A 22q11 deléciós szindróma prenatális diagnosztikájának lehetőségei Tidrenczel Zsolt¹, Tardy Erika¹, Tóth András¹, Sarkadi Edina¹, Simon Judit¹, Demeter János¹, Hajdú Júlia²   ¹Magyar Honvédség Egészségügyi Központ, Szülészet- Nőgyógyászati és Labordiagnosztikai Osztály, Genetikai Centrum, Budapest ²Gottsegen György Országos Kardiológiai Intézet

A prenatális diagnosztika gold standardja: A kromoszóma vizsgálat- karyotipizálás Alkalmas a magzati kromoszómák számbeli és durva szerkezeti rendellenességeinek kimutatására Felbontási határa: Klasszikus G- sávozással a DNS 5-10 Mb High resolution sávozással 5-7 Mb FISH (fluoreszcens in situ hybridizálás) - centromerikus próba 0.3-1 Mb - lokusz specifikus próba 0.1-2 Mb

5 Mb alatti DNS eltérések A DNS hiányával vagy többletével járó kórképek- mikrodeléciós/ duplikációs szindrómák, CNV (Copy number variations): Legalább 80 ilyen kórkép ismert, pl: DiGeorge sy- 22q11.2 deléció. 1:2000-1:4000. Szív, thymus, arc, száj, szájpad Prader-Willi/Angelmann sy- 15q11-13 deléció/UPD. 1: 10000. Hypotónia, arc, koponya,mentális retardáció. William sy- 7q11 deléció. 1:8000-1:10000. Izomrendszer, kötőszövet, hypótonia, arc, szív. Smith- Magenis sy- 17p11.2 deléció. 1:25000. Szív, gerinc, arc, mentális reardáció. Cri-du-chat sy- 5p deléció. 1:30000. Szív, arc, koponya, mentális retardáció. Wolf- Hirschhorn sy- 4p deléció. Arc, koponya, mentális retardáció. TAR sy- 1q21.1 deléció. Radius, trombocytopénia, szív, vese, ujjak Langer- Giedion sy- 8q23-24 deléció, Arc, koponya, mentális retardáció, kéz, csont. Rubinstein- Taybi sy- 16p13.3 deléció. Arc, koponya, kéz- láb, mentális retardáció. Miller- Dieker sy- 17p13.3 deléció. Arc, koponya, agy, vese WAGR sy- 11p13 deléció. Vese, genitália, szem, mentális retardáció 1p36 deléciós sy, 9q34 deléciós sy…

A 22q11deléciós szindróma (22q11DS) A 22-es kromoszóma hosszú karja a humán genom instabil része Nagy mennyiségű ismétlődő komplex régiót (LCR) tartalmaz A kromoszóma szerkezeti rendellenességekre, deléciókra predisponált terület DiGeorge sy/ Velocardiofacialis sy [OMIM 192430] Conotruncal anomaly face sy (Takao sy) [OMIM 217095] Isolated outflow tracts (OFT) of the heart CATCH22- Cardiac abnormality/ abnormal facies, T-cell deficit due to thymic hypoplasia, Cleft palate, Hypocalcaemia due to hypoparathyroism resulting from 22q11 deletion

22q11 deletion syndrome: application of current perspective/Review, The Application of Clinical Genetics , 2015;8 LCR- low copy repeat TDR- tipically deleted region 85-90%-a klasszikus deléció ~3 Mb (LCR A-D) ~97% 8-10 %-a nested deléció ~1.5 Mb (LCR A-B) 2-3%-a atipikus deléció DE: 10p14 deléció kb. 1:200 000

