Prevalensen av RYR1-relaterad sjukdom

ABSTRAKT

Genen för ryanodinreceptorn i skelettmuskeln (RYR1) kodar för en viktig kalciumkanal i skelettmuskulaturen, med en avgörande roll för muskelkontraktion. Mutationer (dvs. sjukdomsalstrande förändringar) i RYR1 är förknippade med ett mycket brett spektrum av kliniska problem, allt från medfödda muskeltillstånd med djup svaghet vid födseln ("medfödda myopatier"), till en potentiellt dödlig anestesikomplikation ("Malign hypertermi, MH") i annars friska individer. Även om RYR1-relaterade tillstånd tros vara bland de vanligaste neuromuskulära störningarna, är deras exakta prevalens (dvs. antalet fall i en viss population vid en given tidpunkt) för närvarande okänd. Dessutom finns det ingen information om den relativa frekvensen av specifika medfödda myopatier, MH och relaterade manifestationer.

Avsaknaden av tillförlitliga epidemiologiska data representerar ett stort hinder för att tillgodose behoven hos individer som drabbats av RYR1-relaterade tillstånd, lämplig resursallokering och till förberedelse för kliniska studier ("försöksberedskap") som är nödvändig för terapiutveckling. För att ta itu med denna brist kommer vi att genomföra en internationell samarbetsstudie som involverar neuromuskulära och MH-centra från Storbritannien och Nederländerna, med fokus på förekomsten av RYR1-relaterade förhållanden, som en grupp och per subtyp. De länder som deltog i denna studie inkluderades på grund av 1) centraliserad RYR1-testning, 2) närvaron av minst en databas/register med befolkningsomfattande täckning som fångar RYR1-relaterade störningar och 3) nationella myopati- och MH-expertcentra. Information om RYR1-muterade individer och deras specifika diagnos kommer att erhållas från nationella databaser/register och analyseras med hjälp av statistiska tillvägagångssätt som är väl etablerade i den epidemiologiska bedömningen av mänsklig sjukdom och andra däggdjurspopulationer.

Denna studie kommer att ge viktig information om den faktiska sjukdomsbördan för RYR1-relaterade störningar i global skala, informera lämplig forskningsresursallokering och förberedelser för försöksberedskap.

I. RYR1 FORSKNINGSPRIORITET OMRÅDE

A. Prevalens av RYR1-relaterade sjukdomar

Ii. Påverkan på RYR1-relaterad sjukdom

Det finns flera skäl till varför denna forskning är viktig och kommer att göra en betydande skillnad i RYR-1 Foundations uppdrag att hitta behandlingar och botemedel för RYR1-relaterade sjukdomar:

För första gången kommer denna studie att ge tillförlitliga och uppdaterade epidemiologiska data om förekomsten av RYR1-relaterade störningar som en grupp och när det gäller specifika undergrupper inom denna bredare grupp. För närvarande tillgängliga epidemiologiska data är föråldrade och återspeglar inte förändringarna i diagnostiska metoder och den relaterade ökningen av diagnostisk utbyte under det senaste decenniet. Till skillnad från de få för närvarande tillgängliga, regionalt begränsade studierna är detta den första epidemiologiska studien om RYR1-relaterade störningar som tar en landsomfattande strategi som involverar två stora europeiska länder med etniskt blandade populationer, vilket begränsar de potentiella effekten av regionala skillnader i expertis och Diagnostisk rigor. Till skillnad från tidigare studier kommer denna studie inte bara att fokusera på RYR1-relaterade myopatier utan på RYR1-relaterade störningar i sin helhet, inklusive medfödda myopatier och malig hypertermiens känslighet.

