Analisi dell'esoma in una coorte di pazienti pediatrici complessi

INTRODUCTION: The term Children with Medical Complexity defines children affected by a pathology that can alter the neurological development, behavioral or emotional chronic problems and who therefore need multidisciplinary health care, more complex than those required by the general pediatric population. More the 7000 birth defects are known and, although each one is rare, collectively they represent a significant public health issue: according to the March of Dimes global reports, worldwide approximately 7.9 million children are born with a birth defect. Birth defects may have genetic, enviromental or multifactorial etiology related to an interaction between genetic and enviromental factors. The most recurring are congenital heart defects, CNS congenital defects, orofacial clefts, congenital anomalies of the kidney and urinary tract and neurodevelopmental disorders. The diagnostic path of CMC involves genetic analyses that, through the Next Generation Sequencing technique, allow sequencing of groups of genes, exome or the whole genome. OBJECTIVE: to identify pathogenic DNA variants in pediatric patients with complex phenotype. METHODS: the cohort is composed by 21 children (14 males and 7 females) analyzed with whole exome sequencing analysis. A group of patients belongs to the NeuroWES study, conducted in collaboration with the Autism Sequencing Consortium, which includes individuals with a complex phenotype and individuals with autism spectrum disorder. The tests were carried out respectively in the Seaver Center for Autism Research and Treatment laboratory at the Icahn School of Medicine in New York and in the R&I Rare Disease Genetics laboratory in Padova; the genetic test of a patient was carried out in the Laboratorio di Genetica Medica of the Bambin Gesù pediatric hospital in Roma. RESULTS: 13 patients were diagnosed, in 3 patients variants of uncertain significance were detected and in 5 patients no variants were identified compared to reference genomes. DISCUSSION: the diagnostic rate in the cohort is 61.9%, higher than the values reported in the literature. This result is related to the careful selection of children for genetic testing and the close collaboration between clinicians and laboratory technicians that allow the diagnostic rate to increase. The formulation of the diagnosis is particularly important in Children with Medical Complexity, frequently submitted to numerous exams often not diriment, as it puts an end to the diagnostic odyssey. NGS tests represents the latest frontier in precision medicine and has significantly increased the pace of discovery of new disease-gene relationships: each year more than 180 new genes are added to the list of disease-causing genes.

INTRODUZIONE: con il termine Children with Medical Complexity (CMC) vengono definiti bambini affetti da una patologia che può alterare lo sviluppo neurologico, da problemi comportamentali o emotivi cronici e che quindi necessitano di cure sanitarie multidisciplinari, più complesse rispetto a quelle richieste dalla popolazione pediatrica generale. Sono noti più 7000 difetti congeniti e, sebbene ciascuno di essi sia raro, collettivamente rappresentano un rilevante problema di salute pubblica: secondo i rapporti globali di March of Dimes a livello mondiale ogni anno nascono circa 7.9 milioni di bambini con un’anomalia congenita. I difetti congeniti possono avere eziologia genetica, ambientale o multifattoriale correlabile ad un’interazione tra fattori genetici ed ambientali. Tra i più frequenti figurano le cardiopatie congenite, le anomalie congenite del SNC, le schisi orofacciali, le anomalie congenite di reni e vie urinarie ed i disturbi del neurosviluppo. Il percorso diagnostico dei CMC prevede analisi genetiche che, attraverso la tecnica del Next Generation Sequencing, permettono il sequenziamento di gruppi di geni, dell’esoma o dell’intero genoma. OBIETTIVO: identificare varianti di sequenza del DNA patogeniche in pazienti pediatrici con fenotipo complesso. METODI: la coorte è composta da 21 soggetti (14 maschi e 7 femmine), analizzati con analisi Whole Exome Sequencing. Una parte dei pazienti afferisce allo studio NeuroWES, svolto in collaborazione con l’Autism Sequencing Consortium, che include sia soggetti con fenotipo complesso sia individui con disturbo dello spettro autistico. Gli esami sono stati eseguiti rispettivamente nel laboratorio Seaver Center for Autism Research and Treatment presso la Icahn School of Medicine a New York e nel laboratorio R&I Rare Disease Genetics a Padova; infine il test genetico di un paziente è stato effettuato nel Laboratorio di Genetica Medica dell’Ospedale Pediatrico Bambino Gesù di Roma. RISULTATI: è stata raggiunta la diagnosi in 13 pazienti, in 3 sono state rilevate varianti di incerto significato ed in 5 non sono state identificate varianti di sequenza rispetto ai genomi di riferimento. DISCUSSIONE: il tasso diagnostico nella coorte è pari al 61.9%, superiore ai valori riportati in letteratura. Questo risultato è correlabile all’accurata selezione dei bambini da sottoporre alle indagini genetiche e alla stretta collaborazione tra i clinici e i laboratoristi che permettono di aumentare il tasso diagnostico. La formulazione della diagnosi è particolarmente importante nei Children with Medical Complexity, frequentemente sottoposti a numerosi esami spesso non dirimenti, in quanto mette fine all’odissea diagnostica. I test NGS rappresentano l’ultima frontiera nella medicina di precisione e hanno aumentato significativamente il ritmo della scoperta di nuove relazioni malattia-gene: ogni anno più di 180 nuovi geni vengono aggiunti all'elenco dei geni che causano malattie.