Exom– und Paneldiagnostik

Das Next Generation Sequencing (NGS) ist zum diagnostischen Standard bei Erkrankungen mit komplexen Symptomen, bei syndromalen Erkrankungen und bei Kindern mit Intelligenzminderung geworden. Es handelt sich um eine Hochdurchsatzsequenzierung, welche die Analyse zahlreicher Gene in einer einzigen Untersuchung erlaubt. Durch eine sinnvolle Zusammenstellung von Genen (Genpanel), die mit einem bestimmten Phänotyp assoziiert sind, lässt sich die genetische Ursache einer Erkrankung schnell und kosteneffizient ermitteln. Im Labor können entweder kleinere, definierte Bereiche des Genoms (Panelsequenzierung) oder alle proteinkodierenden Bereiche (Exons) des gesamten Genoms aus dem Erbgut der Patienten angereichert und anschließend analysiert werden (Exomsequenzierung). Wir führen grundsätzlich eine Exomsequenzierung durch, aus deren Daten virtuelle Genpanel beliebiger Größe analysiert werden (Paneldiagnostik ex exome). Daher sind auch Nachforderungen weiterer Genpanel sowie eine Erweiterung der Anforderung auf ein exomweites Screening (siehe unten) aus bereits vorhandenen Daten schnell zu bearbeiten.

Erbringt eine Karyotypisierung und Microarray-Untersuchung bei fetalen Fehlbildungen kein aussagekräftiges Ergebnis, bietet eine pränatale Paneldiagnostik ex exome abhängig von der Indikation einen durchschnittlichen diagnostischen Zugewinn von ca. 30%.

Bei früh manifestierenden Entwicklungsstörungen liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit entweder eine Neumutation vor oder es handelt sich um eine rezessive Erkrankung. In beiden Fällen ist es bei der Auswertung von NGS-Analysen hilfreich zu wissen, welche Genveränderungen bei den Eltern nicht vorliegen (Neumutation beim Kind) oder aufgrund einer Anlageträgerschaft der beiden Elternteilen beim Kind in zusammengesetzter Heterozygotie vorliegen. Es ist daher sinnvoll, umfassende NGS-Analysen im Trio-Ansatz unter Einbeziehung der elterlichen Blutproben durchzuführen. Dies vermindert die Anzahl der eingeschränkt bewertbaren Varianten und erhöht die diagnostische Aufklärungsrate und Sicherheit. Segregationsanalysen, die früher mit weitererem Zeitaufand nachträglich durchgeführt werden mussten, entfallen. Die Lösungsquote ist signifikant erhöht. Die Trio-Exomdiagnostik wird daher zunehmend die Methode der Wahl im pränatalen Bereich und bei schwer betroffenen Kleinkindern.

Es sind auch Duo-Exome möglich sofern nur die Blutprobe eines Elternteils zur Verfügung steht. Ebenso können weitere betroffene Geschwister in Form eines Quattro-Exoms die Analyse mit einbezogen werden.

Des Weiteren ist es zwischenzeitlich möglich, klinische Phänotypen mittels einer international standardisierten Terminologie der Datenbank „Human Phenotype Ontology“ (HPO) zu beschreiben. Die klinischen Angaben des behandelnden Arztes werden mittels dieser standardisierten Begriffe (HPO-terms) in ein Datenbank-gängiges Format übersetzt. Diese HPO-Terms sind in der HPO-Datenbank mit Krankheitsgenen verknüpft. Varianten, die in möglicherweise krankheitsursächlichen Genen liegen, können so gefiltert und für die Interpretation priorisiert werden. Die Zusammenarbeit zwischen den behandelnden Ärzten/-innen und dem Labor ist hier daher von besonderer Bedeutung. Je genauer die klinischen Angaben (deep phenotyping), desto zielgerichteter kann die Untersuchung erfolgen. Abhängig von der individuellen Indikation können so die besten diagnostischen Aufklärungsraten erzielt werden.