Estudio de rendimiento diagnóstico y análisis de resultados de la secuenciación del exoma clínico en pacientes con discapacidad intelectual.

La discapacidad intelectual (DI) se define como una limitación significativa en el funcionamiento intelectual y en la conducta adaptativa que se evidencia a lo largo del desarrollo de un individuo. Su prevalencia es de un 1-3% y afecta al individuo, a su familia, y a la comunidad en la que vive, por lo que es una patología con impacto en salud pública. Las causas pueden ser genéticas, adquiridas, ambientales y socioculturales. Las causas genéticas son responsables de un 30-50% de los casos, siendo éstas muy heterogéneas (cromosómicas, epigenéticas, monogénicas…). Dentro de las causas genéticas de DI, el 15% son atribuidas a alteraciones cromosómicas y un 25-30% de los casos a causas monogénicas. En los últimos años ha habido una descripción masiva de nuevos genes asociados a DI, de nuevos fenotipos clínicos, así como la identificación de fenotipos atípicos o leves de síndromes monogénicos clásicos, lo que demuestra la dificultad cada vez mayor para la orientación clínica y el abordaje del diagnóstico molecular de estas entidades. El desarrollo de nuevas tecnologías de diagnóstico genético molecular, como la secuenciación de nueva generación (NGS) permiten el estudio de todo el genoma (WGS) o bien de todo el exoma (WES) y dentro de éste el exoma clínico, con un potencial diagnóstico elevado. Aun así, cerca del 50% de pacientes con DI quedan sin una etiología conocida tras la aplicación de estas tecnologías. Llegar al diagnóstico etiológico del paciente con DI es muy importante por el impacto que tiene a nivel del individuo, de sus familias y a nivel sanitario y social. Objetivos: El objetivo principal de este estudio fue evaluar el rendimiento diagnóstico de la secuenciación del exoma clínico en los pacientes con DI atendidos en la Sección de Genética Médica del Servicio de Pediatría del Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca de Murcia, así como evaluar el impacto económico de su incorporación en la práctica clínica. Secundariamente se quiso evaluar qué variables clínicas podían asociarse a un mayor rendimiento del exoma clínico para establecer un protocolo de diagnóstico eficiente del paciente con DI en la Sección. Material y métodos: Se realizó un estudio observacional retrospectivo de 188 pacientes con DI valorados en la Sección de Genética Médica del Servicio de Pediatría del Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca, en los que se procedió al estudio de exoma clínico en su proceso diagnóstico. Como criterio de inclusión, todos los pacientes debían tener una valoración clínica completa sin detectar una causa que explicara su DI, así como estudio de array-CGH y estudio molecular de X frágil con resultado normal. Se recogieron las variables de interés mediante revisión de las historias clínicas y se realizó un análisis estadístico buscando asociación con la obtención de un diagnóstico molecular en el exoma clínico. Se recogieron también los costes derivados de los estudios genéticos realizados para un análisis económico en relación a la incorporación del exoma clínico en la práctica clínica habitual. Resultados: Hubo un predominio de pacientes varones (1,8:1). La edad media de los pacientes en su primera valoración fue de 5.2 años. Se detectaron antecedentes familiares de primer grado de DI en el 24% y consanguinidad en el 15%. El 45.2% fueron clasificados como DI moderada y el 83.5% se trató de DI sindrómica. Se obtuvo un rendimiento del exoma clínico en la población de estudio de un 34%. En el análisis realizado, no se detectó asociación entre ninguna de las variables clínicas con un mayor rendimiento del exoma. La detección de rasgos dismórficos fue la variable que más se acercó a la significación estadística. No hubo diferencias en cuanto a rendimiento diagnóstico del exoma según las distintas clasificaciones establecidas (gravedad de la DI o si se trató de DI aislada o sindrómica), aunque sí hubo un porcentaje algo más elevado de diagnósticos en la DI moderada (41.6%) y sindrómica (39%). Se observó una amplia heterogeneidad genética, con detección de variantes causales en 59 genes distintos, siendo el 63.5% variantes nuevas no descritas en la literatura. La mayoría fueron detectadas en genes con herencia autosómica dominante (62.5%) y en la mayoría de los casos ocurrieron de novo (90%). En caso de obtener un resultado molecular, la presencia de consanguinidad se asoció con la detección de variantes en un gen con herencia autosómica recesiva. El porcentaje de variables de significado incierto fue considerable (46.2%) al realizar un abordaje individual del exoma clínico. Tras estudio de segregación en progenitores el 17.2% se clasificaron como patogénicas, lo que contribuyó con un 7.4% al rendimiento diagnóstico final. El 53.2% de los diagnósticos detectados fueron entidades difícilmente orientables por el clínico. Se observó un acortamiento del tiempo al diagnóstico y una disminución de costes respecto a los estudios diagnósticos del 62% con la incorporación del exoma clínico en el proceso diagnóstico de los pacientes. Discusión: El rendimiento diagnóstico del exoma clínico para determinar la base molecular de la DI (34%) fue significativo y similar al descrito en otros estudios publicados, lo que lo respalda como herramienta diagnóstica útil en el paciente con DI. En la literatura se describen rendimientos similares tras la aplicación de WES o WGS, por lo que en la práctica asistencial es más eficaz la utilización del exoma clínico. La amplia heterogeneidad molecular identificada, así como el predominio de variantes genéticas causales en genes con herencia dominante de novo coinciden con publicaciones previas. El estudio de segregación de las VOUS es imprescindible para su correcta interpretación y clasificación en caso de no realizar un abordaje del estudio mediante trio. Ninguna de las variables analizadas mostró asociación con un mayor rendimiento del exoma; este hecho junto con que más de la mitad de los diagnósticos obtenidos no se hubieran podido orientar clínicamente, y el acortamiento del tiempo al diagnóstico y la disminución de costes demostrada tras la utilización del exoma clínico, demuestra la importancia de incorporarlo en el proceso diagnóstico del paciente con DI de forma precoz.MedicinaTerapia y Rehabilitació

