Презентация на тему "Новые подходы к диагностике наследственных заболеваний нервной системы"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Новые подходы к диагностике наследственных заболеваний нервной системы

  Канивец И.В. врач-генетик, руководитель отдела генетики Медико-генетического центра «Геномед»

• 
  Слайд 2
  

  ХансБергер Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик Первая ЭЭГ человека, записанная в 1924 году Эскиз двойной спирали ДНК. Ф. Крик, 1953

• 
  Слайд 3
  

  Число генов и фенотипов (OMIM)

• 
  Слайд 4
  

  Типы наследования заболеваний нервной системы моногенные заболевания, подчиняющиеся менделевским закономерностям: аутосомно-рецессивные и аутосомно-доминантные; моногенные заболевания, наследование которых отклоняется от менделевского наследования (сцепленные с половыми хромосомами) мультифакториальное наследование; митохондриальный тип наследования (материнский, или цитоплазматический); импринтинг; хромосомные аномалии

• 
  Слайд 5
  

  Эмпирические риски (на примере мультифакториальнойэпилепсии Риск возникновения эпилепсии у детей больного составляет 4%, что в 4 раза выше, чем в популяции в целом Риск возникновения эпилепсии, если больны оба родителя составляет 20-30% ( высокий генетический риск) Риск возникновения эпилепсии у монозиготного близнеца, если другой болен - 80% Риск возникновения заболевания у дизиготного близнеца 10-20%

• 
  Слайд 6
  

  Для чего нужна точная генетическая диагностика установление диагноза определение прогноза для пациента (продолжительность жизни, будет ли прогрессировать, возможность реабилитации) определение прогноза для членов семьи (возможность рождения здорового ребенка, пренатальная диагностика) прогноз эффективности лекарственной терапии прогноз эффективности хирургического лечения

• 
  Слайд 7
  

  Проблемы, связанные с генетической диагностикой генетическая гетерогенность клинический полиморфизм неправильное представление о возможностях тех или иных методов отсутствие алгоритмов применения этих методов в клинической практике ошибки при выборе метода диагностики ошибки при выборе лаборатории ошибки при трактовке результатов исследований

• 
  Слайд 8
  

  Генетическая гетерогенность Моногенные заболевания, обусловленные мутациями в гене SCN1A синдром Драве (OMIM:607208) генерализованныеэпиприступы с фебрильными судорогами плюс, тип 2 (OMIM:604403) семейные фебрильные судороги, тип 3А (OMIM: 604403) семейная гемиплегическая мигрень, тип 3 (OMIM: 609634)

• 
  Слайд 9
  

  Генетическая гетерогенность Мутации в генах SCN1A STXBP1 SPTAN1 ARX CDKL5 (большинство de novo) Вариации числа копий (CNVs) у 8% пациентов Этиология эпилептических энцефалопатий

• 
  Слайд 10
  

  Генетическая гетерогенность

• 
  Слайд 11
  

  В основе многих алгоритмов диагностики лежат частота встречаемости отдельных генетических вариантов наличие мажорных мутаций в генах, приводящих к их возникновению особенности клинических проявлений

• 
  Слайд 12
  

  Что мешает использовать такие алгоритмы? частота встречаемости генетических вариантов может различаться в отдельных популяциях мажорные мутации выявляются не всегда особенности клинических проявлений отдельных генетических вариантов выявляются не всегда

• 
  Слайд 13
  

  Использование алгоритмов

• 
  Слайд 14
  

  Какой метод выбрать? FISH MLPA Анализ кариотипа ПЦР Секвенирование по Сэнгеру NGS ТМС Таргетноесеквенирование ХМА

• 
  Слайд 15
  

  Секвенирование нового поколения NGS представляет собой новый подход для идентификации генетической изменчивости многих генов за один прием

• 
  Слайд 16
  

  Секвенированиеэкзома Секвенированиеэкзома (Exome sequencing) – секвенирование всех кодирующих белки участков генов (экзонов). Экзом (180000 экзонов или приблизительно 30 млн. пар оснований) составляет около 1% генома человека, но мутации в нем имеют гораздо больше шансов вызывать серьезные последствия, чем в остальных 99%.

