Nghiên cứu áp dụng phương pháp giải trình tự toàn bộ exome (WES) trong xác định đột biến gen gây bệnh động kinh nghiêm trọng ở trẻ nhỏ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA Y −− Nghiên cứu áp dụng phương pháp giải trình tự toàn exome (WES) xác định đột biến gen gây bệnh động kinh nghiêm trọng trẻ nhỏ Thành viên: LÊ PHAN HỒNG TRÚC, BÙI CHÍ BẢO, ĐỖ THỊ THU HẰNG Mở đầu Đối tượng – Phương pháp Kết Kết luận MỞ ĐẦU 1.1 Động kinh nguyên nhân Rối loạn thần kinh mãn tính Động kinh 50 triệu 0.4% - 1% dân số 1.6 % trẻ em Đặt trưng tái phát co giật vô Gây hậu tâm lý, nhận thức xã hội Cơn phóng điện cực phát vỏ não Nhân tố kích thích Nhân tố ức chế 1.1 Động kinh nguyên nhân 40% 60% Động kinh vô Động kinh triệu chứng loại di truyền Rối loạn đơn gen Yếu tố đa gen Gen mẫn cảm gen – kiểu hình Các kênh ion hay thụ thể 1.1 Động kinh nguyên nhân Đặc điểm lâm sàng Kỹ thuật MRI, CT Sinh hóa, xét nghiệm máu Chẩn đoán Xét nghiệm gen Điện não đồ 1.2 Hội chứng động kinh nghiêm trọng trẻ em Giai đoạn sơ sinh • Hội chứng Ohtahara (OS) • Bệnh não giật sớm (EME) Giai đoạn nhũ nhi • Hội chứng West (infantile spasms_IS) • Động kinh với co giật cục dịch chuyển • Hội chứng Dravet (DS) Giai đoạn thơ ấu • Hội chứng LennoxGastaut (LGS) • Hội chứng Doose • Phổ hội chứng ngơn ngữ mắc phái dạng động kinh • Hội chứng LandauKleffner (LKS) Nhóm động kinh nghiêm trọng khơng phân loại 1.3 Cơng nghệ giải trình tự hệ (NGS) WES Cơng nghệ giải trình tự gen hệ Giải trình tự nhanh Chi phí thấp 1.3 Cơng nghệ giải trình tự hệ (NGS) WES Giải trình tự tồn hệ gen Giải trình tự microRNA Giải trình tự đích NGS o o o Mơ tả biểu gen Giải trình tự tồn vùng mã hóa Illumina (HiSeq, MiSeq…) LifeTechnologies (PGM, Proton) Roche (454) 1.3 Cơng nghệ giải trình tự hệ (NGS) WES Giải trình tự tồn vùng mã hóa (WES) Hơn 95% thơng tin vùng mã hóa 2% gen người 85% đột biến gây bệnh đơn gen Các phần mềm phân tích (BWA, Platypus…) phần mềm thương mại Bệnh đa yếu tố gen Đối chiếu lên trình tự chuẩn Xuất variant Chú giải variant Kết Thông tin biến nghi ngờ bệnh nhi 2C Gen 2C: AF/Cor 2B: AF/Cor 2M: AF/Cor Chr:ChrPos Ref Alt Type Coverage Var.Fre Zygosity Exon.Nu Codon.Pos HGVS.c HGVS.p CLNDBN CLNDSDB CLNDSDBID CLNSIG GABRB3 0.504/127 0/0 0/0 15:26812868 C T missense 127 0.504 heterozygous c.695G>A p.Arg232Gln N/A N/A N/A N/A MAF DBSNP COMMON ESP-AF-GLOBAL ESP-AF-POPMAX ESP-AC PROVEAN: pred_score SIFT: pred_score Polyphen2_HDIV: pred_score Polyphen2_HVAR: pred_score MutationTaster: pred_score N/A N/A N/A N/A N/A N/A D_-3.54 D_0.033 D_0.999 D_0.95 D_1 Kết Kết nghiên cứu kết ngoại kiểm giống Tập trung phân tích phân tích, đánh giá: biến thể c.1178G>A gen SCN1A biến thể c.695G>A gen GABRB3 Kết Kết giải trình tự Sanger exon gen SCN1A bố, mẹ, Kết Kết giải trình tự Sanger exon