Tillförlitliga epidemiologiska data om en grupp av störningar och/eller specifika undergrupper inom är en väsentlig del av förberedelserna för beredskap för kliniska prövningar, och kommer att möjliggöra klinisk översättning av nya terapeutiska utvecklingar rörande RYR1-relaterade störningar till klinisk praxis. Ett antal nya terapeutiska tillvägagångssätt befinner sig för närvarande på det prekliniska eller kliniska prövningsstadiet, och några av dessa tillvägagångssätt förväntas införas i klinisk praxis under de närmaste åren.

Denna studie kommer att belysa den verkliga samhälleliga och individuella sjukdomsbördan av RYR1-relaterade störningar och ge en stimulans för lämplig allokering av hälso- och forskningsresurser dedikerade till denna viktiga grupp av neuromuskulära störningar. Dessutom framhäver den relativa frekvensen av specifika undergrupper (dvs. medfödda myopatier, MH) inom den bredare gruppen av RYR1-relaterade sjukdomar kommer att bidra till att fokusera och skräddarsy framtida forskningsinsatser, eftersom de bakomliggande patogena mekanismerna och individuella sjukdomsmanifestationer i olika undergrupper är mycket olika. Ännu viktigare är att terapeutiska strategier riktade till patienter som lider av medfödda myopatier inte nödvändigtvis kommer att gynna de som lider av MH, och olika behandlingsmetoder baserade på tillförlitliga epidemiologiska data kan krävas.

Slutligen, att erhålla mer detaljerade genotyp-fenotypdata kommer sannolikt att ge viktiga insikter i de för närvarande inte helt utforskade kopplingarna mellan medfödd myopati och malign hypertermi-fenotyper, och det spännande kontinuumet mellan malign hypertermi-känslighet, ansträngningsmyalgi/rabdomyolys och förbättrad idrott, respektive.

III. SPECIFIKA MÅL OCH RATIONAL

De specifika primära syftena med detta projekt är i) att undersöka förekomsten av RYR1-relaterade störningar i två olika länder, Storbritannien och Nederländerna; ii) att avgränsa den relativa frekvensen av specifika undergrupper (särskilt medfödda myopatier vs malign hypertermi) inom den övergripande gruppen av RYR1-relaterade störningar; och iii) att etablera genotyp-fenotyp-korrelationer för specifika undergrupper av RYR1-relaterade myopatier och relaterade störningar.

Även om det inte är ett primärt syfte med denna studie, kommer den utsedda postdoktoralen också att bjudas in att bidra till annat pågående arbete med RYR1-relaterade sjukdomar från institutionen.

i) Prevalens av RYR1-relaterade störningar: Det antas att mutationer i RYR1 är en av de vanligaste genetiska orsakerna till icke-dystrofiska neuromuskulära störningar, men det finns för närvarande endast ett fåtal studier som rapporterar förekomsten av dessa vanliga tillstånd. Dessutom är dessa studier regionalt begränsade och mer än 10 år gamla, vilket inte återspeglar de senaste förändringarna och regionala skillnader i diagnostisk praxis. En internationell samarbetsstudie som fokuserar på förekomsten av RYR1-relaterade störningar är därför välbehövlig och läglig.

ii) Frekvens av specifika undergrupper av RYR1-relaterad sjukdom: Under de senaste två decennierna har spektrumet av RYR1-relaterade störningar kontinuerligt utvecklats, vilket omfattar ett mycket brett spektrum av tillstånd, inklusive flera medfödda myopatier (i synnerhet centrala kärnsjukdomar, CCD, CCD, ; ) Myopatier. Det finns för närvarande inga uppgifter om frekvensen för dessa specifika undergrupper, och en specifik studie som behandlar denna brist krävs brådskande.

