Background: Whole Exome Sequencing (WES) became in the latest years an essential test in the diagnostic work-up flow of paediatric patients suffering from disorders with complex phenotype with suspected genetic aetiology. Unfortunately, due to the cost and complexity of the examination, a more traditional approach to diagnosis is often preferred, lengthening the diagnostic process. Objectives: The aim of this study is to analyse the diagnostic yield of WES in a cohort of paediatric patients with complex pathologies with suspected genetic aetiology, and to evaluate the predictive capacity of specific symptoms and clinical signs that may lead to a more appropriate use of it. Patients and methods: the 140 patients included in the study were referred for diagnostic definition to the Paediatric Clinic of the University of Turin at the Regina Margherita Children’s Hospital in the period 2018-2024. All patients underwent WES. Anamnestic data, clinical phenotype, neuroimaging and imaging data were analysed for all patients in the study, such as possible parental consanguinity, age at onset of symptoms, presence of hypotonia or hypertonia, presence of neuro-psychomotric regression, microcephaly or macrocephaly, presence of pathological brain MRI, echocardiography, nephron-urological ultrasound and ophthalmologic evaluation. Results:In this study, WES identified a pathogenetic or probably pathogenic variant in 60.7% of patients, a variant of uncertain significance (VUS) in 25.7% of the patients and a benign or potentially benign variant in 12.9% of the patients. As far as the anamnestic, clinical and imaging characteristics investigated, consanguinity of the parents had a positive predictive value (PPV) of 78.6%, early onset of symptoms (<1 year) a PPV of 61.4%, clinical signs of regression a PPV of 66.7%, pathological encephalic MRI a PPV of 63.5%, pathological echocardiography a PPV of 60.7%, pathological nephro-urologic ultrasound a PPV of 41.7%, pathological ophthalmological examination a PPV of 70.9%, CGH Array with negative or inconclusive resulta a VPP of 62.5%. In addition, hypotonia or hypertonia were associated with a WES PPV of 70.6%: the incidence of positive WES in the hypotonia or hypertonia group was calculated as significantly different from the incidence of positive WES in the normal tone group (p-value= 0.0157, odds ratio=2.48). Finally, the presence of microcephaly or macrocephaly was associated with a WES PPV of 77.4%: the incidence of positive WES in the microcephaly or macrocephaly group was calculated as significantly different from the incidence of positive WES in the normal cranial circumference group (p-value =0.0351, odds ratio=3.06). Conclusions: WES is an essential diagnostic tool in paediatric patients with complex clinical phenotypes. This study demonstrated that the use of this method at an early stage of the differential diagnostic process allows a rapid and accurate diagnosis in more than 60% of paediatric complex cases, significantly improving therapeutic management and genetic counselling. The results of this study also allowed to define some clinical signs and symptoms of onset with highest predictive power in diagnostic terms and thus improving the appropriateness of WES in paediatric clinical activity.
Background: Il Whole Exome Sequencing (WES) è diventato negli ultimi anni un esame fondamentale nell’inquadramento dei pazienti pediatrici affetti da patologie con fenotipo complesso a sospetta eziologia genetica. Tuttavia, a causa dei costi e della complessità dell’esame, spesso si preferisce ancora un approccio più tradizionale, allungando i tempi di diagnosi. Obiettivi: L’obiettivo di questo studio è analizzare la resa diagnostica del WES in una coorte di pazienti pediatrici affetti da patologie complesse con sospetto di eziologia genetica e valutare la capacità predittiva di specifici sintomi e segni clinici che possano indirizzare ad un utilizzo appropriato di questa metodica diagnostica. Pazienti e metodi: Sono stati inclusi nello studio 140 pazienti riferiti per la definizione diagnostica alla Clinica Pediatrica dell’Università di Torino presso l’Ospedale Infantile Regina Margherita nel periodo 2018-2024. Tutti i pazienti sono stati sottoposti a WES. Per tutti i pazienti dello studio sono state analizzati i dati anamnestici, le caratteristiche cliniche, i dati di neuroimaging e di imaging. In particolare, sono stati valutati l’eventuale consanguineità dei genitori, l’ età all’esordio dei sintomi, la presenza di ipotonia o ipertonia, la presenza di regressione neuromotoria, la microcefalia o macrocefalia, la presenza di elementi patologici alla RMN Encefalo, all’ecocardiografia, all’esame ecografico nefro-urologico ed alla valutazione oculistica. Risultati: nel 60.7% dei pazienti è stata identificata una variante patogenetica o probabilmente patogenetica, nel 25.7% dei casi è stata riscontrata una variante genetica di significato incerto (VUS), nel 12.9% dei casi varianti benigne o potenzialmente benigne. Per quanto riguarda le caratteristiche anamnestiche, cliniche e di imaging indagate, la consanguineità dei genitori ha avuto un valore predittivo positivo (VPP) del 78.6%, l’insorgenza dei sintomi sotto il 1° anno di vita un VPP del 60.4%, la presenza di regressione un VPP del 66.7%, una RMN encefalica patologica un VPP del 63.5%, una ecocardiografia patologica un VPP del 60.7%, una ecografia nefro-urologica patologica un VPP del 41.7%, una visita oculistica patologica un VPP del 70.9%, un CGH Array dal risultato negativo o di significato incerto un VPP del 62.5%. Inoltre, la presenza di ipotono o ipertono è stata associata a un VPP del WES del 70.6%: l’incidenza del WES positivo nel gruppo con ipotono o ipertono è stata calcolata come significativamente diversa rispetto all’incidenza del WES positivo nel gruppo con tono normale (p-value= 0.0157, odds ratio=2.48). Infine, la presenza di microcefalia o macrocefalia è stata associata a un VPP del WES del 77.4%: l’incidenza del WES positivo nel gruppo con microcefalia o macrocefalia è stata calcolata come significativamente diversa rispetto all’incidenza del WES positivo nel gruppo con circonferenza cranica normale (p-value =0.0351, odds ratio=3.06). Conclusioni: il WES rappresenta un’indagine diagnostica imprescindibile nei pazienti pediatrici affetti da fenotipi clinici complessi. In questo studio è stato infatti possibile dimostrare come l’utilizzo di questa metodica in una fase precoce dell’iter diagnostico differenziale permetta una rapida ed accurata definizione diagnostica in oltre il 60% dei casi complessi pediatrici. Tale approccio migliora in maniera significativa la gestione terapeutica ed il counseling genetico. Lo studio ha inoltre definito alcuni segni e i sintomi clinici d’esordio con il più elevato potere predittivo in termini diagnostici, che potrebbero migliorare l’appropriatezza del WES nell’attività clinica pediatrica.
