Sık Görülen Tek Gen Hastalıklarının Prenatal Tanısı

Transkript

1 Sık Görülen Tek Gen Hastalıklarının Prenatal Tanısı Haziran, İstanbul Prof. Dr. Seher Başaran İstanbul Üni., İstanbul Tıp Fak., Tıbbi Genetik AD

2 Genetik Hastalıkların Sınıflandırılması Kromozomal Hastalıklar Mutasyon Multifaktöriyel Hastalıklar Diabet, Hipertansiyon, vd Genomik; 3n, 4n Non-disjunktion; Trizomi/Monozomi Yapısal; Delesyon, Translokasyon, vd Nonmendel kalıtım Mitokondrial, Mozaisizm, UPD Sık görülen hastalıklar Sayıları az (onlarla) Görülme oranları yüksek (1/500-1/10 000) Talasemi, Kistik fibrozis, Frajil X, Nörofibromatozis, vd Tek Gen Ender görülen hastalıklar Sayıları çok fazla (binlerle) Görülme olasılıkları çok düşük (1/ / ) Harlequin iktiyozis, Al Awadi send., vd

3 1941 Beadle ve Tatum GEN ENZİM GEN NEDİR? DNA RNA PROTEİN transkripsiyon transkripsiyon translasyon Ekson 1 Ekson 2 Ekson 3 Promoter İntron 1 İntron 2 İntron Ekson 3 4 GEN (DNA) Primer transkript (RNA) Protein Transkript Kırpılma Olgun mrna Translasyon Wellcome Trust gen olduğu sanılıyordu.

4 İNSAN GENOM PROJESİ ( ) İnsan genomunda 19,599 protein kodlayan gen bulunduğunu ortaya çıkardı. %3 %44 %45 %6.5 Transposonlara benzeyen tekrar dizileri Heterokromatin (çok az ya da hiç gen ekspresyonunun olmadığı, hücre siklüsü boyunca kondens kalan kromozom bölgeleri) Diğer diziler Protein kodlayan dizler RNA genleri ve regülatöre bölgeler

5 İnsan genlerinin transkripsiyonel karmaşası kısa RNA snorna ncrna mirna kısa RNA kısa RNA Antisens ncrna Antisens ncrna kısa RNA Post genomik çağ Fonksiyonu olan nükleotid dizilerine (DNA/RNA) gen denir.

6 ALLEL Biri anne biri baba kökenli birbirinin aynı kromozomlar homolog kromozomlar adını alır (Kromozom 1-22 ve X). Allel genler Lokus Homolog kromozomların aynı yerlerinde (lokus) aynı genler bulunur, ve bunlara allel adı verilir. Genler, kromozomlar üzerinde kesin pozisyonu ya da lokusu olacak şekilde, doğrusal olarak yerleşmiştir. HETEROZİGOT MUTASYON c.115g C HOMOZİGOT MUTASYON c.115g C c.115g C Homolog kromozomlar allel allel BİRLEŞİK HETEROZİGOT MUTASYON (COMPOUND) c.115g C c.349a T allel

7 GENOTİP? HAPLOTİP? Genotip, bireyin tüm ya da tek bir lokustaki genetik yapısıdır. Haplotip, bir kromozomdaki bir allelin dizisidir. paternal maternal H1 alleli C T A T C G G T C C T A C C G G T C H3 alleli C A A T C G C T C C T A T C G G A C H2 alleli H2 alleli C T A C C G G T C C T A T C G G A C H4 alleli H4 alleli FENOTİP? Fenotip, genotipin morfolojik, klinik, biyokimyasal veya moleküler özellik olarak gözlenebilen ifadesidir.

