Nieuwe ontwikkelingen in de prenatale genetische diagnostiek bij buikwanddefecten en andere congenitale afwijkingen: Whole Exome Sequencing WES

Transcriptie

1 Nieuwe ontwikkelingen in de prenatale genetische diagnostiek bij buikwanddefecten en andere congenitale afwijkingen: Whole Exome Sequencing WES Katelijne Bouman, klinisch geneticus Met dank aan dr Nicole Corsten, klinisch geneticus en Janouk Diphoorn, ANIOS-onderzoeker en het prenatale WES team

2 Buikwanddefecten Omphalocèle Gastroschisis

3 Buikwanddefecten Differentiaal diagnose Gastroschisis Meestal geïsoleerd, niet geassocieerd met chromosoomafwijkingen Geassocieerd met jonge maternale leeftijd 10% geassocieerde afwijkingen: darmstenose/atresie, nieragenesie, ureterobstructie en cryptorchisme DD Amyoplasie Schizencephaly/porencephalie Overleden monozygote tweeling

4 Buikwanddefecten Omphalocèle DD: LANG en COMPLEX Differentiaal diagnose 10%-40% chromosoomafwijkingen: 50%-75% meer afwijkingen, hartafwijking 30%, neuraalbuis defect 15%. DD trisomie 13, 18, 21, 45,X, triploidie trisomie 15, 16 Pallister killian syndroom (tetrasomie 12p mozaïek) Dup 3q Beckwith Wiedemann syndroom (SLC22A18, CDKN1C, KLNQ1) Pentalogie Cantrell Donnai-Barrow (LRP2) Hydrolethalus (HYLS1, KIF7) MOTA (FREM1) Limb body wall complex: Evisceratie van thoracale en abdominale organen, vaak geassoceerd met neuraalbuis defect en ledemaatsafwijkingen OEIS: Omphalocele, Extrofie van de blaas, Imperforate anus, Spinale afwijkingen Teratogeen: valproaat, misoprostol, serotonine reuptake inhibitor

5 Invasieve diagnostiek tot nu toe Echoafwijkingen Vlokkentest of vruchtwaterpunctie counseling DNA isolatie +DNA isolatie as ouders normaal QFPCR abnormaal 3 dagen Karyotype SNP array (trio) 2 weken

6 Onderzoek bij de foetus is mogelijk op verschillende niveaus Array Chromosoom Gen

7 Chromosomen: kookboeken Chromosoom Gen

8 Chromosomen: kookboeken QF-PCR: SNELTEST gerichte test op hele chromosomen 13, 18, 21, X en/of Y te veel of te weinig QF Chromosoom Gen

9 Differentiaal Diagnose: trisomie 13, 18, 21, 45,X, triploidie trisomie 15, 16 Pallister killian syndroom (tetrasomie 12p mozaïek) Dup 3q Beckwith Wiedemann syndroom (SLC22A18, CDKN1C, KLNQ1) Pentalogie Cantrell Donnai-Barrow (LRP2) Hydrolethalus (HYLS1, KIF7) MOTA (FREM1) Limb body wall complex: Evisceratie van thoracale en abdominale organen, vaak geassoceerd met neuraalbuis defect en ledemaatsafwijkingen OEIS: Omphalocele, Extrofie van de blaas, Imperforate anus, Spinale afwijkingen Teratogeen: valproaat, QF misoprostol, serotonine reuptake inhibitor QF-PCR

10 Array: hoofdstuk Array Chromosoom Gen

11 Array: hoofdstuk SNP array GEDETAILLEERD CHROMOSOMENONDERZOEK Gericht op alle chromosomen te veel of te weinig en stukken chromosomen te veel of te weinig: duplicaties of deleties Array Chromosoom Gen

12 Differentiaal Diagnose: trisomie 13, 18, 21, 45,X, triploidie trisomie 15, 16, Pallister killian syndroom (tetrasomie 12p mozaïek), duplicatie 3q Beckwith Wiedemann syndroom (SLC22A18, CDKN1C, KLNQ1) Pentalogie Cantrell Donnai-Barrow (LRP2) Hydrolethalus (HYLS1, KIF7) MOTA (FREM1) Limb body wall complex: Evisceratie van thoracale en abdominale organen, vaak geassoceerd met neuraalbuis defect en ledemaatsafwijkingen OEIS: Omphalocele, Extrofie van de blaas, Imperforate anus, Spinale afwijkingen Teratogeen: valproaat, misoprostol, serotonine reuptake inhibitor Array Chromosoom Gen

13 Gen: recept Array Chromosoom Gen

14 Gen: recept Whole Exome Sequencing DNA sneltest : onderzoek in ca 4000 genen Array Chromosoom Gen

15 Gen Differentiaal Diagnose: trisomie 13, 18, 21, 45,X, triploidie trisomie 15, 16, Pallister killian syndroom (tetrasomie 12p mozaïek), duplicatie 3q Beckwith Wiedemann syndroom (SLC22A18, CDKN1C, KLNQ1) Donnai-Barrow (LRP2) Hydrolethalus (HYLS1, KIF7) MOTA (FREM1) Limb body wall complex: Evisceratie van thoracale en abdominale organen, vaak geassoceerd met neuraalbuis defect en ledemaatsafwijkingen OEIS: Omphalocele, Extrofie van de blaas, Imperforate anus, Spinale afwijkingen Pentalogie van Cantrell Teratogeen: valproaat, misoprostol, serotonine reuptake inhibitor