iii) Genotyp-fenotyp-korrelationer i RYR1-relaterade störningar: Att definiera genotyp-fenotyp-korrelationer kommer att bidra till att ytterligare belysa det komplexa sambandet mellan RYR1-relaterade MHS- och CM-fenotyper, och ge grunden för framtida forskning, inklusive funktionella studier. Specifika analyser som ska genomföras kommer till exempel att fokusera på RYR1-varianter som är inblandade i King-Denboroughs syndrom (KDS), en sällsynt myopati förknippad med dysmorfa egenskaper och djup känslighet för malign hypertermi (MHS), och på p.Thr4288_Ala4290dup, en RYR1-variant hittas med detekterbar frekvens hos individer av afrikansk härkomst i databaser med genomisk variation, ofta förknippad med ökad atletisk förmåga. RYR1 p.Thr4288_Ala4290dup har även hittats hos individer med ansträngningsmyalgi/rabdomyolys (ERM) och malign hypertermi (MH), men det är för närvarande oklart om denna observation speglar ett orsakssamband eller bara den relativt höga frekvensen av denna variant i vissa populationer. För att lösa denna fråga kommer vi att jämföra frekvensen av p.Thr4288_Ala4290dup i datamängderna som erhålls i i) och ii) med dess populationsfrekvens.

IV. PRELIMINÄRA/STÖDANDE DATA

i) Prevalens av RYR1-relaterade sjukdomar: Det finns för närvarande bara en studie från USA, som indikerar prevalensen av RYR1-relaterade medfödda myopatier som 1 av 90000 i en representativ pediatrisk population (Amburgey et al., Ann Neurol 2011;70: 662-665); detta är sannolikt en underskattning, med tanke på att denna mer än 10 år gamla studie föregår det omfattande införandet av nästa generations sekvensering i klinisk diagnostik, och tar inte hänsyn till presentationer som MH eller MH-relaterade manifestationer (som t.ex. ansträngningsmyalgi/rabdomyolys och sent debuterande axiell myopati) som bara har erkänts under det senaste decenniet. En nyare Storbritannien-baserad studie indikerar mutationer i RYR1 som den vanligaste identifierbara genetiska orsaken till medfödda myopatier [Maggi et al., Neurology 2015;84:28-35], men kommenterar inte deras övergripande prevalens.

ii) Frekvens av specifika undergrupper av RYR1-relaterad sjukdom: Det finns för närvarande endast en studie från Storbritannien om frekvensen av specifik RYR1-relaterade medfödda myopatier (CMS), vilket antyder att central kärnsjukdom (CCD) och multiminicore-sjukdom (MMD ) ("Core Myopaties") är vanligast, medan andra såsom centronukleär myopati (CNM) och medfödd fibertyp disproportion (CFTD) är mindre frekventa [Maggi et al., Neurology 2015; 84: 28-35]. Det finns för närvarande ingen information om den relativa frekvensen av CM kontra maligna hypertermi-fenotyper, och om mer nyligen framkom MH-associerade manifestationer såsom ansträngande myalgi/rhabdomyolys och axiell myopati.

iii) Genotyp-fenotyp-korrelationer i RYR1-relaterade störningar: Att definiera genotyp-fenotyp-korrelationer kommer att bidra till att ytterligare belysa det komplexa sambandet mellan RYR1-relaterade MHS- och CM-fenotyper, och ge grunden för framtida forskning, inklusive funktionella studier. Specifika analyser som ska genomföras kommer till exempel att fokusera på RYR1-varianter som är inblandade i King-Denboroughs syndrom (KDS), en sällsynt myopati förknippad med dysmorfa egenskaper och djup känslighet för malign hypertermi (MHS), och på p.Thr4288_Ala4290dup, en RYR1-variant hittas med detekterbar frekvens hos individer av afrikansk härkomst i databaser med genomisk variation, ofta förknippad med ökad atletisk förmåga. RYR1 har också hittats hos individer med ansträngningsmyalgi/rabdomyolys (ERM) och malign hypertermi (MH), men det är för närvarande oklart om denna observation speglar ett orsakssamband eller bara den relativt höga frekvensen av denna variant i vissa populationer. För att lösa denna fråga kommer vi att jämföra frekvensen av p.Thr4288_Ala4290dup i datamängderna som erhålls i i) och ii) med dess populationsfrekvens.

