fra databaser/registre som allerede eksisterer ved de deltakende sentrene: Alder ved diagnose, kjønn og RYR1 genotype. Vi vil også samle inn detaljer om den spesifikke RYR1-relaterte diagnosen, kategorisert som Central Core Disease (CCD), Multi-minicore Disease (MmD), Centronuclear Myopathy (CNM), Congenital Fiber Type Disproportion (CFTD), King-Denborough Syndrome (KDS) ), medfødt myopati med ikke-spesifikke histopatologiske trekk (CMNS), ondartet hypertermi Følsomhet (MHS) og anstrengende rabdomyolyse/myalgi (ERM). I tilfeller med mer enn én diagnose av en RYR1-relatert lidelse (for eksempel CCD og MH), vil begge diagnosene bli registrert. Data vil bli samlet inn for alle pasienter som oppfyller inklusjonskriteriene sett ved et av de deltakende sentrene over en 10-årsperiode, mellom 01.01.2011 til 31.12.20. Alle data vil bli lagret i anonymisert form på en sikker server ved King's College University, London. En standardisert datainnsamlingsproforma er diskutert og avtalt vil bli gitt separat.

Statistisk og epidemiologisk analyse: Punktforekomster for hvert land vil bli beregnet basert på antall pasienter som er i live på 31.12.2020, sammenlignet med nasjonale befolkningstall. I land der mer enn en populasjonsbasert database/register som fanger RYR1-relaterte lidelser er tilgjengelig, vil vi også utføre en tilnærming til flere kilderfangst (som beskrevet i detalj av Deenen et al., Neurology 2014; 83: 1056-59 ), en tilnærming som er egnet til å korrigere for symptomatiske individer som kanskje ikke har blitt fanget i noen av de forhørte databasene/registrene. Prisene vil bli beregnet i de årlige årskullene for observasjonsperioden, og vil bli uttrykt per 100 000 personer per år. Priser vil presenteres for den samlede kohorten og spesifiserte undergrupper, hver stratifisert etter alder og kjønn. Alle forekomster vil være aldersjustert ved bruk av direkte metoder til den europeiske standardpopulasjonen i 2013. 95% CIS vil bli estimert forutsatt at en Poisson -distribusjon for antall hendelser.

ii) Frekvens av spesifikke undergrupper av RYR1-relatert sykdom: Basert på dataene oppnådd i I), vil vi også beregne hyppigheten av spesifikke undergrupper av RYR1-relaterte lidelser, inkludert de forskjellige medfødte myopatier (CCD, MMD, CNM, CFTD, CMNs) og ondartet hypertermi (MH). For hver pasient vil den kliniske og histopatologiske diagnosen bli bekreftet ved gjennomgang av de kliniske merknadene og den opprinnelige muskelbiopsien der det er mulig.

iii) Genotype-fenotypekorrelasjoner i RYR1-relaterte lidelser: Vi har tidligere publisert den største serien av RYR1-relaterte KDS-pasienter så langt, noe som indikerer at KDS er en unik myopati som er nært knyttet til MH-assosierte RYR1-mutasjoner, men med presisemodus for Arv for øyeblikket uløst [Dowling et al., Neuromuscul Disord 2011; 21: 420-427]. Vi har senere identifisert mer enn 10 ekstra pasienter med RYR1-relaterte KD-er og funnet en tilsynelatende assosiasjon med RYR1 Central Domain MH Mutational Hotspot (Fernandez-Garcia et al., Manuskript under forberedelse), en observasjon som må valideres i større datasett .

RYR1 s.thr4288_ala4290dup er tidligere rapportert i forbindelse med MH-reaksjoner, ofte hos individer som bærer minst en ekstra RYR1-variant [Levano et al., Hum Mutat 2008; 30: 590-8; Sambuughin et al., Clin Genet 2009; 76: 564-68]. Vi har også funnet RYR1 P.THR4288_ALA4290DUP i en kohort av pasienter som presenterer RYR1-assosiert anstrengelse myalgi/rabdomyolyse, ofte assosiert med en tilsynelatende forbedret atletisk evne [Dlamini et al. Neuromuscul Disord 2013; 23: 540-48], en forening som ennå ikke er utforsket nærmere.

B) Etiske hensyn, regulatoriske krav og datahåndteringsprotokoll:

Studien har mottatt foreløpig forskningsetisk komité (REC) godkjenning av King's College London REC i påvente av noen mindre endringer (KCL Ethics Ref: LRS/DP-22/23-36029).

En datahåndteringsprotokoll er utviklet av den utpekte dataansvarlig for studien. De retrospektive dataene som er samlet inn fra Storbritannia (Guy's & St Thomas' NHS Foundation Trust, London, Great Ormond Street Children's Hospital, London og National Malignant Hyperthermia Centre, Leeds), og Nederland (Radboud University Medical Centre, Nijmegen) vil ikke har noen direkte pasientidentifikatorer eller noen pasientpseudonymer som gjør det mulig å identifisere pasienten på nytt. Dataene fra disse sentrene vil bli anonymisert. Data som samles inn vil være for så mye som 1000 pasienter og overføres fra hvert senter gjennom en sikret kryptert metode, for eksempel kryptert e-post avhengig av størrelsen på dokumentet som overføres. En datadelingsavtale vil bli inngått med hvert senter som beskriver dataelementene som skal deles, at dataene vil bli anonymisert og overføringsmåten. Det vil ikke være dataoverføring ut fra studiesenteret (Kings College London, KCL) til tredjeparter. Studien vil pågå i to år, og dataene vil bli oppbevart og arkivert i samsvar med KCL Data Retention Schedule i 10 år. Gjennom KCL REMAS (Research Ethics Management Application System) vil studien bli registrert hos KDPR (King's Data Protection Register) i samsvar med UK Data Protection Act 2018.