Modern sequencing strategies using Next Generation Sequencing (NGS) allow for the simultaneous analysis of numerous genes and are revolutionizing the approach to rare diseases. NGS is currently used routinely in Immunology only in some laboratories worldwide and the clinical impact of the systematic use of this innovation is largely unknown. We conducted a retrospective study including patients affected by IEI (inborn errors of immunity), afferent at the Immunology Department of the Regina Margherita Children's Hospital to study how the systematic use of NGS modifies clinical practice. These patients performed NGS sequencing between January 2018 and January 2022. In the study period clinical exome was performed in 38 patients (mean age: 19) in 6 national and international laboratories with proven experience in the immunological field. Only the genes associated with IEI were analyzed in silico either by analyzing a targeted panel of genes defined by the patient's phenotypic features (34.2% of the cohort), or by a large panel including as many IEI genes as possible regardless of the phenotype (65.8% of patients). The identified variants were categorized according to the American College of Medical Genetics and Genomics criteria. Globally, C5 variants (certainly pathogenic) were found in 18% of patients, C4 (probably pathogenic) in 18% and C3 (variants of uncertain significance) in 40% of patients. Targeted functional tests (18.4% of patients) and / or family segregation (65.8%) were analyzed in patients with variants of interest. Overall, in 19 cases (50%) it was possible to identify the monogenic defect responsible for IEI; in most cases (84% of cases) patients were affected by extremely rare diseases with less than 100 cases currently published in literature. A conclusive genetic diagnosis of monogenic IEI was most frequently identified in patients with other affected family members (90% vs 35.70%, p= 0.003) and in patients with pulmonary involvement (100% vs 34.40%, p-value = 0.0006). Sex, age at disease onset, age at genetic test, and autoimmune manifestations have not shown a correlation with the probability of a genetic diagnosis. The results of NGS had a therapeutic impact (defined as possible indication for hematopoietic stem cell transplantation or prescription of targeted biological drugs) in 26% of patients. In 42% of the cohort, NGS changed the follow-up in terms of evaluation of other organs potentially affected by the disease. In conclusion, NGS has proved to be an extremely powerful tool capable of modifying the clinical management of IEI patients allowing in many cases a more customized clinical approach.
Le moderne strategie di sequenziamento mediante Next Generation Sequencing (NGS) permettono di analizzare simultaneamente numerosi geni e stanno rivoluzionando l’approccio alle malattie rare. In ambito immunologico l’NGS è ad oggi utilizzato di routine solo in alcuni laboratori a livello mondiale e l’impatto clinico dell’utilizzo sistematico di questa innovazione risulta in larga parte ignoto. Per studiare come l’uso sistematico dell’NGS modifichi la pratica clinica abbiamo condotto uno studio retrospettivo nel quale sono stati inclusi tutti i pazienti affetti da IEI (inborn errors of immunity), afferenti presso l’Immunologia dell’Ospedale Infantile Regina Margherita, che hanno eseguito un sequenziamento mediante NGS tra Gennaio 2018 e Gennaio 2022. Nel periodo in studio l’esoma clinico è stato eseguito in 38 pazienti (età media 19 anni) in 6 laboratori nazionali ed internazionali di provata esperienza in ambito immunologico. Sono stati analizzati in silico esclusivamente i geni associati a IEI o mediante l’analisi di un pannello ristretto di geni definito dalle caratteristiche fenotipiche del paziente (34,2% della coorte), o mediante un pannello ampio includente il maggior numero possibile di geni di IEI a prescindere dal fenotipo (65,8% dei pazienti). Le varianti identificate sono state categorizzate secondo i criteri dell’American College of Medical Genetics and Genomics. Globalmente sono state riscontrate varianti C5 (sicuramente patogenetiche) nel 18% dei casi, C4 (verosimilmente patogenetiche) nel 18% e C3 (varianti di incerto significato) nel 40% dei pazienti. Nei pazienti con riscontro di varianti di interesse sono stati eseguiti esami funzionali mirati (18,4% dei pazienti) e/o segregazione familiare (65,8%). Globalmente in 19 casi (50%) è stato possibile identificare il difetto monogenico responsabile della IEI, nella maggioranza dei casi (84% dei casi) si trattava di patologie estremamente rare con meno di 100 casi pubblicati attualmente in letteratura. Una diagnosi genetica finale di IEI monogenica è stata più frequentemente identificata nei pazienti con almeno un altro familiare affetto (90% vs 35.70%, p=0.003) e nei pazienti con coinvolgimento polmonare (100% vs 34.40%, p-value= 0.0006). Il sesso, l’età di esordio della patologia, l’età all’esecuzione dell’esame genetico, e la presenza di manifestazioni autoimmuni non hanno dimostrato una correlazione con la probabilità di avere una diagnosi genetica finale. I risultati dell’esame genetico hanno comportato un impatto terapeutico (definito come eventuale indicazione a trapianto di cellule staminali ematopoietiche o prescrizione di farmaci biologici mirati) nel 26% dei pazienti. Nel 42% dei pazienti il risultato ha modificato il follow-up in termini di valutazione di altri organi bersaglio potenzialmente interessati dalla patologia. In conclusione, le nuove strategie NGS si sono dimostrate uno strumento estremamente potente in grado di modificare in molti casi la gestione clinica dei pazienti affetti da IEI permettendo approcci terapeutici e di follow-up sempre più orientati verso una medicina di precisione.