V. DETALJERAD PROJEKTBESKRIVNING

1) EXPERIMENTELL PLAN OCH METODER:

A) Studiebeskrivning:

i) Prevalens av RYR1-relaterade störningar: För att fastställa prevalensen av RYR1-relaterade sjukdomar kommer vi att samla in demografiska, genetiska, kliniska och patologiska data från patienter som diagnostiserats och granskats i två olika länder, Storbritannien och Nederländerna, med populationer av 67 respektive 17 miljoner. Ovanstående länder kommer att inkluderas baserat på tillgången på a) centraliserad RYR1-testning med täckning över hela befolkningen och/eller närvaron av nationella expertcentrum för b) medfödda myopatier och malign hypertermi (MH) med patientdatabaser/register med hela befolkningen rapportering.

Inkluderingskriterier för patienter är a) närvaron av (an) otvetydigt patogena RYR1-mutation (er), b) kliniska egenskaper hos en erkänd RYR1-relaterad störning (dvs. en medfödd myopati, MH eller relaterade fenotyper), c) minst en specialist Granskning vid ett av de nationella expertcentra och d) att vara bosatt i ett av de deltagande länderna. Kriterier för diagnos av en medfödd myopati är närvaron av suggestiva kliniska egenskaper och stödjande muskelbiopsifynd, eller närvaron av stödjande histopatologiska fynd i en första grad i förhållande till liknande kliniska egenskaper och samma RYR1 -genotyp. Kriterier för diagnos av MH -känslighet är kliniska egenskaper som tyder på malign hypertermi (såsom definieras av en diagnostisk Larach -poäng) och/eller ett positivt IVCT/CHCT -test, eller en relativ med en historia av MH och samma RYR1 -genotyp. Uteslutningskriterier kommer att vara en klinisk diagnos av en medfödd myopati eller malign hypertermi utan något av de stödjande bevisen som beskrivs ovan, eller inte är bosatt i ett av de deltagande länderna.

Datainsamling: För varje patient samlar vi in ​​följande data från databaser/register som redan finns på de deltagande centra: Ålder vid diagnos, kön och RYR1 -genotyp. Vi kommer också att samla in detaljer om den specifika RYR1-relaterade diagnosen, kategoriserad som central kärnsjukdom (CCD), multi-minicore sjukdom (MMD), centronukleär myopati (CNM), medfödd fibertyp disproportion (CFTD), King-Denborough Syndrome (KDS (KDS (KDS (KDS (KDS (KDS (KDS (KDS (KDS ), medfödd myopati med icke-specifika histopatologiska egenskaper (CMN), malign hypertermi-känslighet (MHS) och ansträngande rabdomyolys/myalgi (ERM). I fall med mer än en diagnos av en RYR1-relaterade störningar (till exempel CCD och MH) kommer båda diagnoserna att registreras. Data kommer att samlas in för alla patienter som uppfyller inkluderingskriterierna som ses vid ett av de deltagande centra under en tioårsperiod, mellan 01.01.2011 till 31.12.20. All data kommer att lagras i anonymiserad form på en säker server vid King's College University, London. En standardiserad datainsamlingsproforma har diskuterats och överenskommits kommer att tillhandahållas separat.

Statistisk och epidemiologisk analys: Poängprevalens för varje land kommer att beräknas baserat på antalet patienter som lever på 31.12.2020, jämfört med nationella befolkningsantal. I länder där mer än en befolkningsbaserad databas/register som fångar RYR1-relaterade störningar finns tillgängliga kommer vi också att utföra en multipel källfångst-återförbindelse-strategi (som beskrivs i detalj av Deenen et al., Neurology 2014; 83: 1056-59 ), en metod som är lämplig för att korrigera för symtomatiska individer som kanske inte har fångats i någon av de förhörda databaserna/registeren. Priserna kommer att beräknas i de årliga kohorterna för observationsperioden och kommer att uttryckas per 100 000 personer per år. Priserna kommer att presenteras för den övergripande kohorten och specificerade undergrupper, var och en stratifierad efter ålder och kön. Alla incidenter kommer att justeras med att justera med direkta metoder till den europeiska standardpopulationen 2013. 95% CI: er kommer att uppskattas förutsatt att en Poisson -distribution för antalet händelser.

