typen af varianter ved COL3A1-genet associeres med fænotypen og sværhedsgraden af vaskulært Ehlers-Danlos-syndrom

vi beskriver heri den største serie af europæiske patienter med molekylært beviste vEDS systematisk screenet i det franske henvisningscenter for denne sjældne arvelige sygdom. Vores resultater bekræfter sværhedsgraden af sygdommen, positive individer har oplevet en første større vaskulær, fordøjelses-eller obstetrisk komplikation i medianalderen på 29 år. Vi viser, at køn ikke påvirker prognosen. Endnu vigtigere identificerede vi undergrupper af patienter, der har en senere begyndelse af sygdommen og en bedre prognose, og især ingen fordøjelseshændelser. De fem undergrupper af varianter har også forskelle i nogle større og mindre kriterier, akrogeri, karakteristisk ansigtsudseende, tynd gennemskinnelig hud og omfattende blå mærker er kendetegnende for en alvorlig sygdom. Endelig viser vi, at for missense-varianter, der påvirker en glycinrest, er fordelingen af muterede aminosyrer stærkt forspændt mod rester, der har den stærkere destabiliserende virkning på kollagensamling.

forekomsten af kliniske hændelser, deres hyppighed og fordeling efter alder var sammenlignelige med de tilgængelige kohorter, der blev offentliggjort i 2000 og 2014.2, 9 samlet set havde 17% af vores vEDS-patienter en første komplikation i en alder af 20 år, og 71% havde mindst en større komplikation i en alder af 40 år. Vi observerede ikke en signifikant kønseffekt, i modsætning til den nylige overlevelsesanalyse foretaget af Byers gruppe.13 imidlertid, vores kohorte adskiller sig fra den amerikanske kohort2, 13 i flere aspekter på grund af forskellige rekrutterings-og kliniske overvågningsmetoder: indekspatienter og deres pårørende beskrevet her var cirka 5 år ældre på diagnosetidspunktet, og antallet af symptomfrie indekstilfælde ved henvisning var kun 11% i denne kohorte versus 39% i den amerikanske kohorte. Denne vigtige forskel har flere forklaringer: patienter ældre i vores kohorte, mulig henvisningsforstyrrelse for mere alvorlige forsøgspersoner, øget bevidsthed om sygdommen og forbedrede billeddannelsesmetoder og tilgængelighed af genetisk test. Vi analyserede ikke intra-familiær fænotypisk heterogenitet eller penetrans i denne undersøgelse, fordi vi valgte at begrænse antallet af patienter pr.familie til tre for at undgå familiær fænotypisk bias. Imidlertid, prospektiv systematisk evaluering af personer med den samme variant, der i øjeblikket udføres i vores center, kan give yderligere indsigt i den nærmeste fremtid.

interessant nok fandt vi, at nogle grupper af patienter er mere tilbøjelige til specifikke komplikationer. For det første tilhørte alle patienter med fordøjelsesbrud enten gruppe 1 (n=44, 36% af gruppe 1-patienter) eller gruppe 2 (n=19, 34%). Patienter, der tilhørte de tre andre grupper af varianter, havde ingen fordøjelseshændelse i medianalderen på 45 år, mens alle kolonbrud i gruppe 1 og 2 blev observeret i den tidlige voksenalder (median 23 år, interval 19-34). Det er bemærkelsesværdigt, at vi ikke observerede nogen familiær aggregering for fordøjelseshændelser. For det andet,som for nylig præsenteret af Shalhub et al, synes 9 aortakomplikationer (aneurismer, dissektioner og brud) at være mere udbredte hos patienter med haplo-insufficiens (4/8, 50% af indekstilfælde) sammenlignet med glycinsubstitution (19/79, 19%) eller splejsningsvariant (6/45, 13%) patienter (global P=0,02).

genetisk screening af COL3A1-genet viste et flertal af missense–varianter, der involverede en glycinrest (54% af indekstilfælde), efterfulgt af splejsningsvarianter (31%) i overensstemmelse med tidligere rapporter og med Ehlers-Danlos Syndromvariantdatabase (https://eds.gene.le.ac.uk/home.php?select_db=COL3A1). De berørte glycinrester blev spredt fra eksoner 6 Til 47, regionen kodende kæder af det tredobbelte spiraldomæne af type III procollagen. Som forventet var næsten alle disse varianter private, kun 5 ud af de 71 glycinsubstitutioner var tilbagevendende. Hvorvidt placeringen af den muterede glycinrest kunne være forbundet med fænotypen har været fokus i tidligere undersøgelser. Ved analysen af et begrænset sæt på 14 forskellige glycinsubstitutioner fandt Pope et al1 en stigende unormal fænotype, da varianten skiftede fra ekson 36 til ekson 49. Vi kunne ikke bekræfte denne tendens i denne større kohorte af berørte individer (data ikke vist) i overensstemmelse med resultaterne observeret i den endnu større amerikanske kohorte.2, 13