Clinical features and health-related quality of life in adult patients with mucopolysaccharidosis IVA: the Spanish experience

Elosulfasa alfa; Qualitat de vida relacionada amb la salut; Síndrome de Morquio AElosulfasa alfa; Calidad de vida relacionada con la salud; Síndrome de Morquio AElosulfase alfa; Health-related quality of life; Morquio A syndromeBackground Mucopolysaccharidosis (MPS) IVA or Morquio A syndrome is a progressive and disabling disease characterized by a deficiency of the enzyme N-acetylgalactosamine-6-sulphate sulphatase. Its clinical presentation is very heterogeneous and poorly understood in adults. The aim of this study was to describe the clinical manifestations of MPS IVA in adult patients in Spain and to assess their health-related quality of life (HRQoL). Results Thirty-three patients from nine reference centres participated in the study. The median age was 32 (interquartile range [IQR]: 20.5–40.5) years. The phenotype was classical in 54.5% of patients, intermediate in 33.3% of patients, and non-classical in 12.1% of patients. The most common clinical manifestation was bone dysplasia, with a median height of 118 (IQR: 106–136) cm. Other frequent clinical manifestations were hearing loss (75.7%), ligamentous laxity (72.7%), odontoid dysplasia (69.7%), limb deformities that required orthopaedic aids (mainly hip dysplasia and genu valgus) (63.6%), and corneal clouding (60.6%). In addition, 36.0% of patients had obstructive sleep apnoea/hypopnoea syndrome and 33.3% needed non-invasive ventilation. Cervical surgery and varisation osteotomy were the most common surgical interventions (36.4% each). Almost 80% of patients had mobility problems and 36.4% used a wheelchair at all times. Furthermore, 87.9% needed help with self-care, 33.3% were fully dependent, and 78.8% had some degree of pain. HRQoL according to the health assessment questionnaire was 1.43 (IQR: 1.03–2.00) in patients with the non-classical phenotype, but 2.5 (IQR: 1.68–3.00) in those with the classical phenotype. Seven patients were initiated on enzyme replacement therapy (ERT), but two of them were lost to follow-up. Lung function improved in four patients and slightly worsened in one patient. The distance achieved in the six-minute walk test increased in the four patients who could perform it. HRQoL was better in patients treated with elosulfase alfa, with a median (IQR) of 1.75 (1.25–2.34) versus 2.25 (1.62–3.00) in patients not treated with ERT. Conclusions The study provides real-world data on patients with MPS IVA. Limited mobility, difficulties with self-care, dependence, and pain were common, together with poor HRQoL. The severity and heterogeneity of clinical manifestations require the combined efforts of multidisciplinary teams.BioMarin Pharmaceuticals España SL. funded the writing of this paper