22q11DS érintett génjei TBX1 gén- T-box transcription factor 1 22q11DS kandidáns génje, T-box tartalmazó transzkripciós faktor, központi szerep az embryonális differenciálódásban TBX1 fehérje a garatívek endo- és mezodermájában ill. a disztális garat apparátus ectodermájában expresszálódik központi szerepe van pharyngeális apparátus, a craniofaciális struktúrák és a szív fejlődésében Szabályozza a dental progenitor sejtek proliferációját (microRNA95-6-p) Neuroepithelium- derived cardiac neural crest sejtek (cNCCS) differenciációjának és migrációjának fő szabályozója alapvető szerepe van a myocardium kialakulásában és az aorta- pulmonális törzs elkülönülésében Számos növekedési és transzkripciós faktor szabályozója (FGF8,10, CHD7, PITX2…) HIRA - Hystone cell cycle regulator gene WNT5A gén – wingless-type integration site family member 5A CRKL- Crk-like protein gene

2008 és 2014 között, 82000 prenatális és 22000 posztnatális microarray CGH és a posztnatális fenotipikus jegyek alapján (518 pozitiv eset) Deléció típusa/ Fenotipus Proximális (A-B, A-D) (kb 1:4000) Centrális (B-D, C-D) Disztális Type I. (C-E,D-E) Type II. (E-F) Type III. (F-H) Immun deficiencia 77% 15% 56% 25% 12% Vitiumok 74% 20% 53% 13% 29% Intellectuális/ta-nulási zavarok 70-90% 40% 50% Ajak-szájpad 69% 7% 11% 18% Pszichiátriai pr. 60% Microcephalia 38% - 24% Genitourinalis 31% 19% 16% 6%

22q11DS epidemiológiája Leggyakoribb mikrodeléciós kórkép, újszülöttkori prevalencia kb. 1:2000-4000, két nemben egyforma előfordulású ~90% random előfordulású, de novo mutáció ~10% öröklött deléció Egészséges szülők esetén, előzetesen érintett gyermek esetén a következő utódban a specifikus ismétlődési kockázat kb. 1% Érintett szülő 50% eséllyel átadja a mutációt utódjának Ritkán előfordulhat autoszómális dominánsan öröklődő familiárisan halmozott formája Tipikus tüneteket mutató egyének kb. 10-15%-ban nem mutatható ki deléció Rendkívül változatos a fenotipikus spektrum (faciális dysmorphismus, congenitalis vitium, velopharingeális inszufficiencia, ajak/szájpad hasadék, thymus hypoplasia, immundeficiencia, parathyroid hypoplasia, fejlődési visszamaradás, tanulási nehezítettség, vese-szem-skeletális malformációk, süketség,gége deformitások….)

A prenatális szűrés nehézségei Nincs a kórképre jellemző egységes tünet!!! Ugyanakkor prenatális UH vizsgálat során 60-80 %-ban veleszületett vitium (CHD) mutatható ki - aortaív interrupció kb. 50-80%-ban - truncus arteriosus kb. 35%-ban - Fallot tetralógia kb. 15%-ban 22q11DS igazolható Ajak/szájpad hasadék kb. 70%-ban Urogenitális rendellenességek (vese agenesis, multicystás vese, hydronephrosis) a betegek kb. 35%-ban Pre, postaxiális polydactylia, donga kéz/láb, syndactilia kb.15%-ban Thymus hiány Polyhydramnion, vaskos tarkóredő Faciális dysmorphizmus (micrognathia, benyomott orrgyök, alacsonyan ülő fülek)

A prenatális szűrés nehézségei A magzati echocardiográphiának kitűntett szerepe van a prenatális diagnosztikában (a 18-22. terhességi héten) CHD a leggyakoribb fejlődési rendellenesség, közel a magzatok 1%-ban Conotruncális és aortaív rendellenességek az összes CHD kb. 13.2-26.7%-a (Hoffman JIE, The incidence of congenital heart disease, J Am Coll Cardiol, 2002,39:1890-1891) 22q11 DS betegek 50-80%-ban kimutatható Conotruncális és aortaív rendellenesség Fallot tetralógia (leggyakoribb) Aortaív interrupció type B (legspecifikusabb) Pulmonáris atresia Truncus arteriosus Kettős kiáramlású jobb kamra Nem conotruncális CHD ASD VSD AVSD