ii) Frekvens av specifika undergrupper av RYR1-relaterad sjukdom: Baserat på data som erhållits i i), kommer vi också att beräkna frekvensen av specifika undergrupper av RYR1-relaterade störningar, inklusive de olika medfödda myopatierna (CCD, MmD, CNM, CFTD, CMNS) och malign hypertermi (MH). För varje patient kommer den kliniska och histopatologiska diagnosen att verifieras genom granskning av de kliniska anteckningarna och den ursprungliga muskelbiopsien där så är möjligt.

iii) Korrelationer av genotyp-fenotyp vid RYR1-relaterade störningar: Vi har tidigare publicerat den största serien av RYR1-relaterade KD-patienter hittills, vilket indikerar att KDS är en unik myopati som är nära kopplad till MH-associerade Ryr1-mutationer, men med det exakta läget för Arv för närvarande olöst [Dowling et al., Neuromuscul-störning 2011; 21: 420-427]. Vi har därefter identifierat mer än 10 ytterligare patienter med RYR1-relaterade KD: er och hittat en uppenbar associering med RYR1 Central Domain MH-mutationshotspot (Fernandez-Garcia et al., Manuskript som förberedelse), en observation som måste valideras i större datauppsättningar .

RYR1 P.THR4288_ALA4290DUP har tidigare rapporterats i samband med MH-reaktioner, ofta hos individer som bär minst en ytterligare RYR1-variant [Levano et al., Hum Mutat 2008; 30: 590-8; Sambuughin et al., Clin Genet 2009; 76: 564-68]. Vi har också hittat RYR1 P.THR4288_ALA4290DUP i en kohort av patienter som presenteras med RYR1-associerad ansträngande myalgi/rhabdomyolys, ofta associerad med en uppenbarligen förbättrad atletisk förmåga [Dlamini et al. Neuromuscul Disord 2013; 23: 540-48], en förening som ännu inte har utforskats ytterligare.

B) Etiska överväganden, regulatoriska krav och datahanteringsprotokoll:

Studien har fått en preliminär forskningsetikkommitté (REC) godkännande av King's College London REC i väntan på några mindre ändringar (KCL Ethics Ref: LRS/DP-22/23-36029).

Ett datahanteringsprotokoll har utvecklats av den utsedda datahanteraren för studien. De retrospektiva data som samlats in från Storbritannien (Guy's & St Thomas' NHS Foundation Trust, London, Great Ormond Street Children's Hospital, London och National Malignant Hyperthermia Centre, Leeds) och Nederländerna (Radboud University Medical Centre, Nijmegen) kommer inte att har några direkta patientidentifierare eller någon patientpseudonym som möjliggör omidentifiering av patienten. Uppgifterna från dessa centra kommer att anonymiseras. Data som samlas in kommer att vara för så mycket som 1000 patienter och överföras från varje center genom en säker krypterad metod, såsom krypterad e-post beroende på storleken på dokumentet som överförs. Ett datadelningsavtal kommer att ingås med varje center som beskriver de dataposter som ska delas, att data kommer att anonymiseras och överföringssätt. Det kommer inte att ske någon dataöverföring ut från studiecentret (Kings College London, KCL) till tredje part. Studien kommer att pågå i två år, och dess data kommer att bevaras och arkiveras i enlighet med KCL Data Retention Schedule i 10 år. Genom KCL REMAS (Research Ethics Management Application System) kommer studien att registreras hos KDPR (King's Data Protection Register) i enlighet med UK Data Protection Act 2018.