gen GABRB3 bố, mẹ, Kết Kết phân loại đột biến theo tiêu chuẩn ACMG Biến thể SCN1A c.1178G>A GABRB3 c.695G>A Đánh giá khả gây bệnh biến thể theo tiêu chuẩn ACMG Pathogenic (PS1, PM1, PM2, PP2, PP3) Pathogenic (PS2, PM1, PM2, PM5, PP2, PP3) Kết Đột biến c.1178G>A (p.Arg393His) SCN1A tượng khảm hội chứng Dravet Vùng hình thành lỗ DIS5-S6 protein Nav1.1 Clinvar: “Pathogenic”, gây bệnh “Severe myoclonic epilepsy in infancy” WES 1: biến thể dạng khảm người cha di truyền sang bệnh nhi Nghiên cứu trước: không phát biến thể yếu tố chủ quan Kết Đột biến c.1178G>A (p.Arg393His) SCN1A tượng khảm hội chứng Dravet Sanger: phát thể khảm chiếm 2% 253 gia đình NGS: xác định đột biến dạng khảm 15 174 (8,6%) bệnh nhân Báo cáo trường hợp dạng khảm ngày tăng Thể khảm không hiếm, phương pháp NGS hiệu Kết GABRB3 Giảm biểu Đột biến c.695G>A (p.Arg232Gln) GABRB3 Mã hóa tiểu đơn vị β3 thụ thể GABAA Hội chứng Rett, hội chứng Angelman rối loạn phổ tự kỷ Gồm tiểu phần Chất trung gian sơ cấp truyền tín hiệu ức chế Biến thể có liên quan động kinh Liên kết ligand: kênh ion mở, Cl- di chuyển GABAA Hội chứng Dravet: đột biến gen GABRA1 GABRG2 Kết Đột biến c.695G>A (p.Arg232Gln) GABRB3 o 12 biến thể liên quan đến bệnh não động kinh o biến thể liên quan động kinh vắng ý thức Clinvar: o “Like pathogenic” o Ghi nhận thay đổi amino acid khác vị trí (p.Arg232Pro): khuyết tật trí tuệ, vắng ý thức thời thơ ấu, “Like pathogenic” Kết Đặc điểm biến thể Di truyền trội, khởi phát Gen mã hóa cho protein (liên quan synap, kênh ion) Đột biến thể khảm Kết Tỉ lệ phát biến thể phương pháp WES Tỷ lệ phát bệnh giới tương đối cao Xác định nguyên nhân trường hợp Một trường hợp nghi ngờ Kết Ý nghĩa nghiên cứu gen phát triển liệu pháp cải thiện chăm sóc bệnh nhân động kinh Làm sáng tỏ chế phân tử => phát triển liệu pháp điều trị Cơ sở triển khai chẩn đoán gen => Tác động lên bệnh nhân gia đình (tìm nguyên nhân, điều trị, tư vấn di truyền ) KẾT LUẬN Kết luận Đầu tư nghiên cứu • Nguyên nhân gây bệnh • Phương pháp chẩn đốn, điều trị Cơng nghệ WES • Tiềm năng: nghiên cứu, xét nghiệm, chẩn đoán • Tiết kiệm chi phí Đột biến de novo gen GABRB3 gây hội chứng Dravet Đột biến gen SCN1A dạng khảm ... bệnh nhân 1: Control WES Nam/5 tuổi 7C Bệnh nhi 2: Hội chứng Dravet 3: ĐKNT không phân loại WES Nam/8 tuổi WES Nam/7 tuổi WES Nam/7 tuổi WES Nam/4 tuổi WES Nữ/ tuổi WES WES Nam/5 tuổi Nam/8 tuổi... < 0.05 >= 0.5 >= 0.5 KẾT QUẢ Kết Số lượng biến thể thu qua bước phân tích Ca bệnh WES WES WES WES WES WES WES WES Cá thể 1C 1B 1M 2C 2B 2M 3C 3B 3M 4C 5C 5B 5M 6C 7C 8C NextGENe 111.539 100.874... đoán chức MutationTaster: dự đoán_điểm tương ứng Tần số allele chung theo ESP Tần số allele cao nhấn cộng đồng theo ESP Tổng số allele đếm theo ESP 2.2 Phương pháp Điều kiện lọc biến thể đối