Typ wariantów w genie COL3A1 kojarzy się z fenotypem i ciężkością zespołu Ehlersa–Danlosa
opisujemy tutaj największą serię europejskich pacjentów z molekularnie sprawdzonymi vEDS systematycznie przesiewanymi we francuskim centrum referencyjnym dla tej rzadkiej choroby dziedzicznej. Nasze wyniki potwierdzają nasilenie choroby, pozytywne osoby, które doświadczyły pierwszych poważnych powikłań naczyniowych, trawiennych lub położniczych w średnim wieku 29 lat. Pokazujemy, że płeć nie wpływa na rokowanie. Co ważniejsze, zidentyfikowaliśmy podgrupy pacjentów, którzy mają późniejszy początek choroby i lepsze rokowanie, a zwłaszcza brak zdarzeń trawiennych. Pięć podgrup wariantów ma również różnice w niektórych głównych i mniejszych kryteriach, akrogeria, charakterystyczny wygląd twarzy, cienka przezroczysta skóra i rozległe siniaki będące znakami rozpoznawczymi ciężkiej choroby. Na koniec pokazujemy, że w przypadku wariantów missense wpływających na resztę glicyny, Dystrybucja zmutowanych aminokwasów jest silnie tendencyjna w kierunku reszt mających silniejszy destabilizujący wpływ na montaż kolagenu.
występowanie zdarzeń klinicznych, ich częstość i rozmieszczenie w zależności od wieku były porównywalne z dostępnymi kohortami opublikowanymi w 2000 i 2014 r.2, 9 ogólnie, 17% naszych pacjentów z vEDS miało pierwsze powikłanie w wieku 20 lat, a 71% miało co najmniej jedno poważne powikłanie w wieku 40 lat. Nie zaobserwowaliśmy istotnego wpływu płci, w przeciwieństwie do niedawnej analizy przeżycia przeprowadzonej przez grupę Byersa.13 jednak nasza kohorta różni się od kohorty AMERYKAŃSKIEJ2, 13 w kilku aspektach z powodu różnych metod rekrutacji i monitorowania klinicznego: pacjenci z indeksem i ich krewni opisani tutaj byli w momencie rozpoznania o około 5 lat starsi, a liczba przypadków bezobjawowych w momencie skierowania wynosiła tylko 11% w tej kohorcie w porównaniu z 39% w kohorcie USA. Ta ważna różnica ma wiele wyjaśnień: pacjenci starsi w naszej kohorcie, możliwe odchylenie od skierowania dla cięższych pacjentów, zwiększenie świadomości na temat choroby oraz poprawa warunków obrazowania i dostępności testów genetycznych. W tym badaniu nie analizowaliśmy wewnątrzrodzinnej heterogeniczności fenotypowej ani penetracji, ponieważ zdecydowaliśmy się ograniczyć liczbę pacjentów w rodzinie do trzech, aby uniknąć rodzinnych zniekształceń fenotypowych. Jednak perspektywiczna systematyczna ocena osób z tym samym wariantem wykonywana obecnie w naszym ośrodku może dać dalszy wgląd w niedalekiej przyszłości.
co ciekawe, odkryliśmy, że niektóre grupy pacjentów są bardziej podatne na specyficzne powikłania. Po pierwsze, wszyscy pacjenci z pęknięciami przewodu pokarmowego należeli do grupy 1 (n=44, 36% pacjentów z grupy 1) lub do grupy 2 (n=19, 34%). U pacjentów należących do trzech pozostałych grup wariantów nie stwierdzono zaburzeń trawienia u mediany wieku 45 lat, natomiast wszystkie pęknięcia okrężnicy w grupach 1 i 2 obserwowano we wczesnej dorosłości (mediana 23 lat, zakres 19-34). Warto zauważyć, że nie zaobserwowaliśmy agregacji rodzinnej dla zdarzeń trawiennych. Po drugie, jak niedawno zaprezentowali Shalhub i wsp., 9 powikłań aorty (tętniaki, rozwarstwienia i pęknięcia) wydaje się być bardziej rozpowszechnionych u pacjentów z haplo-niewydolnością (4/8, 50% przypadków indeksu), w porównaniu z substytucją glicyny (19/79, 19%) lub wariantem miejsca splotu (6/45, 13%) (globalne P=0,02).