16 Wat is whole exome sequencing? In UMCG prenatale setting: Onderzoek van ca 4000 genen tegelijk Per casus vind je ca varianten, onder te verdelen in vijf klassen: Benign, Likely benign, Variant of unknown significance (VUS), Likely pathogenic, Pathogenic Statistische pipeline om aantal varianten te reduceren: GAVIN (Gene-Aware Variant INterpretation for medical sequencing), maakt o.a. gebruik van: gnomad database: benigne referentie ClinVar database: klinische pathogene varianten CADD scores: statistische predictie van pathogeniciteit Na pipeline: ca 10 varianten in verschillende genen: in MDO bepalen of die en welke de oorzaak kan/kunnen zijn: voorlopige data Genereren definitieve uitslag m.b.v. Alamud software, literatuur en intercollegiaal overleg

17 Workflow NGS sneldiagnostiek Dag 1 Dag 2 Dag 3 Dag 4 Dag 5 Lab Klinisch geneticus Indicatie Bespreken QF,CO,array, WES Afname DNA (vruchtwater/ vlokken, bloed) Isolatie Kwaliteit/kwantiteitmeting QFPCR inzetten CO QF afwijkend QF uitslag QF analyse QF normaal Array WES Kwaliteitsbepaling Sample prep in tweevoud Sample Hyb/capturing Kwaliteits/kwantiteits meting Sequ (index in

18 ag 2 Dag 3 Dag 4 Dag 5 Dag 6 Dag 7-8 CO Array WES QF afwijkend QF normaal Wel/geen diagnose QF uitslag MDO (postnatale procedure + prenataal klinisch geneticus) Uitslag QF analyse Kwaliteitsbepaling Sample prep in tweevoud Sample Hyb/capturing Kwaliteits/kwantiteits meting Sequencing (index in tweevoud) Datapijplijn Analyse en supervisie

19 waarom prenatale WES? Meer oorzaken voor echoafwijkingen opsporen. Prognose voor het kind Handelingsopties: Tijdens zwangerschap Rondom geboorte Na de geboorte Herhalingskans

20 prenatale WES in UMCG Diagnostiek in ontwikkeling kosten worden vergoed door de ziektekosten verzekeraar (na aftrek van het eigen risico) Gekoppeld aan wetenschappelijk onderzoek Data verzameling Patiënt beleving: vragenlijsten en interviews

21 Inclusiecriteria prenatale WES Twee of meer echoafwijkingen óf eerder kind/foetus met vergelijkbare afwijkingen e.c.i. Patiënten kunnen de uitleg goed begrijpen. Beide biologische ouders zijn beschikbaar. Uitzonderingen: 1. waarbij ook een WES wordt aangeboden als er één echoafwijking is: dubbelzijdige cystenieren Hydrops 2. waarbij geen WES wordt aangeboden (ook als er meerdere echoafwijkingen/bevindingen zijn): bekende associaties waarbij geen genafwijkingen gevonden worden zoals OEIS, body stalk anomaly, neuraalbuisdefect en klompvoeten of hydrocefalie alle softmarkers IUGR met aanwijzingen placenta-insufficiëntie IUGR e.c.i Anhydramnion

22 Mogelijke uitslagen prenatale WES Normale uitslag Afwijkende uitslag Andere bevinding: Andere aandoening op kinderleeftijd Aandoening op latere leeftijd Dragerschap van aandoening Non paternaliteit Onduidelijke afwijkende uitslag: Deze komt niet in de uitslag en wordt niet met de ouders besproken

23 WES spoort niet alles op Omphalocele DD: LANG en COMPLEX Differentiaal diagnose trisomie 13, 18, 21, 45,X, triploidie trisomie 15, 16 Pallister killian syndroom (tetrasomie 12p mozaïek) Dup 3q Beckwith Wiedemann syndroom (SLC22A18, CDKN1C, KLNQ1) Donnai-Barrow (LRP2) Hydrolethalus (HYLS1, KIF7) MOTA (FREM1) Beckwith Wiedemann S: andere oorzaken Limb body wall complex: Evisceratie van thoracale en abdominale organen, vaak geassoceerd met neuraalbuis defect en ledemaatsafwijkingen Pentalogie van Cantrell OEIS: Omphalocele, Extrofie van de blaas, Imperforate anus, Spinale afwijkingen Teratogeen: valproaat, misoprostol, serotonine reuptake inhibitor

24 Wat vertel je thuis? Er is een nieuwe prenatale test: Whole Exome Sequencing (WES). Doel: Meer oorzaken voor echoafwijkingen (niet alleen omphalocèle) opsporen. Prognose voor het kind Handelingsopties: Tijdens zwangerschap Rondom geboorte Na de geboorte Herhalingskans Complexe tijdrovende diagnostiek in ontwikkeling, gekoppeld aan wetenschappelijk onderzoek De indicatie wordt gesteld door de klinisch geneticus Niet alle oorzaken zijn op de sporen met WES