• 
  Слайд 17
  

  Панели, клинический экзом или полный экзом? Преимущества обследования трио: Идентификация новых редких мутаций Идентификация новых синдромов Более точная идентификация доминантных ранее описанных синдромов

• 
  Слайд 18
  

  Панель “Наследственные эпилепсии” (560 генов) Ранние эпилептические энцефалопатии, фебрильные судороги, генерализованные судороги с фебрильными +, миоклонус эпилепсии, ночные лобные эпилепсии, височные эпилепсии, доброкачественные неонатальные судороги Болезни нарушения гликозилирования Лейкодистрофии и пероксисомные болезни 120 вариантов других болезней нарушения обмена веществ 40 вариантов моногенных пороков и органических патологий мозга сопровождающихся судорогами ( в том числе, кортикальная дисплазия шизенцефалия, лиссенцефалия, туберозный склероз и др.) 50 наследственных синдромов, сопровождающихся судорогами 31 вариант неспецифической УО с судорогами 10 нейродегенеративных заболеваний ЦНС с судорогами

• 
  Слайд 19
  

  Панель “Наследственные эпилепсии” Всего 488 пациентов с диагнозом “Эпилепсия”

• 
  Слайд 20
  

  Клинический пример Пациент – девочка, 10 лет Диагноз: криптогенная фокальная эпилепсия с фебрильно-провоцируемыми приступами и статусным течением Исследование: Панель «Наследственные эпилепсии» Результаты исследования: Гетерозиготные мутации в гене PCDH19 ассоциированы с ранней детской эпилептической энцефалопатией 9 (OMIM: 300088). Заболевание наследуется по X-сцепленному доминантному типу и ограничено женским полом. ДОСТАТОЧНО ЛИ ДАННЫХ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ДИАГНОЗА?

• 
  Слайд 21
  

  Клинический пример (продолжение) Секвенирование по Сэнгеру (прямое секвенирование) Обязательно проводится до установления клинического диагноза Подтверждает наличие выявленного при NGS варианта у пробанда Позволяет установить происхождение мутации или статус de novo Позволяет подтвердить компаунд-гетерозиготное состояние мутации у пробанда

• 
  Слайд 22
  

  Панель “Нервно-мышечные заболевания” (391 ген) Первично-мышечные заболевания Болезни мотонейрона Заболевания периферических нервов Болезни нервно-мышечных синапсов Метаболические миопатии Миотонии и периодический паралич

• 
  Слайд 23
  

  Панель “Нервно-мышечные заболевания” (391 ген) Всего 214 пациентов

• 
  Слайд 24
  

  Панель “Нейродегенеративные заболевания” (723 гена) Деменции Паркинсонизм Атаксии Пароксизмальные двигательные расстройства Нейродегенерация, ассоциированная с накоплением металлов Нейрональныйцероидныйлипофусциноз БАС Синдром исчезающего белого вещества

• 
  Слайд 25
  

  Панель “Нейродегенеративные заболевания” Всего 220 пациентов

• 
  Слайд 26
  

  Клинический пример Пациент К., девочка 14 лет. В 11 лет – эпилептический приступ. В настоящее время – прогрессирующая атрофия мозжечка, ЭЭГ – без эпиактивности. Отсутствует ухудшение зрения

• 
  Слайд 27
  

  Клинический пример (продолжение) Результаты секвенирования

• 
  Слайд 28
  

  Клинический пример (продолжение) Что из найденного нужно подтверждать и как?

• 
  Слайд 29
  

  Клинический пример (продолжение) И что на самом деле мы хотим подтвердить?