8 Kodonlar amino asitlerin şifreleridir 4 nükleotid ( A, T (U), G, ve C), 3 lü kombinasyonlarla 64 farklı kodon oluşturur: 3 dur. 61 kodon 20 amino asit

9 Gen Mutasyon Tipleri Nokta mutasyonları Delesyon ve insersiyonlar Dinamik mutasyonlar

10 Gen Mutasyon Tipleri Sessiz Mutasyon ve Yanlış Anlamlı Mutasyon nedir? TRANSLASYON A C G G C G C U G U A G Treonin Alanin Lösin DUR MUTANT KODON MUTANT KODON A C G A G C G C G U G U A G TRANSLASYON Treonin Alanin Valin DUR Sessiz mutasyon (sinonim) Fonksiyonu değiştirmez Yanlış anlamlı mutasyon (missense, nonsinonim) Hastalıklara neden olan mutasyonların >%50 si Akondroplazide FGFR3 de p.gly380arg

11 Gen Mutasyon Tipleri Anlamsız Mutasyon Nedir? A C G U C A C U G U A G TRANSLASYON Treonin Serin Lösin DUR MUTANT KODON A C G U G C A C U G U A G TRANSLASYON Treonin DUR Rett hastalığında MECP2 geninde p.arg294ter mutasyonu. Anlamsız mutasyon (nonsens) Translasyonda erken dur kodonuna ve eksik protein sentezine neden olur. Bu proteinler ya da onları kodlayan mrna lar genellikle stabil değildir ve hücre içinde kısa sürede yıkıma uğrarlar. Hastalıklara neden olan mutasyonların ~%12 si

12 DİNAMİK MUTASYONLAR NORMAL PREMUTASYON PREMUTASYON FULL MUTASYON (Frajil-X sendromu) FMR1 geni

13 Fenotipi etkileyen faktörler Allelik heterojenite Genetik heterojenite Aynı gende oluşan farklı mutasyonlar hastalığın farklı şiddette (Örn. Kistik fibroz) ya da farklı fenotiplerin ortaya çıkmasına yol açabilir (Örn. Orak hücre ve beta-talasemi). Lokus Heterojenitesi Benzer klinik fenotipten sorumlu birden fazla genin varlığı. Kalıtım, OD, OR, X e bağlı, mitokondrial kalıtım gibi farklı geçişler gösterebilir (Örn. Retinitis pigmentosa).

14 Tek Gen Hastalıklarının Sınıflandırılması A. Otozomal Dominant Kalıtım Her iki cinsiyette aynı sıklıkta gözlenir ve kalıtılır. Etkilenmiş bireylerin anne veya babası etkilenmiştir (ailevi dikey kalıtım); ya da olgu ailedeki ilk olgudur (de novo mutasyon). Eğer ebeveynlerden birinde hastalık varsa tekrarlama riski %50 dir.

15 Aynı dominant mutant gen, farklı fenotip??? - Penetrans Genotipin fenotipe yansımama nedenleri: Modifiye edici genlerin varlığı Süpresör genlerin varlığı Çevre faktörlerinin etkisi OD kalıtımda penetrans eksikliği Aile ağacı hazırlanmasını ve risk hesaplamalarını zorlaştırır

16 Aynı dominant mutant gen, farklı fenotip??? - Ekspresivite değişkenliği Belli bir mutasyonun fenotipe yansıma şiddetine ekspresivite denir. Nedenleri Allelik heterojenite Çevre faktörleri Modifiye edici genler Distopia Kantorum % 99 Wardenburg Sendromu İris heterokromisi % 25 Geniş burun kökü % 78 Sinofriz % 45

17 Olgu 1; 24 ve 28 yaşlarında akraba olmayan sağlıklı bir çiftin ilk gebeliğinin 16. haftasında USG de holoprozensefali saptıyorsunuz??????? 1. Etiyoloji 2. Fenotipik farklar (ekspresivite) Kromozom anomalileri % Sayısal kromozom anomalileri (T13, T18, 3n) Yapısal kromozom anomalileri (13q del ve dup, del(18p), del(7)(q36), dup(3)(p24-pter), del(2)(p21), ve del(21)(q22) Normal/Hafif form Hafif hipotelorizm Tek kesici diş holoprozensefali Mikroarray % Mikro delesyon ve duplikasyonlar Tek gen mutasyonları % Otozomal dominant ( 14 gen; ailevi olguların % ında SHH, tek olgulu ailelerinde % 5 inde) Otozomal resesif Ağır form Göz yapısının yokluğu (anoftalmi) Burun yapısının yokluğu Siklopi (tek göz) Tek gen + çevre faktörleri Kolesterol biyosentez defekti + ilişkili gende mutasyon Çevre Faktörleri Diyabetli anne (iyi kontrol edilmeyen). Risk 200 kat artar Teratojenler(alkol, retinoik asit) Kolesterol düşürücü ilaç kullanımı (henüz kesin değil)