vi fandt også en stærk fordelingsforstyrrelse af glycinudskiftningerne, konsekvent med tidligere rapporter, der tyder på, at for COL3A1-genet er de mest destabiliserende varianter overrepræsenteret i sammenligning med mindre destabiliserende rester.12 i vores serie var 73% (58/79) af de muterede rester i indekstilfælde enten Val, Glu eller Asp, meget hyppigere end Ala og Ser (18/79, 23%), proportioner, der afviger signifikant fra det forventede af de mulige resultater af en enkelt baseparsubstitution i et glycinkodon (P<0,001 for de to undergrupper). Denne selektionsforstyrrelse, der også for nylig blev observeret af Pepin et al13, kan ikke forklares med overgangen/transversionshastigheden bias i de humane kodende sekvenser og er positivt korreleret med den tredobbelte spiral destabiliserende virkning af de tilsvarende varianter.14 Den kollagenformede tredobbelte spiralformede struktur forstyrres faktisk dybere, når Gly erstattes af en stor ladet aminosyre, såsom Asp, end af en mindre rest, såsom Ala. En nylig in vitro-undersøgelse testede effekten af to typer missense-varianter (Gly-to-Val og Gly-to-Ala) på type III-kollagenfoldning ved hjælp af et bakteriesystem til produktion af homotrimeriske modelpolypeptider.15 virkningen af Gly-to-Val-varianten var stærkere sammenlignet med Gly-to-Ala, hvilket antyder, at nogle Ala-varianter muligvis ikke er alvorlige nok til at forårsage ved ‘ er.

fordelingen af splejsningsvarianter var karakteriseret ved en overrepræsentation af varianter på 5′-donorstedet (30 ud af de 36 forskellige varianter) som allerede observeret.13, 16 atten ud af de 36 forskellige varianter viste sig allerede at føre til eksonspring eller til kryptisk splejsningsaktivering og til nedsat sekretion af procollagen trimerer.16, 17 selvom der ikke var nogen variant hotspot i vores kohorte, et par tilbagevendende substitutioner var til stede, især splice-site-varianten ved intron 23, c.1662 + 1G > A, som også er den hyppigste splejsningsvariant, der er registreret i Ehlers-Danlos Syndrome–Variantdatabasen. I vores serie havde patienter med splejsningsvarianter en tidligere alder ved diagnosen end patienter med glycinsubstitutioner (25 versus 34 år, P=0,0002) og en sammenlignelig høj forekomst af kliniske hændelser, af større og mindre diagnostiske kriterier. Næsten alle disse splejsningsvarianter er i fase og fører til et produkt slettet af 54-108 rester, der kan virke på en dominerende negativ måde og stærkt destabilisere kollagenaggregatet. Så vidt vi ved, om denne skadelige virkning er vigtigere end den, der er forårsaget af glycinsubstitutioner, er ikke undersøgt i biokemiske undersøgelser.

et af de vigtigste fund i vores undersøgelse var identifikationen af endnu ikke rapporterede missense-varianter (gruppe 4 og 5), der var forbundet med milde kliniske træk ved vEDS og arteriel skrøbelighed. Ud over at blive påvist hos patienter med suggestive træk ved patologien, fandt vi også argumenter for deres mulige patogenicitet, som er angivet i de supplerende materialer (supplerende resultater og metoder, supplerende tabeller S4c–e). Det er vigtigt, at varianter ved de N – og C-terminale dele af proteinet og missense-varianterne i den tredobbelte spiral tillod at identificere en undergruppe af patienter, der repræsenterer 10% af vores kohorte. Disse patienter viste en mildere klinisk fænotype med undertiden kun et større og/eller et mindre klinisk kriterium. På trods af dette milde kliniske forløb, fraværet af fordøjelseskomplikationer og tilstedeværelsen af nogle af disse varianter i befolkningsdatabaser med meget lav frekvens, antyder vores fund, at disse patienter har højere risiko for arterielle hændelser og bør overvejes og følges som sådan. Heterogenitet i fænotypisk ekspression i vEDS er tidligere blevet foreslået, lige fra variable kliniske fænotyper for ikke-glycin missense-varianter placeret i det C-terminale domæne til overlapning med hypermobile EDS for ikke-glycin-varianter placeret i det tredobbelte spiraldomæne af type III kollagen.1, 18 Hvad angår patienter med Marfan-syndrom,der forblev udiagnostiseret, når de blev iscenesat af Gent-nosologien inden dens seneste revision, 19 det kan være nødvendigt at udvide indikationer for genetisk testning i vEDS. For eksempel patienter med kun et hovedkriterium og en familiær historie med pludselig død eller patienter med en større vaskulær begivenhed inden 50-årsalderen, selv i fravær af stemningsfulde kliniske tegn (som det fremgår af fraværet af kliniske tegn på lidelsen hos slægtninge versus indekssagerne i vores kohorte (tabel 1)),20 kan diskuteres som kandidater til col3a1 genetisk screening, når almindelige underliggende årsager til hjerte-kar-sygdom er udelukket. Som vi specifikt viste i gruppe 3, kunne fraværet af fordøjelseshændelser forbundet med en høj forekomst af aortakomplikationer efterligne familiær thorakal aortaaneurisme og dissektion (FTAAD, omim #%607086 for generelle informationer). Det er vigtigt at mistænke vEDS også hos disse patienter, da terapeutiske beslutninger er forskellige fra dem for andre arvelige thoracale aortaaneurismer og dissektioner. Nylige fremskridt inden for sekventeringsteknologi bør lette denne bredere genetiske screening, selvom nogle varianter kræver biokemiske undersøgelser for at fastslå deres kausale rolle for type III-kollagenændring af samling og/eller produktion.