Beurteilung der Effektivität der Panel-Diagnostik bei seltenen Lebererkrankungen im Kindesalter

Abstract

Seltene Lebererkrankungen bei Kindern stellen aufgrund ihrer unterschiedlichen Ätiologien und sich überschneidenden klinischen Merkmalen eine große diagnostische Herausforderung dar. Spezifische laborchemische Veränderungen sind nur mit einem Teil der Erkrankungen assoziiert, eine Leberbiopsie ist invasiv, mit potentiellen Risiken verbunden und die Ergebnisse häufig unspezifisch. Viele der Lebererkrankungen im Kindesalter sind genetischen Ursprungs. Moderne Sequenzierungstechniken (Next Generation Sequencing, NGS) haben sich als leistungsfähiges Instrument zur Entschlüsselung der genetischen Grundlagen dieser Erkrankungen erwiesen und ermöglichen eine genaue und rechtzeitige Diagnose. Hierzu zählt auch die Panel-Analyse. Dabei werden gezielt, nach Symptomen gruppierte, krankheitsverursachende Gene untersucht. Ziel dieser Arbeit war es, die Effektivität der Panel-Analyse, auch in Abhängigkeit der vorliegenden Phänotypisierung sowie darauf aufbauender, anschließender Analyseverfahren, zu untersuchen. Um dem heterogenen Patientenklientel diagnostisch gerecht zu werden, wurden in dieser Arbeit Patienten mit unterschiedlichen Phänotypen, wie beispielsweise mit dem klinischen Bild einer Cholestase, einer Speichererkrankung sowie hepatitisähnlicher Symptomatik, untersucht. Eine vorausgehende risikoadaptierte, schrittweise durchgeführte klinische Diagnostik ist wichtig, um einen möglichst spezifischen Phänotypen beschreiben zu können. Eine genaue Phänotypisierung erleichtert die Auswahl eines geeigneten Gen-Panels. Bei Säuglingen mit cholestatischen Leberfunktionsstörungen wurde zur Differenzierung der klinischen Daten ein Diagnostikalgorithmus verwendet. Der Algorithmus wurde in dieser Arbeit durch ein Konzept ergänzt, welches bei Bedarf aufbauend auf der Panel-Analyse eine Trio-Exom-Analyse bzw. Segregationsanalyse der Eltern vorsieht. Beispielhaft wurde der Nutzen einer anschließenden Transkriptom-Analyse untersucht. Auch ein möglicher Nutzen von Deep Phenotyping wurde an einigen Beispielen untersucht. In dieser Arbeit wurden 56 Patienten (24 w, Durchschnittsalter: 47,5 ± 69,3 Monate) analysiert, welche sich im Zeitraum von 2014-2020 an der Universitäts-Kinderklinik Tübingen bzw. in einer externen Praxis oder einem Krankenhaus mit unterschiedlichen Symptomen und Zeichen einer Leberfunktionsstörung vorstellten. Zur Überprüfung der Effektivität wurden die Patienten anhand ihres Phänotyps in Kategorien eingeteilt, sowie ihre Ergebnisse in unterschiedlichen Altersklassen verglichen. Durch die Panel-Analyse konnte bei 53,6% erfolgreich eine Diagnose gestellt werden. Einen Zusammenhang zwischen Phänotypisierung und Erfolgsrate konnte durch das bessere Ergebnis der Patienten mit spezifischem Phänotyp, im Vergleich zum Gesamtkollektiv, gezeigt werden (64,3% vs. 53,6%). Ergänzend zur Panel-Analyse konnten einige Diagnosen mittels Segregationsanalyse der Eltern gesichert werden. Insgesamt handelt es sich um ein im internationalen Vergleich erfolgreiches Diagnosekonzept, durch welches Patienten mit unterschiedlichen Phänotypen schnell eine Diagnose erhalten. Durch technische Weiterentwicklungen ist der Einsatz von Whole-Exome-Sequencing (WES) und Whole-Genome-Sequencing (WGS) mittlerweile kostengünstig möglich. Im Gegensatz zur Panel-Analyse werden hier alle Exone bzw. das gesamte Genom auf krankheitsverursachende Varianten überprüft. Zukünftig wird die Panel-Analyse durch solch breitere, effektivere Tools abgelöst werden.