عنوان

تخمین سودمندی و بازده آنالیز مجدد داده های توالی یابی کل اگزوم در کوهورت بیماران ایرانی مبتلا به اختلالات نوروماسکولار که به تشخیص ژنتیکی نرسیده اند

۳۴۶۷پ

فارسی

تخمین سودمندی و بازده آنالیز مجدد داده های توالی یابی کل اگزوم در کوهورت بیماران ایرانی مبتلا به اختلالات نوروماسکولار که به تشخیص ژنتیکی نرسیده اند

[پایان نامه]

The benefits and yields of whole exome sequencing data reanalysis of genetically undiagnosed Iranian neuromuscular patients

علوم توان بخشی و سلامت اجتماعیPsychology & Education of Exceptional Children

۱۴۰۱

۲۷۳w.

پیوست

19

6

۱۴۰۰/۱۰/۲۵

مقدمه: امروزه تکنیک توالی یابی کل اگزوم بطور گسترده ای در آزمایشگاه های تشخیصی و به منظور تشخیص بیماری های عصبی-عضلانی (نوروماسکولار) مورد استفاده قرار گرفته است. این تکنیک بازده قابل قبولی داشته تا جائیکه در برخی از مطالعات نرخ تشخیصی این بیماران تا 73٪ نیز می رسد. با این حال، علی رغم وجود شواهد بالینی و پاتولوژیک کافی، همچنان تشخیص مولکولی نهایی برای تعداد زیادی از بیماران میسر نمی گردد. در طی سال های گذشته، آنالیز مجدد داده های اگزوم به همراه شناسایی CNV مبتنی بر داده های اگزوم، امکان تشخیص ژنتیکی را در بیمارانی که نتایج مثبتی از این تکنیک نگرفته اند، فراهم آورده و منتهی به افزایش نرخ تشخیص در۱۰ تا %۱۵ از بیماران شده است. اما تا به امروز هیچ مطالعه اختصاصی جهت ارزیابی آنالیز مجدد داده های اگزوم در تشخیص مولکولی بیماران نوروماسکولار صورت نگرفته است. این در حالیست که سالانه حدود 28 ژن جدید مرتبط با بیماری های نوروماسکولار شناسایی می گردد.مواد و روش ها: در این مطالعه پایلوت، بیست بیمار ایرانی مبتلا به اختلالات نوروماسکولار که از آنالیز اولیه اگزوم نتیجه منفی دریافت کرده اند، انتخاب شده و آنالیز مجدد داده های اگزوم با استفاده از به روز ترین نسخه الگوریتم های آنالیز بیوانفورماتیک داده ها به همراه تشخیص همزمان CNV مبتنی بر داده های اگزوم با استفاده از الگوریتم جدید GATK GermlineCNVCaller صورت گرفت.یافته ها: تجزیه و تحلیل این بیماران منتهی به افزایش 45 درصدی در تشخیص واریانت های بیماری زا در ژن های MICU1، MTM1 و RYR1 به کمک آنالیز مجدد داده های توالی یابی کل اگزوم و در ژن های SGCB،DMD ، LAMA2 و LPIN1 با بهره گیری از تکنیک تشخیص CNV مبتنی بر اگزوم شده است. یک حذف اینتراژنیک در اگزون 2 ژن SGCB در سه بیمار مورد مطالعه در این بررسی شناسایی گردید که منجر به بیماری LGMD2E می شود که به نوبه ی خود شایع ترین سارکوگلیکانوپاتی در بیماران ایرانی به حساب می آید و احتمال وجود یک جهش بنیانگذار در ایران را مطرح می کند.نتیجه گیری: به طور کلی، مطالعه حاضر اهمیت ارزیابی مجدد داده های اگزوم با به کار بردن همزمان الگوریتم های متعدد جهت شناسایی انواع مختلف جهش ها را نشان می دهد که می تواند منتهی به افزایش قابل توجهی در بازده تشخیصی بیماران نوروماسکولار در مقایسه با سایر اختلالات مندلی شود.کلمات کلیدی : بیماری های نوروماسکولار، آنالیز مجدد داده های اگزوم، تشخیص CNV مبتنی بر داده های اگزوم.

The overlapping phenotypes in neuromuscular disorders (NMDs) highlight the role of accurate molecular diagnosis, which itself is confined by their heterogeneous genetic nature. Nowadays, molecular diagnosis is enhanced by implementation of whole exome sequencing (WES) in diagnostic laboratories worldwide. However, the diagnostic yield has been still limited to less than 50% in different studies. Besides, hereditary types of NMDs are common in populations with high rate of consanguinity such as Iran. During the past few years, WES has also opened its way as a routine laboratory tool in the work-up of NMDs in this country, displaying higher diagnostic rates up to 73% in some cohorts. However, there are still lots of undiagnosed patients despite having supportive clinical and pathological evidences. Over recent years, reanalysis of exome data has allowed genetic diagnosis in patients who have not received positive results from the initial evaluation and has increased the clinical diagnosis in 10-15% of patients. Simultaneous WES-based detection of CNVs plays an important role in this regard as the CNVs explain 10% of all inherited disorders and 5-9% of genetically unsolved myopathic patients. To the best of our knowledge, no specific study is performed to evaluate the added value of WES-reanalysis in molecular diagnosis of NMDs, which is imperative as an average of 28 genes are being introduced annually. To address this issue, the current study is designed as a pilot phase to assess the effect of WES-reanalysis in improving the diagnostic yield of NMDs, especially in populations with consanguineous background. Therefore, twenty undiagnosed Iranian patients suffering from neuromuscular disorders, who have received a negative result from the initial WES analysis, were selected. WES reanalysis was performed applying the most updated versions of GATK and other algorithms to increase variant detection and annotation. The variants in newly identified NMD genes were reassessed, and WES-based CNV analysis using the GATK GermlineCNVCaller was applied.Thus far, our initial analysis has shown 45% increase in diagnostic yield based on the identification of pathogenic variants in the following genes; MICU1, MTM1, RYR1, LAMA2, LPIN1, DMD and an intragenic deletion in SGCB. These causal variants were not detected in initial WES analysis; The identification of this intragenic deletion in such a small cohort is in line with recent studies presenting LGMD2E as the most common type of sarcoglycanopathies in Iranian patients, while this deletion is considered as one of the most frequent mutations in this gene, proposing the possibility of being a founder mutation in Iran.In conclusion, the current study shows the importance of careful re-evaluation of NGS data in line with multidisciplinary approach to detect different mutation types and achieves significant increase in diagnostic yields of NMDs compared to other Mendelian disorders.Key Words: Neuromuscular disorders, WES-reanalysis, WES-based CNV analysis, Iran

بیماری های نوروماسکولار

Neuromuscular disorders

الهی؛ زهره

Elahi, Zohreh

کهریزی، کیمیا

نجم آبادی، حسین

ایران

دانشگاه علوم توان بخشی و سلامت اجتماعی

20221023

D

TF

279226

a

Y