Egységes nemzetközi protokoll, ajánlás nincs Prenatális diagnosztika indokai: Korábbi gyermeknél 22q11DS egészséges szülőknél 22q11DS genotípusú szülő Prenatális UH vizsgálat során észlelt: - Conotruncális, aortaív rendellenesség önmagában - Bármilyen vitium a következő UH eltérésekkel együtt: ajak/szájpad hasadék, urogenitális rendellenességek, thymus hiány, szkeletális eltérések (polydactilia, donga kéz/láb) A diagnosztika alapja invazív mintavétel (CVS, GAC) során vett mintából célzott FISH vizsgálat vagy microarray CGH vagy MLPA

2016 májusától közös munkacsoport Célja: magzati echocardiográfiás vizsgálattal vagy prenatális UH szűrés során felismert 22q11 DS-ra gyanús eltérések esetén a prenatális diagnosztika kidolgozása Módszer: 22. hétig invazív diagnosztika - CVS, GAC - konvencionális karyotipizálás - célzott FISH diagnosztika (TBX1 gén, TUPLE 1 gén- HIRA, DGS2- 10p14) Honvéd Kórház Szülészeti Genetikai Részleg GOKI Magzati Echocardiográfiás csoport

DiGeorge I.: DiGeorge II.: VCFS TUPLE 1: HIRA gén, 113 kb (22q11.21) piros kontroll: SHANK 344 kb (22q13.3) zöld TBX 1: Tuple1-től disztálisan, 211 kb, (22q11.21) piros DiGeorge II.: DGS2 régió a 10p14 kromoszómaszakaszon, 144 kb, piros (1:200 000) kontroll: D10Z1 centromérán, zöld Ábrák: Cytocell Ltd. product info

Eset Anyai életkor indikáció minta próba eredmény C75/16 Grav.s.19. 33 Gemini B: jobb oldali aortaív és Duct. Botalli Chorion trophoblast TUPLE 1 TBX 1 10p14 (DGS2) 46,XY Neg. A197/16 Grav.s. 20. 40 Gemini A: jobb oldali aortaív Tenyésztett amnionsejtek 46,XX S10/16 29 Truncus arteriosus communis, insuff. billentyű, UH miatt terminálva Tenyésztett fibroblast C321/16 Grav.s. 20 Tágabb jobb szívfél, VSD, art. Pulm. alulfejl, Botallo vez. hiány, anteroponált tág aorta, tág sin. coron, duct venosus szabálytalan beszájadzása, vena cava sup sin perz.)

C75/16 TBX1 DiGeorge II. 10p14. TUPLE 1 33 é, st.19, Gemini B, chorion direkt preparátum UH: jobb o. aortaív és ductus Botalli Kariotípus: 46,XY. ish 22q11.21(TUPLE1 2x, TBX 2x), 10p14(CELF2 2x)

A NIPT szűrés kérdése… DiGeorge, Cri du Chat, Prader Willi, 1p36 del sy, Angelman, 15q del sy microdeléciós/duplikációs kórképek Mi a NIPT valódi prenatális szenzitivitása/specificitása a fenti kórképekre? GenomeWeb 2016 Január, Natera SNP alapú tesztje 20000 prenatális minta retrospektiv elemzése során 95 minta magas kockázatú 22q11 microdelécióra, ebből igazoltan 11 valódi pozitív, a teszt PPV 18% ?

Összefoglalás A 22q11DS relative gyakori genetikai kórkép Prenatális szűrése és diagnosztikája nem megoldott A prenatális UH szűrés és a magzati echocardiográfia fejlődése megteremtheti a releváns diagnosztika alapját A diagnosztika alapja az UH vizsgálatok során kiszűrt esetekben invazív mintavétel során nyert minta célzott molekuláris genetikai vizsgálata Az általunk alkalmazott metodika (FISH) kb. 97% hatékonysággal zárja ki a kórképet A kórkép fenotípusos spektruma változatos, a prenatális genetikai tanácsadás kihívást jelent További kutatások és tapasztalatok szükségesek a megfelelő protokollok kialakításához