De klinische toepassing van whole-exomesequencing voor het diagnosticeren vanmendeliaanse stoornissenClinical whole-exome sequencing for the diagnosis of mendelian disorders

Yang Y, Muzny DM, Reid JG, et al. N Engl J Med. 2013;369:1502-11.Reviewer: drs. H.A. Mensink, afdeling Kindergeneeskunde, Reinier de Graaf Gasthuis, Delft.

VraagstellingWat is de diagnostische opbrengstvan next-generation sequencing bij hetstellen van klinische diagnoses?

SettingPatienten werden tussen oktober2011 en juni 2012 geıncludeerd inverschillende ziekenhuizen/afdelin-gen. Sequencing werd centraal ver-richt op de afdeling moleculaire enhumane genetica van het BaylorCollege of Medicine, Houston.

StudiepopulatieVan de in totaal 250 patienten wasongeveer 80% jonger dan 18 jaarmet een fenotype gerelateerd aaneen neurologische conditie. 28 pa-tienten (11%) waren ouder dan 18jaar. Ook werden er vier foetussenvan afgebroken zwangerschappengeıncludeerd. Voorafgaand aan dezestudie hadden alle patienten eerdergenetisch onderzoek ondergaan(microarray, metabool onderzoeken/of DNA-sequencing). De verwij-zend specialismen waren: genetica(61%), pediatrie (24%), neurologie(12%), overig (3%).

Interventie/onderzoeksmethodeDoor de behandelend arts werd nacounseling DNA verzameld voorwhole-exome sequencing, bij driekwartook van beide ouders. Klinische da-ta werden aangeleverd door de aan-

vragend arts in de vorm van eenvragenlijst (onder andere over neu-rologische status, groei en ontwik-keling), een samenvatting van decasus en diagnostische work-up.Het fenotype werd geclassificeerd als:� neurologische stoornis (ontwik-

kelingsstoornis, spraakachter-stand, autismespectrumstoornis,verstandelijke beperking);

� neurologische stoornis plus stoor-nis in een ander orgaansysteem;

� specifieke neurologische stoornis(zoals epilepsie en ataxie);

� niet-neurologische stoornis.

Het gehele genoom werd gefrag-menteerd, door middel van PCR ver-meerderd waarna het exoom (hetDNA in of rond de exonen) geselec-teerd en gesequenced werd met eennext-generation sequencing-methode.Aan de hand van verschillende data-bases met mutaties en variantenwerden alle veelvoorkomende varian-ten (> 1-5%) geexcludeerd, evenalsvarianten met suboptimale kwali-teitsscores, synonieme varianten (co-derend voor hetzelfde aminozuur) envarianten gelegen in intronen > 5bpvan de exongrens.Binnen de overgebleven variantenwerd onderscheid gemaakt tussenvarianten/mutaties in een gen waar-van bekend is dat het wel of nietgeassocieerd is met een ziekte ge-relateerd aan het fenotype. Daar-

naast werd onderscheid gemaakt indeletiemutaties, varianten van on-bekende klinische waarde (VUS) ofgoedaardige varianten.Voor alle mogelijk causatieve vari-anten werd door experts een uitge-breide literatuur- en databasere-search verricht. Een variant werdbeschouwd als causaal indien demutatie werd aangetoond in eengen dat eerder werd gerelateerd aaneen afwijking passend bij het feno-type van de patient met acceptatie/bevestiging van de moleculairediagnose door de behandelend arts.

ResultatenPer patient werden gemiddeld200.000-400.000 single nucleotide va-riants en kleine deleties en insertiesgevonden. Na een eerste selectiebleven 400-700 mogelijk causatievevarianten per patient over. Hiervanwerd 86% bevestigd door Sanger-sequencing, 14% bleek vals-positief.Van de 250 patienten waren er 62(25%) die samen 86 gemuteerde al-lelen hadden die voldeden aan decriteria voor een moleculaire diag-nose, waarvan 33 met een autoso-maal dominante aandoening, 16met een autosomaal recessieve aan-doening, 9 met een X-linked aan-doening en 4 met een dubbele mo-leculaire diagnose. De meest voor-komende aandoeningen waren desyndromen van Noonan, Cornelia

j ourna l c lub

T i j d s ch r K inde r geneeskd 2014 - 82 - nr 1 53

de Lange, Coffin-Siris en Joubert. Inde groep ‘niet-neurologische stoor-nis’ werd het vaakst een diagnosegesteld (33%; 95%-BI 23-46%). Bij25 van de 30 personen van wie erDNA van de ouders beschikbaarwas, was er sprake van een de novomutatie. 24 van de 36 autosomaaldominante mutaties was nieuw ophet moment van onderzoek.Bij 30 van de 250 patienten was ereen bijkomstige bevinding waaraanscreening en eventuele behandelingverbonden was, varierend van genengeassocieerd met een verhoogd risi-co op hartafwijkingen tot darmpolie-pen. Bij 13 van de 250 patienten werddragerschap van autosomaal reces-sieve ziekte gevonden van onder an-dere CF, Gaucher, GM2-gangliosi-dose, ziekte van Tay-Sachs en conge-nital bilateral absence of vas deferens.

