Thoracic Aorta Dilatationssyndrom

Bakgrund Aortadilatationssyndrom består av en grupp olika syndrom, av vilka Marfans syndrom är det bäst beskrivna. Marfans syndrom är en ärftlig bindvävssjukdom associerad med mutationer i fibrillin-1-genen (FBN1). Den genetiska mångfalden är bred med mer än 1000 olika mutationer i FBN1. Hittills har det i många fall varit både dyrt, svårt och tidskrävande att få rätt genetisk diagnos; men användningen av nästa generations sekvensering (NGS)1;2 har potential att göra diagnosen snabbare, säkrare och mycket billigare. Mutationer i TGFβR1- och TGFβR2-genen kan också ge upphov till en Marfans syndrom-fenotyp, men även Loeys-Dietz syndrom och familjärt Thoracic Aortic Aneurysm syndrom. Mutationer i andra gener kan leda till en klinisk misstanke om Marfans syndrom eller relaterade syndrom som Ehler-Danlos syndrom, Weill-Marchesani syndrom samt andra 3. Sporadisk förekomst på grund av de novo mutationer ses i 20-30 % av diagnostiserade fall av Marfans syndrom 4;5. Nya diagnostiska reviderade kriterier har presenterats 2010 3.

Frekvensen av Marfans syndrom har endast studerats i ett fåtal studier och med mycket divergerande resultat. I en kinesisk studie från 1990 fann man en prevalens på 17,2 per 100 000, jämfört med en studie från 1997 med en prevalens på 4,6 per 100 000 6-9. Preliminära körningar av de tillgängliga registren tyder på att det finns 1000-2000 individer med Marfans syndrom i Danmark, vilket är en avsevärt högre prevalens än i de ovan nämnda studierna.

Symtom- och sjukdomsmönstret i alla dessa syndrom är ganska varierande, men med typisk inblandning av kardiovaskulära, okulära och skelettsystem. Nya studier har också visat en ökad frekvens av migrän, sömnapné och kolelitiasis vid Marfans syndrom och troligen med en rad symtom och egenskaper som fortfarande inte beskrivs 10-15.

Det finns en välkänd ökad dödlighet bland Marfan-patienter på grund av kardiovaskulära orsaker, på grund av aortadilatation och dissektion. Detta har dock bara studerats i få och små studier; en amerikansk/skotsk studie från 1993 fann en ökande livslängd från 48 år 1972 till 72 år 1993 16-19. Data om livslängd vid andra torakalaortadilatationssyndrom är knapphändig. Och på samma sätt är inte mycket känt om livskvaliteten och de socioekonomiska förhållandena för Marfans syndrom och andra relaterade syndrom. Det är möjligt att den ökade sjukligheten och dödligheten relaterad till dessa syndrom påverkar socioekonomiska förhållanden negativt, vilket kan spekuleras i Marfans syndrom 20-23.

Skelettmanifestationerna beskrevs först av AB Marfan i den ursprungliga beskrivningen av syndromet 1896 24, men nu ett sekel senare är många aspekter av syndromet fortfarande inte väl karakteriserade, och många studier har genomförts på mycket utvalda grupper av patienter med Marfans syndrom. , vilket gör det problematiskt att extrapolera data.

Danmark har utmärkta register; de representerar en unik möjlighet för studier av sällsynta sjukdomar som Marfan och relaterade syndrom som rör sjuklighet, dödlighet och socioekonomi, så länge diagnosen är säker. Vi har tidigare studerat en rad sällsynta syndrom på detta sätt 25-31.

Diagnos av Marfans syndrom och en rad torakalaortadilatationssyndrom är dock fortfarande problematiska och ett mål med denna studie är att förbättra inte bara diagnosen utan också karakteriseringen av dessa syndrom. Likaså strävar vi efter att identifiera nya mutationer, särskilt vid frekventa tillstånd som bikuspidal aortaklaff (0,46-1,37 % av befolkningen), vilket ofta leder till aortadilatation och behov av kirurgisk ingrepp 32. Bicuspid aortaklaffsyndrom följer en autosomal dominant nedärvning med ofullständig penetrans och manlig dominans (3:1), vilket har pekat på att gener på X-kromosomen är involverade 33.

Vi kommer att identifiera alla patienter med Marfans syndrom och alla andra patienter med torakalaortadilatationssyndrom med hjälp av ett mångfacetterat tillvägagångssätt. Patienter kommer att identifieras genom en kombination av alla tillgängliga register i Danmark (National Registry of Discharge Diagnoses, The Registry of Causes of Death, The Cancer Registry) och avdelningen tar hand om dessa patienter (de två centra för sällsynta sjukdomar i Köpenhamn och Århus och de 3 största avdelningarna för kardiologi).

I detta projekt kommer vi att tillhandahålla en unik kombination av frontlinjens molekylära teknologier och väldefinierade patientkohorter. Målen med studien är följande:

1. Att etablera ett snabbt och billigt genetiskt test för diagnos av alla dessa syndrom på ett kombinerat sätt.
2. Att fastställa förekomsten av alla dessa syndrom i Danmark.
3. Att fastställa sjuklighet, dödlighet och socioekonomiska mönster för dessa syndrom.
4. Att undersöka genotyp-fenotyp relationer. Studera befolkning

Från preliminära körningar i National Registry of Discharge Diagnoses, räknar vi med att inkludera 500-1000 personer med Marfans syndrom. Några av dessa har genomgått aortakirurgi och vävnadsprover finns tillgängliga.