18 1. Genetik Değerlendirme; Aile ağacı, klinik muayene, vs 2. İnvaziv Girişim 3. Genetik Testler 1. Fetal karyotip %20-25 %45 (49/109 olguluk serimiz) 2. FISH 7q36.3 (SHH) %2,8 (3/109) 3. Subtelomerik MLPA (TGIF, 18p) %0,9 (66 MKA olgusunda) 4. Mikroarray %1 (1/28 olguda) 5. Moleküler Analizler; Otozomal dominant ( 14 gen; ailevi olguların % ında SHH, tek olgulu ailelerinde % 5 inde) 2. Genetik Danışma 1. Taşıyıcılık tanısı (tüm aile) 2. Erken tanı olanakları (olası gebeliklerde)

19 Olgu 2; 32 yaşında sağlıklı anne ile 48 yaşında sağlıklı babanın gebeliğinin 23. haftasında USG de iskelet displazisi (proksimal ekstremite kısalığı) ve frontal bossing saptanıyor. 1. Etiolojisi; Akondroplazi, hipokondroplazi?; a. OD b. Penetrans tam c. FGFR3 d. De novo (~%90) 2. Genetik İzlem a. Aile ağacı b. Moleküler analiz (FGFR3; G1138A ve G1138C) c. Bu mutasyonlar yoksa hipokondraplazi için genin diğer ekzonları) d. Genetik danışma

20 B. Otozomal Resesif Kalıtım Ebeveynler kesin heterozigot. Her iki ebeveynden de mutant iki alleli kalıtılır ve mutasyon homozigot olursa hastalık ortaya çıkar. Aile ağacında hastalığı gösteren kişiler nesil atlayabilir (yatay düzlemde). Kız/erkek oranı aynıdır (bazı nadir hastalıklar hariç OR, cinsiyetle sınırlı). Aynı mutasyon Aynı gen, farklı mutasyon Aynı Fenotip Farklı Fenotip Hastalığın tekrarlama riski %25 tir. Akraba evliliklerinde daha sık ortaya çıkar.

21 Türk Toplumunda Sık Rastlanan OR Hastalıklar Hastalık sıklığı Taşıyıcı sıklığı Talasemi 1/400-1/ /10-1/50 Kistik Fibroz 1/2200 1/22 (?) Fenilketonüri 1/3500 1/30 Adrenogenital Sendrom?? Spinal Müsküler atrofi?? Biotinidaz Eksikliği 1/ /55

22 Olgu 3; Aralarında 1. derece kuzen evliliği olan genç bir çift ilk gebeliklerinin 9. haftasında başvuruyor. Aile öyküsünde anne adayının kardeşinin beta talasemi olduğunu öğreniyorsunuz.???? 1. Aile ağacı 2. Çiftte biokimyasal taşıyıcılık testi a. İkisi de taşıyıcı değil Normal izlem b. Çiftten biri taşıyıcı Normal izlem c. İkisi de taşıyıcı Tıbbi Genetik e gönder!! Genetik İzlem 1. Aile ağacı, Hasta çocuk riski; 2/3x1/4x1/4 2/3 1/4 1/2 2. Ailenin mutasyon testi? 3. Mut biliniyorsa her ikisinde de analiz 4. Mut bilinmiyorsa; Moleküler analiz (her ikisinde de) 1. Panel Akdeniz (22 mutasyon) %80 2. Panel Ortadoğu (22 mutasyon) %83 3. Tüm gen dizi+mlpa ~% İnvaziv girişim 6. Bilinen mutasyonun tanısı 7. Genetik danışma

