Genotipo e diagnostica molecolare dell’iperaccrescimento lateralizzato in pediatria

Background: Lateralized overgrowth (LO) consists of excessive growth of one or more body parts, results in body asymmetry with consequent functional problems, may be associated with oncological risk and requires specialized screening. It is a rare clinical presentation typically found in children, whose genetic basis is heterogeneous, complex and difficult to diagnose. In the scientific literature, studies analysing this topic are very limited. Objectives: To define the causes of isolated and syndromic LO in children etiologically and epidemiologically, and to define an optimal molecular diagnostic process for patients with LO. Methods: We present a retrospective case study of 172 patients with congenital LO. Patients were clinically evaluated to identify features suggestive of a specific disorder: Beckwith-Wiedemann Syndrome spectrum (BWSp), PIK3CA-Related Overgrowth Spectrum (PROS), vascular malformations associated with overgrowth (Vascular Overgrowth, VO) or patients without other clinical features (isolated LO, ILO). The four groups were differently tested with molecular analyses including methylation assays (MS-MLPA) of chromosomal region 11p15.5 and Next Generation Sequencing (NGS) panels for the PI3K/AKT/mTOR pathway, vascular proliferation-associated genes, and genes associated with RASopathies on DNA extracted from blood/saliva/biopsy of the overgrowth region. Results: Most of the patients (123/172) presented additional clinical signs capable of directing diagnosis and molecular tests, while 49 did not. Seventy of them (41%) received a final diagnosis of BWSp (52 molecularly confirmed), 1 of Silver-Russell syndrome (SRS), 30 of PROS (27 molecular), 2 of PTEN Hamartoma Tumor Syndrome (PHTS). Genetic abnormalities not currently classified in specific syndromes were also found in genes of the vascular pathway (8), RASopathies (1), mTOR (1), RASA1 (1); in 59 cases no molecular abnormalities were identified, and the clinical diagnosis of ILO remained unchanged. None of the patients initially suspected as BWSp received a final diagnosis of PROS or VO; similarly, none of the patients initially suspected as PROS or VO received a final diagnosis of BWSp. In contrast, there was a large overlap between the final diagnoses of the suspected PROS and VO. Finally, while in patient suspected as BWSp the positivity rate of the methylation test on blood was significantly higher than the same test on biopsy, the opposite was true in patients initially suspected as ILO. Conclusions: The results allow some clinical recommendations to be made: 1) the molecular diagnostic procedure of these patients should be based on their initial clinical suspicion, as the physical examination is able to suggest with good accuracy the diagnostic test that will then prove positive in the majority of cases; 2) in view of the considerable clinical overlap of PROS and VO, the NGS panels used for their diagnosis must include both PIK3CA/mTOR pathway genes and vascular pathway genes; 3) in patients with ILO, the first analysis to be performed must be a search for alterations compatible with BWSp on DNA obtained from biopsy of the overgrown region rather than on DNA from blood. In addition, further studies are needed to clarify the underlying causes of the large number of patients with a final diagnosis of ILO who tested negative on all analyses.

Background: L’iperaccrescimento lateralizzato (LO) consiste nell’eccessiva crescita di una o più parti del corpo, esita in asimmetria corporea con conseguenti problematiche funzionali, può essere associato a rischio oncologico e richiedere uno screening specifico. Rappresenta una presentazione clinica relativamente rara e tipicamente pediatrica, le cui basi genetiche sono eterogenee, complesse e difficili da diagnosticare. In letteratura, gli studi che analizzano questo argomento sono molto limitati. Obiettivi: Definire eziologicamente ed epidemiologicamente le cause di LO isolato e sindromico in Pediatria, e definire un iter diagnostico molecolare ottimale per i pazienti affetti da LO. Metodi: Presentiamo una casistica retrospettiva di 172 pazienti con LO congenito. I pazienti sono stati valutati clinicamente per identificare caratteristiche suggestive per uno specifico disordine: Beckwith-Wiedemann Syndrome spectrum (BWSp), PIK3CA-Related Overgrowth Spectrum (PROS), anomalie vascolari associate ad iperaccrescimento (Vascular Overgrowth, VO) o pazienti senza altre caratteristiche (LO isolato, ILO). I quattro gruppi sono stati diversamente indirizzati ad accertamenti molecolari tra cui test di metilazione (MS-MLPA) della regione cromosomica 11p15.5 e pannelli Next Generation Sequencing (NGS) per pathway PI3K/AKT/mTOR, geni associati a proliferazione vascolare, e geni delle RASopatie su DNA estratto da sangue/saliva/biopsia della zona iperaccresciuta. Risultati: La maggior parte dei pazienti (123/172) presentava segni clinici aggiuntivi in grado di indirizzare diagnosi ed esami molecolari, mentre 49 un quadro isolato. Settanta (41%) hanno ricevuto diagnosi finale di BWSp (52 confermati a livello molecolare), 1 di sindrome di Silver-Russell (SRS), 30 di PROS (27 molecolari), 2 di PTEN Hamartoma Tumor Syndrome (PHTS). Sono state riscontrate anomalie genetiche attualmente non classificate in specifiche sindromi in geni del pathway vascolare (8), delle RASopatie (1), mTOR (1), RASA1 (1); in 59 casi non si sono identificate anomalie molecolari ed è rimasta invariata la diagnosi clinica di ILO. Nessuno dei pazienti inizialmente sospetti BWSp ha ricevuto diagnosi finale di PROS o VO; similmente, nessuno dei pazienti inizialmente sospetti PROS o VO ha ricevuto diagnosi finale di BWSp. Al contrario, c’è stata larga sovrapposizione tra le diagnosi finali dei sospetti PROS e VO. Infine, se nei sospetti BWSp il rate di positività del test di metilazione su sangue è risultato nettamente superiore allo stesso test su biopsia, l’opposto è risultato vero nei pazienti inizialmente sospettati come ILO. Conclusioni: I risultati consentono di formulare alcune raccomandazioni cliniche: 1) l’iter diagnostico molecolare di questi pazienti deve essere basato sul loro sospetto clinico iniziale, in quanto l’esame obiettivo è in grado di suggerire con buona precisione l’esame diagnostico che si rivela positivo nella maggioranza dei casi; 2) vista la notevole sovrapposizione clinica di PROS e VO, i pannelli NGS utilizzati per la loro diagnostica devono includere sia geni del pathway PIK3CA/mTOR che geni del pathway vascolare; 3) nei pazienti con ILO, la prima analisi da effettuare deve essere la ricerca di alterazioni compatibili con BWSp su DNA ottenuto da biopsia della regione iperaccresciuta. Inoltre, sono necessari ulteriori studi per chiarire le cause alla base della grossa quota di pazienti con diagnosi finale di ILO risultati negativi a tutte le analisi.