• 
  Слайд 30
  

  Панель “Умственная отсталость и расстройства аутистического спектра” (228 генов) Всего95пациентов

• 
  Слайд 31
  

  Эффективность тестов на основе NGS у 1623 пациентов с подозрением на моногенную патологию

• 
  Слайд 32
  

  Ограничения метода Нельзя обнаружить: мутации, приводящие к изменению числа копий генов экспансию тринуклеотидных повторов мутации в генах митохондриального генома мутации в некодирующих участках (интронах) однородительскиедисомии различить мутации в гене и псевдогене (например, при спинальной амиотрофии)

• 
  Слайд 33
  

  Генерализованныеэпиприступы раннего возраста с фебрильными судорогами + выделяют 9 генетических вариантов все продукты генов формируют структуру ионных и лиганд-зависимых каналов: натриевых и ГАМК манифестация заболевания с 6 мес. до 6 лет с фебрильных судорог. Затем - полиморфные судороги, которые могут быть как фебрильными, так и афебрильными гены всех вариантов картированы на хромосомах, однако идентифицированы только шесть Таким образом эффективность секвенирования - 67%

• 
  Слайд 34
  

  Хромосомные синдромы Причина пороков развития различных органов и систем Причина умственной отсталости, психических расстройств, эпилепсии Часто возникают вследствие носительства сбалансированных перестроек одним из родителей Являются серьезной медицинской и социальной проблемой Могут быть выявлены во время беременности Очень часто остаются недиагностированными даже после консультации врача-генетика

• 
  Слайд 35
  

  Диагностика хромосомных синдромов Хромосомные синдромы традиционно диагностировались при исследовании кариотипа с использованием дифференциальной окраски Частота хромосомных синдромов, выявляемых с помощью традиционных методов исследования кариотипа составляет 5-7 на 1000 новорожденных. Но, на самом деле, их больше, так каквозможности человеческого глаза ограничены, следовательно не все структурные перестройки хромосом могут быть выявлены. Прежде всего это касается микроделеций и микродупликаций.

• 
  Слайд 36
  

  Хромосомный микроматричный анализ Врожденные пороки развития Умственная отсталость Аутизм ЗВУР Малые аномалии развития Фенотип моногенного синдрома при отсутствии мутаций Анеуплоидии Делеции Дупликации Потеря гетерозиготности ЗАКЛЮЧЕНИЕ Врач-генетик Определение клинической значимости с использованием пополняемых баз данных Патогенная Непатогенная ВНЗ

• 
  Слайд 37
  

  Интерпретация данных ХМА Базы данных OMIM,ISCA, DECIPHER, GeneReviews, литературные данные -PubMed

• 
  Слайд 38

  Диагностическая эффективность ХМА

  Всего3211пациентов

• 
  Слайд 39
  

  Диагностическая эффективность ХМА Всего обследовано 259 пациентов, в направительном диагнозе которых была указана эпилепсия

• 
  Слайд 40
  

  Клинический пример Пациент Г., мальчик, 4 г.Клинический диагноз: Криптогенная фокальная эпилепсия с версивными и вторично-генерализованными судорожными приступами Аутосомно-доминантная умственная отсталость, тип 1 (OMIM: 156200) обусловлена гетерозиготными делециями гена MBD5. У пациентов с данным синдромом описаны как фебрильные, так и афебрильныесудороги.