23 Olgu 4; Aralarında akrabalık olmayan genç bir çift ikinci gebeliklerinin 9. haftasında başvuruyor. Aile öyküsünde baba adayının kardeşinde kistik fibroz olduğunu öğreniyorsunuz???? 2/3 1/22?? Genetik İzlem 1. Aile ağacı, 2. Etkilenmiş olguda mutasyon testi? 3. Moleküler analiz mut biliniyorsa; babada bu mut mut bilinmiyorsa; babada 1. Panel (32 mutasyon) ~%70 2. Tüm gen dizi ~% Baba taşıyıcı ise anne adayında tüm gen dizi analizi 5. Anne de taşıyıcı ise invaziv girişim 6. Bilinen mutasyon/ların tanısı 7. Genetik danışma

24 C. X e bağlı Resesif Kalıtım Hastalık genelde erkeklerde gözlenir. Hastalık mutant alleli taşıyan anneler (taşıyıcı) aracılığıyla ya da de novo mutasyon olarak ortaya çıkar. Kesin taşıyıcı anneden oğullarına hastalığın kalıtılma riski %50 dir. İzole olgunun annesinin taşıyıcılık riski 2/3 (DMD), ile %90 (Hem A) arasında değişir. Babadan oğula hastalık geçmez, hasta babanın tüm kızları taşıyıcıdır. Sık rastlanan hastalıklar Duchenne/Beckermüsküler Distrofi1/3300-1/20000 Hemofili A/B 1/8000-1/20000

25 Kraliyet ailesinde Hemofili A

26 Olgu 5; Genç ve aralarında akrabalık olmayan bir çift ilk gebeliklerinin 7. haftasında başvuruyor. Aile öyküsünde anne adayının ablasının oğlunda DMD olduğu öğreniliyor???? Ailede bilinen tek olgu bu durumda Etkilenmiş olgu ; a. de novo (1/3) 2/3 b. gonadal mozaik (annede) c. ailevi olabilir 2/3 Genetik İzlem 1. Aile ağacı, 2. Ailenin mutasyon testi? 3. Moleküler analiz 1. Mümkünse etkilenmiş olguda (MLPA %70, gerekirse tüm gen dizi) 2. Anne adayında bilinen mutasyon 4. İnvaziv girişim 5. Fetal cinsiyetin belirlenmesi 6. Erkekse bilinen mutasyonun tanısı 7. Genetik danışma

27 Olgu 6; Akraba olmayan genç bir çift ikinci gebeliklerinin 7. haftasında başvuruyor. Sağlıklı bir kız çocukları var. Aile öyküsünde maternal tarafda mental özürlü bir erkek çocuk ve öğrenme güçlüğü olan bir kız çocuk olduğunu öğreniyorsunuz??? Mental özürlü Öğrenme güçlüğü

28 FRAJİL X SENDROMU Frajil X sendromu erkek çocuklarda Down sendromu ndan sonra kalıtsal mental geriliklerin en sıklıkla rastlanan etiyolojik nedeni!! SIKLIĞI: erkek 1/4000 ve kadın 1/7000; Premutasyon taşıyıcı sıklığı % 1.3 X e bağlı dominant kalıtılır ve dinamik (antisipasyon) mutasyondur. FMR1 geninin 5' UTR bölgesinde yer alan üçlü tekrar dizi (CGG)n sayısının 50 nin üstüne çıkması ile kişide premutasyon, sonraki kuşaklarda sayının 200 ün üzerine çıkması ile tam mutasyon oluşur. Tekrar CGG; 5-50 ise normal ise premutasyon FXTAS (Frajil X Ataksi-Tremor sendromu) Erken over yetmezliği (POF) >200 ise tam mutasyon Erkeklerin tümünde mental gerilik Kadınların 1/3 ünde mental gerilik 1/3 ünde psikolojik sorunlar 1/3 ü normal

29 DİNAMİK MUTASYONLAR NORMAL PREMUTASYON PREMUTASYON FULL MUTASYON (Frajil-X sendromu) FMR1 geni

30 Genetik İzlem 1. Aile ağacı, 2. Moleküler analiz; Mümkünse etkilenmiş olgu ve annesi ile anne adayımızda 4. İnvaziv girişim 5. Fetal cinsiyetin belirlenmesi 6. Moleküler analiz 7. Ailedeki diğer olgularda moleküler analiz 8. Genetik danışma 80 29, 30 75,30 83, 29 90,30 30, , , 30 Bilişsel olarak etkilenmemiş taşıyıcılar Frajil-X sendromu Öğrenme güçlüğü 30,30 800,30 30,