ConclusieBij 25% van de patienten kon met

behulp van whole-exome sequen-cing een onderliggend genetischdefect worden vastgesteld. Bij 12%van de patienten werd een verhoogdrisico op een aandoening gevonden,waarvoor screening of behandelingnodig was. Vijf procent van de pa-tienten bleek drager van een niet-gerelateerde aandoening.

BesprekingWhole-exome sequencing blijkt eeneffectieve methode voor het stellenvan een diagnose bij patienten metontwikkelingsachterstand/verstande-lijke beperking en/of neurologischeaandoening waarbij met de huidigediagnostische mogelijkheden geendiagnose kon worden gesteld. Detechnieken zijn niet nieuw meer,maar vooral het systematisch inter-preteren en rapporteren maakt hetmogelijk om deze methode in detoekomst routinematig in te zettenbij deze categorie patienten. Whole-

exome sequencing is effectiever dankaryotypering, microarray en gerichtgenonderzoek, waarmee in 5-15%een diagnose wordt gesteld.Onder de gestelde diagnoses warenrelatief veelvoorkomende syndro-men, zoals vier patienten met Noo-nan-syndroom. In vier patientenwerden meerdere diagnoses gesteld.De gevallen die ongediagnosticeerdbleven, hebben mogelijk een muta-tie als oorzaak die zich in de intro-nen bevindt, of in het gedeelte vande exonen dat met dit onderzoekniet gedekt wordt (geschat 5%). Ditzou in de toekomst wel kunnendoor middel van whole-genome se-quencing maar dit is op dit momentnog onvoldoende snel en nauwkeu-rig om het hele genoom betrouw-baar te sequencen. Bovendien be-perkt de beschikbare kennis zich totnu toe vooral tot het DNA dat zichin het exoom bevindt.

Bij prematuur geboren kinderen bij gebruik NIPPVversus CPAP geen gunstig effect op incidentieBPD, (her)intubatie of overlijden aangetoondA trial comparing noninvasive ventilation strategies in preterm infants

Kirpalani H, Millar D, Lemyre B, Yoder BA, Chiu A, Roberts RS; NIPPV Study Group. N Engl J Med. 2013;369:611-20.Reviewers: drs. J.J. Reijnierse, dr. R.C.J. de Jonge. Erasmus MC-Sophia Kinderziekenhuis, Rotterdam.

In pasgeborenen met een extreemlaag geboortegewicht (ELBW) isbronchopulmonale dysplasie (BPD)een belangrijke oorzaak van sterfte eneen sterke voorspeller voor het ont-wikkelen van neurologische beperkin-gen. Intubatie en mechanische beade-ming worden geassocieerd met long-beschadiging en inflammatie van deluchtwegen, wat kan leiden tot BPD.Continuous positive airway pressure(CPAP) en nasal intermittent positivepressure ventilation (NIPPV) zijn non-invasieve alternatieven voor respira-toire ondersteuning. Eerdere studies

hebben laten zien dat CPAP, in verge-lijking met invasieve beademing, hetrisico op het ontwikkelen van BPDvermindert. Helaas is respiratoire on-dersteuning door middel van CPAPalleen vaak niet afdoende bij pasge-borenen met een ELBW en is toch eenintubatie noodzakelijk. Een alternatiefis NIPPV, maar dit heeft naast een ho-gere prijs ook potentiele complicaties.Het is geassocieerd met necrotise-rende enterocolitis (NEC) en traumavan de neus. Er zijn slechts enkelekleine gerandomiseerde onderzoekenverricht die CPAP vergeleken met

NIPPV, en harde evidence dat NIPPVsuperieur is aan CPAP ontbreekt. Indit licht verscheen dit artikel in TheNew England Journal of Medicine.

VraagstellingGeeft NIPPV in vergelijking metCPAP als methode van non-inva-sieve respiratoire ondersteuning inpasgeborenen met een ELBW eenverbetering van de kans op overle-ving zonder BPD op de gecorri-geerde leeftijd van 36 weken?

54 T i j d s ch r K inde rgeneeskd 2014 - 82 - nr 1