• 
  Слайд 41
  

  Показания к проведению ХМА ХМА показан в качестве замены анализа кариотипа при: Подозрении на микроделеционный/ микродупликационный синдром Множественных врожденных пороках развития и/или лицевых дизморфий Задержке развития (моторного, психоречевого) Расстройствах аутистического спектра Эпилепсии

• 
  Слайд 42
  

  НАСЛЕДСТВЕННЫЕ СИНДРОМЫ И ОСЛОЖНЕНИЯ АНЕСТЕЗИИ (Merlin G. Butleretal. «Specific Genetic Diseases at Risk forSedation/Anesthesia Complications» AnesthAnalg 2000;91:837–55)

• 
  Слайд 43
  

  Анализ CNV: ХМА различной плотности (и NGS?) Клинический экзом (TruSightOneV1.1) – 62 309 экзонов Полный экзом (NexteraExomeV1.2) – 214 115экзонов ХМА Optima – 166 468зондов ХМА Affymetrix 750K – 750436зондов ХМА Affymetrix HD – 2 696 550зондов с. Вольфа-Хиршхорна (del4p; различные образцы), chr4 bp Разрывы до нескольких млн. п.о.

• 
  Слайд 44
  

  Ограничения метода сбалансированные хромосомные перестройки (транслокации, инверсии) точковые мутации болезни экспансии тринуклеотидных повторов микроделеции/микродупликации, размер которых меньше разрешающей способности микроматрицы

• 
  Слайд 45
  

  Какой метод выбрать?

• 
  Слайд 46
  

  ПРИЗНАКИ, ХАРАКТЕРНЫЕ ДЛЯ ГРУППЫ ЗАБОЛЕВАНИЙ (напр. наследственные эпилепсии, нервно-мышечные заболевания) Множественные врожденные аномалии развития. Задержка развития и аутизм без других характерных фенотипических признаков СПЕЦИФИЧЕСКИЙ ФЕНОТИП ТАРГЕТНЫЕ МЕТОДЫ Полноэкзомноесеквенирование трио Хромосомный микроматричный анализ Секвенированиемитохондриального генома ПАНЕЛИ ГЕНОВ

• 
  Слайд 47
  

  Как выбрать лабораторию? Что хочет врач? Поставить диагноз назначив одно исследование Чего хотят родители пациента? Вылечить ребенка Заплатить меньше Получить результат быстрее Что предлагает лаборатория? Опыт (проведен анализ более 1000 пациентов) Качество (работа на оборудовании и реагентах экспертного уровня) Клиническая интерпретация Информационная поддержка врача и пациента

• 
  Слайд 48
  

  Знание генотипа – ключ к успешному лечению

• 
  Слайд 49
  

  Сколько слов должно быть в направлении?

• 
  Слайд 50
  

  Сколько слов должно быть в направлении? Выявлена ранее не описанная гетерозиготная мутация в 51 экзоне гена KMT2D (chr12:49416511G>T), приводящая к появлению сайта преждевременной терминации трансляции в 5400 кодоне (p.Tyr5400Ter, NM_003482.3). Гетерозиготные мутации в гене KMT2D, нарушающие синтез полноразмерного белка, описаны у пациентов с синдромом Кабуки, тип 1 (OMIM: 147920). Мутация не зарегистрирована в контрольных выборках "1000 геномов", ESP6500 и ExAC. Поскольку мутация нарушает синтез полноразмерного белка, ее следует расценивать как вероятно патогенную.

• 
  Слайд 51
  

  Мифы и реальность Расхожий миф: для проведения современных генетических исследований необходимо куда-то ехать… это не так! г. Нижний Новгород, Верхневолжская наб. 2Б +7(986) 725-25-25 и другие города России

• 
  Слайд 52
  

  Заключение Для правильного выбора генетического исследования имеет значение: Фенотип пациента Особенности клинической картины пациента Наличие признаков генетически гетерогенного заболевания Наличие МВПР Данные о частотах тех или иных молекулярных нарушений при предполагаемом синдроме

• 
  Слайд 53
  

  Заключение Для правильной интерпретации данных, нужно: Направить пациента на консультацию генетика Сопоставить клинику и фенотип, описанные при выявленном варианте с наблюдающимися у пациента Использовать литературу и базы данных Использовать методы подтверждающей диагностики

• 
  Слайд 54

  СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

  8-925-153-50-45 dr.kanivets@genomed.ru