CIBERER : Spanish national network for research on rare diseases: A highly productive collaborative initiative

Altres ajuts: Instituto de Salud Carlos III (ISCIII); Ministerio de Ciencia e Innovación.CIBER (Center for Biomedical Network Research; Centro de Investigación Biomédica En Red) is a public national consortium created in 2006 under the umbrella of the Spanish National Institute of Health Carlos III (ISCIII). This innovative research structure comprises 11 different specific areas dedicated to the main public health priorities in the National Health System. CIBERER, the thematic area of CIBER focused on rare diseases (RDs) currently consists of 75 research groups belonging to universities, research centers, and hospitals of the entire country. CIBERER's mission is to be a center prioritizing and favoring collaboration and cooperation between biomedical and clinical research groups, with special emphasis on the aspects of genetic, molecular, biochemical, and cellular research of RDs. This research is the basis for providing new tools for the diagnosis and therapy of low-prevalence diseases, in line with the International Rare Diseases Research Consortium (IRDiRC) objectives, thus favoring translational research between the scientific environment of the laboratory and the clinical setting of health centers. In this article, we intend to review CIBERER's 15-year journey and summarize the main results obtained in terms of internationalization, scientific production, contributions toward the discovery of new therapies and novel genes associated to diseases, cooperation with patients' associations and many other topics related to RD research

Estudio de rendimiento diagnóstico y análisis de resultados de la secuenciación del exoma clínico en pacientes con discapacidad intelectual.