De återstående syndromen är färre till antalet och vi räknar med att totalt omfatta cirka 100-500 personer. Likaså har några av dessa genomgått aortakirurgi och vävnadsprover finns tillgängliga.

För varje fall (Marfan eller något annat syndrom) kommer vi att identifiera 100 köns- och åldersmatchade kontroller från Danmarks Statistik, vilket gör det möjligt för oss att beräkna exakta uppskattningar av sjuklighet, dödlighet och socioekonomiska mått.

Metoder och slutpunkter NGS-teknologin möjliggör insamling av stora mängder sekvenseringsdata från antingen hela eller riktade delar av genomet. Vi kommer att sekvensera hela exomet och därefter rikta in oss på specifika gener som FBN1, TGFβR1 och TGFβR2 och andra (vi hittade mer än 40 gener av intresse och detta antal stiger fortfarande). Kapaciteten hos NGS är så stor att vi siktar på att sekvensera ett antal patienter i samma körning. Detta kommer att påskynda diagnostikprocessen och minska kostnaderna avsevärt. Förändringar som hittas hos en patient kommer sedan att jämföras med tillgängliga databaser över variationer i det mänskliga genomet (SNPdb och HapMap).

DNA-sekvensen för alla undersökta gener kommer att möjliggöra genotypkarakterisering, som kommer att korreleras med fenotypen hos en given individ. Både kända och nya mutationer kommer förväntas hittas, och vi förväntar oss att hitta enkelbasmutationer såväl som genomiska omarrangemang (indels).

Vi kommer att använda vävnadsprover från aorta eller annan relevant vävnad för korrelationer mellan mutationsstatus, nivån av uttryck av budbärarribonukleinsyra (mRNA) och proteinmängd, för att på så sätt få funktionell information. I ett senare projekt kommer vi att studera de funktionella aspekterna av de genomiska aberrationerna i cellmodeller.

Digitala genuttrycksvärden kommer att hittas med hjälp av manschettknappar och mutationer, SNPs och indels, kommer att anropas med hjälp av BWA SNP-anroparen, och kopienummervariation kommer att anropas med CNV-seq. Vi kommer att utföra djup täckning av DNA och RNA från samma prover för validering av påstådda genomiska händelser som mutationer, SNP eller brytpunkter. Bioinformatik kommer att utföras under överinseende av experterna vid Institutionen för molekylär medicin bioinformatikgrupp. Vi strävar efter att ta fram nya datoriserade tekniker för analys av sekvensdata.

Epidemiologi Patientpopulationen kommer att beskrivas enligt ovan, och efter genetisk karakterisering kommer vi att studera sjuklighet, mortalitet och incidens för de olika syndromen. Vi kommer att länka samman olika register och uppskatta användningen av receptbelagd medicin och vi kommer att använda registren på Danmarks Statistik och studera det socioekonomiska utfallet för de olika syndromen.

Vi kommer att ta fram tabeller över förväntade kliniska manifestationer i varje syndromgrupp och så småningom koppla dessa till vissa mutationer (gen-funktionsförhållande), och på så sätt kunna förutsäga varje individs utfall. Tabellerna kommer att inkludera debutålder, sannolikhet för symptom, etc.

Statistiska metoder Incidensrater kommer att beräknas som fall per 100 000 per år och analyseras med användning av Poisson-regression. Morbiditet och mortalitet kommer att beskrivas med användning av Kaplan-Meier-kurvor, log-rank testning och Cox-regression. Socioekonomiska data kommer att analyseras med villkorad logistisk regression.

Tillstånd och samarbetspartners Tillstånd från Vetenskapsetiska kommittén accepteras. Det finns inga specifika etiska överväganden i samband med studien, som kommer att genomföras i enlighet med Helsingforsdeklarationen. Tillstånd från de olika anställda registren kommer att sökas och Danmarks Statistik har godkänt ett tillstånd. Patienter kommer att inkluderas från poliklinikerna vid de två centra för sällsynta sjukdomar i Danmark och de fyra största kardiologiska avdelningarna. Data kommer att lagras och analyseras vid Institutionen för molekylär medicin, Aarhus Universitetssjukhus, Skejby.

Klinisk betydelse De beskrivna syndromen påverkar en hög kostnad för samhället (>3000 individer med olika kliniska manifestationer), och om vi lyckas kommer vi att kunna identifiera familjer med syndromen och förebygga sjukdomar, samt diagnostisera mycket tidigare vilket leder till bättre livskvalitet och minskade behandlingskostnader för samhället. En exakt beskrivning av den genetiska bakgrunden kommer dessutom sannolikt att leda till en mycket bättre behandling av till exempel hypertoni (angiotensinblockerare istället för betablockerare).

Publikationer De beskrivna studierna kommer att leda till en rad publikationer. Alla involverade kliniska avdelningar kommer att nämnas i Acknowledgements i framtida publikationer.