genetyczne badania przesiewowe genu COL3A1 wykazały większość wariantów missense obejmujących pozostałość glicyny (54% przypadków indeksowych), a następnie warianty splice-site (31%), zgodnie z wcześniejszymi doniesieniami i z bazą Wariantową zespołu Ehlersa–Danlosa (https://eds.gene.le.ac.uk/home.php?select_db=COL3A1). Dotknięte pozostałości glicyny rozprzestrzeniano z eksonów 6 do 47, regionu kodującego łańcuchy domeny potrójnej helisy prokolagenu typu III. Zgodnie z oczekiwaniami, prawie wszystkie z tych wariantów były prywatne, tylko 5 z 71 substytucji glicyny było nawracających. To, czy lokalizacja zmutowanej reszty glicyny może być powiązana z fenotypem, było przedmiotem wcześniejszych badań. Na podstawie analizy ograniczonego zestawu 14 różnych podstawień glicyny, Pope i wsp. 1 odkryli zwiększający się nieprawidłowy fenotyp, gdy wariant zmienił się z eksonu 36 na ekson 49. Nie mogliśmy potwierdzić tej tendencji w tej większej kohorcie osób dotkniętych chorobą (dane nie zostały pokazane), zgodnie z ustaleniami obserwowanymi w jeszcze większej kohorcie USA.2, 13
odkryliśmy również silne odchylenie dystrybucji zamienników glicyny, zgodnie z wcześniejszymi doniesieniami sugerującymi, że dla genu COL3A1 najbardziej destabilizujące warianty są nadstawione w porównaniu do mniej destabilizujących reszt.12 rzeczywiście, w naszej serii 73% (58/79) zmutowanych reszt w przypadkach indeksowych było albo Val, Glu, albo Asp, znacznie częściej niż Ala i Ser (18/79, 23%), proporcje, które znacznie odbiegają od oczekiwanych możliwych wyników podstawienia pojedynczej pary zasad w kodonie glicyny (P<0,001 dla dwóch podgrup). Ten błąd selekcji, który został ostatnio zaobserwowany przez Pepin i wsp. 13, nie może być wyjaśniony przez błąd szybkości przejścia/transwersji w sekwencjach kodujących człowieka i jest dodatnio skorelowany z efektem destabilizującym potrójną helisę odpowiednich wariantów.14 potrójna spiralna struktura kolagenu jest rzeczywiście bardziej zaburzona, gdy Gly jest zastępowany przez duży naładowany aminokwas, taki jak Asp, niż przez mniejszą pozostałość, taką jak Ala. W niedawnym badaniu in vitro badano wpływ dwóch typów wariantów missense (Gly-to-Val i Gly-to-Ala) na fałdowanie kolagenu typu III przy użyciu systemu bakteryjnego do produkcji homotrimerycznych modelowych polipeptydów.15 wpływ wariantu Gly-to-Val był silniejszy w porównaniu z wariantem Gly-to-Ala, co sugeruje, że niektóre warianty Ala mogą nie być wystarczająco silne, aby spowodować vEDS.