La discapacidad intelectual (DI) se define como una limitación significativa en el funcionamiento intelectual y en la conducta adaptativa que se evidencia a lo largo del desarrollo de un individuo. Su prevalencia es de un 1-3% y afecta al individuo, a su familia, y a la comunidad en la que vive, por lo que es una patología con impacto en salud pública. Las causas pueden ser genéticas, adquiridas, ambientales y socioculturales. Las causas genéticas son responsables de un 30-50% de los casos, siendo éstas muy heterogéneas (cromosómicas, epigenéticas, monogénicas…). Dentro de las causas genéticas de DI, el 15% son atribuidas a alteraciones cromosómicas y un 25-30% de los casos a causas monogénicas. En los últimos años ha habido una descripción masiva de nuevos genes asociados a DI, de nuevos fenotipos clínicos, así como la identificación de fenotipos atípicos o leves de síndromes monogénicos clásicos, lo que demuestra la dificultad cada vez mayor para la orientación clínica y el abordaje del diagnóstico molecular de estas entidades. El desarrollo de nuevas tecnologías de diagnóstico genético molecular, como la secuenciación de nueva generación (NGS) permiten el estudio de todo el genoma (WGS) o bien de todo el exoma (WES) y dentro de éste el exoma clínico, con un potencial diagnóstico elevado. Aun así, cerca del 50% de pacientes con DI quedan sin una etiología conocida tras la aplicación de estas tecnologías. Llegar al diagnóstico etiológico del paciente con DI es muy importante por el impacto que tiene a nivel del individuo, de sus familias y a nivel sanitario y social. Objetivos: El objetivo principal de este estudio fue evaluar el rendimiento diagnóstico de la secuenciación del exoma clínico en los pacientes con DI atendidos en la Sección de Genética Médica del Servicio de Pediatría del Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca de Murcia, así como evaluar el impacto económico de su incorporación en la práctica clínica. Secundariamente se quiso evaluar qué variables clínicas podían asociarse a un mayor rendimiento del exoma clínico para establecer un protocolo de diagnóstico eficiente del paciente con DI en la Sección. Material y métodos: Se realizó un estudio observacional retrospectivo de 188 pacientes con DI valorados en la Sección de Genética Médica del Servicio de Pediatría del Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca, en los que se procedió al estudio de exoma clínico en su proceso diagnóstico. Como criterio de inclusión, todos los pacientes debían tener una valoración clínica completa sin detectar una causa que explicara su DI, así como estudio de array-CGH y estudio molecular de X frágil con resultado normal. Se recogieron las variables de interés mediante revisión de las historias clínicas y se realizó un análisis estadístico buscando asociación con la obtención de un diagnóstico molecular en el exoma clínico. Se recogieron también los costes derivados de los estudios genéticos realizados para un análisis económico en relación a la incorporación del exoma clínico en la práctica clínica habitual. Resultados: Hubo un predominio de pacientes varones (1,8:1). La edad media de los pacientes en su primera valoración fue de 5.2 años. Se detectaron antecedentes familiares de primer grado de DI en el 24% y consanguinidad en el 15%. El 45.2% fueron clasificados como DI moderada y el 83.5% se trató de DI sindrómica. Se obtuvo un rendimiento del exoma clínico en la población de estudio de un 34%. En el análisis realizado, no se detectó asociación entre ninguna de las variables clínicas con un mayor rendimiento del exoma. La detección de rasgos dismórficos fue la variable que más se acercó a la significación estadística. No hubo diferencias en cuanto a rendimiento diagnóstico del exoma según las distintas clasificaciones establecidas (gravedad de la DI o si se trató de DI aislada o sindrómica), aunque sí hubo un porcentaje algo más elevado de diagnósticos en la DI moderada (41.6%) y sindrómica (39%). Se observó una amplia heterogeneidad genética, con detección de variantes causales en 59 genes distintos, siendo el 63.5% variantes nuevas no descritas en la literatura. La mayoría fueron detectadas en genes con herencia autosómica dominante (62.5%) y en la mayoría de los casos ocurrieron de novo (90%). En caso de obtener un resultado molecular, la presencia de consanguinidad se asoció con la detección de variantes en un gen con herencia autosómica recesiva. El porcentaje de variables de significado incierto fue considerable (46.2%) al realizar un abordaje individual del exoma clínico. Tras estudio de segregación en progenitores el 17.2% se clasificaron como patogénicas, lo que contribuyó con un 7.4% al rendimiento diagnóstico final. El 53.2% de los diagnósticos detectados fueron entidades difícilmente orientables por el clínico. Se observó un acortamiento del tiempo al diagnóstico y una disminución de costes respecto a los estudios diagnósticos del 62% con la incorporación del exoma clínico en el proceso diagnóstico de los pacientes. Discusión: El rendimiento diagnóstico del exoma clínico para determinar la base molecular de la DI (34%) fue significativo y similar al descrito en otros estudios publicados, lo que lo respalda como herramienta diagnóstica útil en el paciente con DI. En la literatura se describen rendimientos similares tras la aplicación de WES o WGS, por lo que en la práctica asistencial es más eficaz la utilización del exoma clínico. La amplia heterogeneidad molecular identificada, así como el predominio de variantes genéticas causales en genes con herencia dominante de novo coinciden con publicaciones previas. El estudio de segregación de las VOUS es imprescindible para su correcta interpretación y clasificación en caso de no realizar un abordaje del estudio mediante trio. Ninguna de las variables analizadas mostró asociación con un mayor rendimiento del exoma; este hecho junto con que más de la mitad de los diagnósticos obtenidos no se hubieran podido orientar clínicamente, y el acortamiento del tiempo al diagnóstico y la disminución de costes demostrada tras la utilización del exoma clínico, demuestra la importancia de incorporarlo en el proceso diagnóstico del paciente con DI de forma precoz.MedicinaTerapia y Rehabilitació

High penetrance of acute intermittent porphyria in a Spanish founder mutation population and CYP2D6 genotype as a susceptibility factor