Ruolo diagnostico dell’analisi esomica nei pazienti pediatrici con fenotipi complessi
DELLA CROCE DI DOJOLA, MARTA
2023/2024
Abstract
Background: Il Whole Exome Sequencing (WES) è diventato negli ultimi anni un esame fondamentale nell’inquadramento dei pazienti pediatrici affetti da patologie con fenotipo complesso a sospetta eziologia genetica. Tuttavia, a causa dei costi e della complessità dell’esame, spesso si preferisce ancora un approccio più tradizionale, allungando i tempi di diagnosi. Obiettivi: L’obiettivo di questo studio è analizzare la resa diagnostica del WES in una coorte di pazienti pediatrici affetti da patologie complesse con sospetto di eziologia genetica e valutare la capacità predittiva di specifici sintomi e segni clinici che possano indirizzare ad un utilizzo appropriato di questa metodica diagnostica. Pazienti e metodi: Sono stati inclusi nello studio 140 pazienti riferiti per la definizione diagnostica alla Clinica Pediatrica dell’Università di Torino presso l’Ospedale Infantile Regina Margherita nel periodo 2018-2024. Tutti i pazienti sono stati sottoposti a WES. Per tutti i pazienti dello studio sono state analizzati i dati anamnestici, le caratteristiche cliniche, i dati di neuroimaging e di imaging. In particolare, sono stati valutati l’eventuale consanguineità dei genitori, l’ età all’esordio dei sintomi, la presenza di ipotonia o ipertonia, la presenza di regressione neuromotoria, la microcefalia o macrocefalia, la presenza di elementi patologici alla RMN Encefalo, all’ecocardiografia, all’esame ecografico nefro-urologico ed alla valutazione oculistica. Risultati: nel 60.7% dei pazienti è stata identificata una variante patogenetica o probabilmente patogenetica, nel 25.7% dei casi è stata riscontrata una variante genetica di significato incerto (VUS), nel 12.9% dei casi varianti benigne o potenzialmente benigne. Per quanto riguarda le caratteristiche anamnestiche, cliniche e di imaging indagate, la consanguineità dei genitori ha avuto un valore predittivo positivo (VPP) del 78.6%, l’insorgenza dei sintomi sotto il 1° anno di vita un VPP del 60.4%, la presenza di regressione un VPP del 66.7%, una RMN encefalica patologica un VPP del 63.5%, una ecocardiografia patologica un VPP del 60.7%, una ecografia nefro-urologica patologica un VPP del 41.7%, una visita oculistica patologica un VPP del 70.9%, un CGH Array dal risultato negativo o di significato incerto un VPP del 62.5%. Inoltre, la presenza di ipotono o ipertono è stata associata a un VPP del WES del 70.6%: l’incidenza del WES positivo nel gruppo con ipotono o ipertono è stata calcolata come significativamente diversa rispetto all’incidenza del WES positivo nel gruppo con tono normale (p-value= 0.0157, odds ratio=2.48). Infine, la presenza di microcefalia o macrocefalia è stata associata a un VPP del WES del 77.4%: l’incidenza del WES positivo nel gruppo con microcefalia o macrocefalia è stata calcolata come significativamente diversa rispetto all’incidenza del WES positivo nel gruppo con circonferenza cranica normale (p-value =0.0351, odds ratio=3.06). Conclusioni: il WES rappresenta un’indagine diagnostica imprescindibile nei pazienti pediatrici affetti da fenotipi clinici complessi. In questo studio è stato infatti possibile dimostrare come l’utilizzo di questa metodica in una fase precoce dell’iter diagnostico differenziale permetta una rapida ed accurata definizione diagnostica in oltre il 60% dei casi complessi pediatrici. Tale approccio migliora in maniera significativa la gestione terapeutica ed il counseling genetico. Lo studio ha inoltre definito alcuni segni e i sintomi clinici d’esordio con il più elevato potere predittivo in termini diagnostici, che potrebbero migliorare l’appropriatezza del WES nell’attività clinica pediatrica.| File | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/20.500.14240/3075