31 D. X e bağlı Dominant Kalıtım D-vitaminine rezistan raşitizm Rett sendromu (erkeklerde letal) Ornitin transkarbamilaz eksikliği (OTC) İnkontinentia pigmenti (erkeklerde lethal) E. Y ye bağlı kalıtım Sadece erkekler etkilenir. Etkilenmiş babaların tüm erkek çocukları etkilenir. Yeni mutasyon olarak karşımıza çıkar.

32 Tek gen hastalıklarında moleküler tanı akış şeması Kadın Doğum uzmanı; öykü, tarama testleri, vs Genetik danışma 1. Klinik genetik var Risk? yok Rutin izlem Ön tanı; incelenecek gen, yöntem Karar Genetik Danışma 2 Index/ebeveynde Laboratuvar testi Tanı - Perinatolog, USG Tanı + Perinatolog, girişim, Laboratuvar testi Tanı +

33 Tek gen hastalıklarında moleküler tanıyı zorlaştıran durumlar; 1. Yanlış klinik tanı, 2. Genin bilinmemesi, 3. Genin büyüklüğü ve mutasyonların çokluğu, 4. Çok sayıda genin benzer fenotiplere yol açması, 5. Aynı bir genin farklı fenotiplerle ilişkili olabilmesi, 6. Özgün USG bulgusunun çoğu zaman olmaması ya da geç gebelik haftalarında ortaya çıkması, 7. Önceki etkilenmiş olgulara ait tıbbi bilgilere ulaşılamaması, 8. Bazı hastalıklar için özgün testlerin (moleküler, enzimatik, vd) yurt dışı bağlantısı ile yapılabilmesi, 9. Maliyetlerin yüksek olması, 10. Yeterli sayıda ve kalitede klinik genetik uzmanının olmaması ve genetik laboratuvarlarının test kalitesinin, yöntem seçimlerinin, raporlandırmalarının yetersiz kalabilmesi, 11. Multidisipliner çalışmanın öneminin anlaşılmaması

34 Gebelik İzleyen Kadın Doğum Uzmanları İçin Öneriler 1. Başvuran gebe ve eşini görsel olarak değerlendirebilir, ellerini sıkabilirsiniz (Myotonik distrofi?), 2. Her gebede aile anamnezi alınmalı (mümkünse 3 kuşak), 3. Ailede etkilenmiş olgu/lar (herhangi bir anomali, mental gerilik, vs) varlığı özellikle sorgulanmalı, 4. Etkilenmiş tek bir olgu (Fra X?) bile önemlidir, 5. Etkilenmiş olgu yoksa bile akraba evliliği önemsenmeli ve özellikle ülkemizde sık görülen hastalıklar için (talasemi, SMA, vd) taşıyıcılık testi varsa yaptırılmalı, 6. Erkek infertilitesinde (vas deferens agenezisi varsa) parental kromozom analizlerinden sonra KF için taşıyıcılık testi yaptırılmalı, 7. Obstetrik öyküde, etkilenmiş tanısız olgu (fetus, yenidoğan, çocuk) varsa derhal genetik danışma/inceleme için aile, Tıbbi Genetik e yönlendirilmeli, 8. Gebelik veya aile öyküsünde genetik bir hastalık öyküsü varsa moleküler yapılmış ya da henüz yapılmamış olsa dahi derhal genetik danışma/inceleme için aile, Tıbbi Genetik e yönlendirilmeli ve KESİNLİKLE İNVAZİV GİRİŞİM ZAMANI BEKLENMEMELİ!!! 9. Kromozom anomalisi olmayan, US patolojisi saptanan olgularda Genetik sendromların araştırılması unutulmamalı (NT Noonan PTPN11, metabolik hastalık, SMA ilişkisi; NIHF- İskelet anomali send., metabolik hastalık gibi),

35