Abstract Background Acute intermittent porphyria (AIP) is a low-penetrant genetic metabolic disease caused by a deficiency of hydroxymethylbilane synthase (HMBS) in the haem biosynthesis. Manifest AIP (MAIP) is considered when carriers develop typical acute neurovisceral attacks with elevation of porphyrin precursors, while the absence of attacks is referred to as latent AIP (LAIP). Attacks are often triggered by drugs, endocrine factors, fasting or stress. Although AIP penetrance is traditionally considered to be around 10–20%, it has been estimated to be below 1% in general population studies and a higher figure has been found in specific AIP populations. Genetic susceptibility factors underlying penetrance are still unknown. Drug-metabolizing cytochrome P450 enzymes (CYP) are polymorphic haem-dependent proteins which play a role in haem demand, so they might modulate the occurrence of AIP attacks. Our aim was to determine the prevalence and penetrance of AIP in our population and analyse the main hepatic CYP genes to assess their association with acute attacks. For this, CYP2C9*2, *3; CYP2C19*2; CYP2D6*4, *5; CYP3A4*1B and CYP3A5*3 defective alleles were genotyped in fifty AIP carriers from the Region of Murcia, a Spanish population with a high frequency of the HMBS founder mutation c.669_698del30. Results AIP penetrance was 52%, and prevalence was estimated as 17.7 cases/million inhabitants. The frequency of defective CYP2D6 alleles was 3.5 times higher in LAIP than in MAIP. MAIP was less frequent among CYP2D6*4 and *5 carriers (p < 0.05). The urine porphobilinogen (PBG)-to-creatinine ratio was lower in these individuals, although it was associated with a lower prevalence of attacks (p < 0.05) rather than with the CYP2D6 genotype. Conclusions AIP prevalence in our region is almost 3 times higher than that estimated for the rest of Spain. The penetrance was high, and similar to other founder mutation AIP populations. This is very relevant for genetic counselling and effective health care. CYP2D6*4 and *5 alleles may be protective factors for acute attacks, and CYP2D6 may constitute a penetrance-modifying gene. Further studies are needed to confirm these findings, which would allow a further progress in clinical risk profile assessment based on the CYP genotype, leading to predictive personalized medicine for each AIP carrier in the future

Validation of clinical exome sequencing in the diagnostic procedure of patients with intellectual disability in clinical practice

Abstract Intellectual disability (ID) has a prevalence of 1–3% and aproximately 30–50% of ID cases have a genetic cause. Development of next-generation sequencing has shown a high diagnostic potential. The aim of this work was to evaluate the diagnostic yield of clinical exome sequencing in 188 ID patients and the economic impact of its introduction in clinical practice. An analysis of diagnostic yield according to the different clinical variables was performed in order to establish an efficient diagnostic protocol for ID patients. Diagnostic yield of clinical exome sequencing was significant (34%) supporting its utility in diagnosis of ID patients. Wide genetic heterogeneity and predominance of autosomal dominant de novo variants in ID patients were observed. Time to diagnosis was shortened and diagnostic study costs decreased by 62% after implementation of clinical exome sequencing. No association was found between any of the variables analyzed and a higher diagnostic yield; added to the fact that many of the diagnoses weren’t clinically detectable, the reduction of time to diagnosis and the economic savings with respect to classical diagnostic studies, strengthen the clinical and economical convenience of early implementation of clinical exome sequencing in the diagnostic workup of ID patients in clinical practice

A Novel Mutation Associated with Neonatal Lethal Cardiomyopathy Leads to an Alternative Transcript Expression in the X-Linked Complex I <i>NDUFB11</i> Gene

We report a neonatal patient with hypertrophic cardiomyopathy (HCM), lactic acidosis and isolated complex I deficiency. Using a customized next-generation sequencing panel, we identified a novel hemizygous variant c.338G>A in the X-linked NDUFB11 gene that encodes the NADH: ubiquinone oxidoreductase subunit B11 of the mitochondrial respiratory chain (MRC) complex I (CI). Molecular and functional assays performed in the proband’s target tissues—skeletal and heart muscle—showed biochemical disturbances of the MRC, suggesting a pathogenic role for this variant. In silico analyses initially predicted an amino acid missense change p.(Arg113Lys) in the NDUFB11 CI subunit. However, we showed that the molecular effect of the c.338G>A variant, which is located at the last nucleotide of exon 2 of the NDUFB11 gene in the canonical ‘short’ transcript (sized 462 bp), instead causes a splicing defect triggering the up-regulation of the expression of an alternative ‘long’ transcript (sized 492 bp) that can also be detected in the control individuals. Our results support the hypothesis that the canonical ‘short’ transcript is required for the proper NDUFB11 protein synthesis, which is essential for optimal CI assembly and activity, whereas the longer alternative transcript seems to represent a non-functional, unprocessed splicing intermediate. Our results highlight the importance of characterizing the molecular effect of new variants in the affected patient’s tissues to demonstrate their pathogenicity and association with the clinical phenotypes