Esoma clinico e disordini congeniti dell'immunità: diagnostic rate e impatto sulla gestione clinica
AMATO, FEDERICO
2021/2022
Abstract
Le moderne strategie di sequenziamento mediante Next Generation Sequencing (NGS) permettono di analizzare simultaneamente numerosi geni e stanno rivoluzionando l’approccio alle malattie rare. In ambito immunologico l’NGS è ad oggi utilizzato di routine solo in alcuni laboratori a livello mondiale e l’impatto clinico dell’utilizzo sistematico di questa innovazione risulta in larga parte ignoto. Per studiare come l’uso sistematico dell’NGS modifichi la pratica clinica abbiamo condotto uno studio retrospettivo nel quale sono stati inclusi tutti i pazienti affetti da IEI (inborn errors of immunity), afferenti presso l’Immunologia dell’Ospedale Infantile Regina Margherita, che hanno eseguito un sequenziamento mediante NGS tra Gennaio 2018 e Gennaio 2022. Nel periodo in studio l’esoma clinico è stato eseguito in 38 pazienti (età media 19 anni) in 6 laboratori nazionali ed internazionali di provata esperienza in ambito immunologico. Sono stati analizzati in silico esclusivamente i geni associati a IEI o mediante l’analisi di un pannello ristretto di geni definito dalle caratteristiche fenotipiche del paziente (34,2% della coorte), o mediante un pannello ampio includente il maggior numero possibile di geni di IEI a prescindere dal fenotipo (65,8% dei pazienti). Le varianti identificate sono state categorizzate secondo i criteri dell’American College of Medical Genetics and Genomics. Globalmente sono state riscontrate varianti C5 (sicuramente patogenetiche) nel 18% dei casi, C4 (verosimilmente patogenetiche) nel 18% e C3 (varianti di incerto significato) nel 40% dei pazienti. Nei pazienti con riscontro di varianti di interesse sono stati eseguiti esami funzionali mirati (18,4% dei pazienti) e/o segregazione familiare (65,8%). Globalmente in 19 casi (50%) è stato possibile identificare il difetto monogenico responsabile della IEI, nella maggioranza dei casi (84% dei casi) si trattava di patologie estremamente rare con meno di 100 casi pubblicati attualmente in letteratura. Una diagnosi genetica finale di IEI monogenica è stata più frequentemente identificata nei pazienti con almeno un altro familiare affetto (90% vs 35.70%, p=0.003) e nei pazienti con coinvolgimento polmonare (100% vs 34.40%, p-value= 0.0006). Il sesso, l’età di esordio della patologia, l’età all’esecuzione dell’esame genetico, e la presenza di manifestazioni autoimmuni non hanno dimostrato una correlazione con la probabilità di avere una diagnosi genetica finale. I risultati dell’esame genetico hanno comportato un impatto terapeutico (definito come eventuale indicazione a trapianto di cellule staminali ematopoietiche o prescrizione di farmaci biologici mirati) nel 26% dei pazienti. Nel 42% dei pazienti il risultato ha modificato il follow-up in termini di valutazione di altri organi bersaglio potenzialmente interessati dalla patologia. In conclusione, le nuove strategie NGS si sono dimostrate uno strumento estremamente potente in grado di modificare in molti casi la gestione clinica dei pazienti affetti da IEI permettendo approcci terapeutici e di follow-up sempre più orientati verso una medicina di precisione.| File | Dimensione | Formato | |
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