rozkład wariantów w miejscu splicingu charakteryzował się nadmierną reprezentacją wariantów w miejscu 5′ dawcy (30 z 36 różnych wariantów), jak już zaobserwowano.13, 16 osiemnaście spośród 36 różnych wariantów zostało już wykazanych jako prowadzące do pomijania eksonu lub aktywacji tajemniczego miejsca splotu i zmniejszonego wydzielania trymerów prokolagenu.16, 17 mimo że w naszej kohorcie nie było hotspotu wariantu, kilka powtarzających się podstawień było obecnych, zwłaszcza wariant splice-site w intronie 23, C.1662 + 1G> a, który jest również najczęstszym wariantem miejsca splicji zarejestrowanym w bazie wariantu zespołu Ehlersa-Danlosa. W naszej serii pacjenci z wariantami miejsca połączenia mieli wcześniejszy wiek w momencie rozpoznania niż pacjenci z podstawieniami glicyny (25 w porównaniu do 34 lat, P=0,0002) i porównywalnie dużą częstość występowania zdarzeń klinicznych, o dużych i mniejszych kryteriach diagnostycznych. Prawie wszystkie te warianty splicingu są w fazie i prowadzą do usunięcia produktu z 54-108 reszt, które mogą działać w sposób dominująco-ujemny, silnie destabilizując zespół kolagenu. Według naszej najlepszej wiedzy, czy ten szkodliwy efekt jest ważniejszy niż ten spowodowany podstawieniami glicyny, nie został zbadany w badaniach biochemicznych.
jednym z głównych wyników naszych badań było zidentyfikowanie jeszcze nie zgłoszonych wariantów missense (grupy 4 i 5), które były związane z łagodnymi cechami klinicznymi vEDS i kruchością tętnic. Oprócz dowodów u pacjentów z sugestywnymi cechami patologii, znaleźliśmy również argumenty na ich możliwą patogenność, które podano w materiałach uzupełniających (wyniki i metody uzupełniające, tabele uzupełniające S4c–e). Co ważne, warianty w n-i C-końcowej części białka oraz warianty missense w potrójnej helisie pozwoliły zidentyfikować podgrupę pacjentów reprezentujących 10% naszej kohorty. Pacjenci ci wykazywali łagodniejszy fenotyp kliniczny z czasami tylko jednym głównym i (lub) jednym mniejszym kryterium klinicznym. Jednak pomimo tego łagodnego przebiegu klinicznego, braku powikłań trawiennych i obecności niektórych z tych wariantów w populacyjnych bazach danych z bardzo małą częstotliwością, nasze wyniki sugerują, że ci pacjenci są bardziej narażeni na zdarzenia tętnicze i powinni być rozważani i Obserwowani jako tacy. Heterogeniczność w ekspresji fenotypowej w vEDS została wcześniej zasugerowana, począwszy od zmiennych fenotypów klinicznych dla wariantów missense nie glicyny zlokalizowanych w domenie C-końcowej, do nakładania się z hipermobilnymi EDS dla wariantów Nie glicyny zlokalizowanych w domenie potrójnej helisy kolagenu typu III.1, 18 Jeśli chodzi o pacjentów z zespołem Marfana, który pozostał nierozpoznany, gdy został zainscenizowany przez Ghent nosology przed jego najnowszą rewizją, 19 może być konieczne rozszerzenie wskazań do badań genetycznych w vEDS. Na przykład pacjenci z tylko jednym głównym kryterium i nagłą śmiercią w wywiadzie rodzinnym lub pacjenci z poważnym incydentem naczyniowym przed ukończeniem 50 roku życia, nawet w przypadku braku sugestywnych objawów klinicznych (o czym świadczy brak klinicznych objawów zaburzenia u krewnych w porównaniu z przypadkami indeksu naszej kohorty (Tabela 1)), 20 mogą być omawiane jako kandydaci do genetycznego badania przesiewowego COL3A1, po wykluczeniu powszechnych przyczyn chorób sercowo-naczyniowych. Jak pokazaliśmy w grupie 3, Brak zdarzeń trawiennych związanych z wysoką częstością powikłań aorty może naśladować rodzinnego tętniaka klatki piersiowej i rozwarstwienie aorty (FTAAD, OMIM #%607086 dla ogólnych informacji). Ważne jest, aby podejrzewać vEDS również u tych pacjentów, jak decyzje terapeutyczne są różne od tych dla innych dziedzicznych tętniaków aorty piersiowej i rozwarstwienia. Niedawny postęp w technologii sekwencjonowania powinien ułatwić to szersze badania genetyczne, nawet jeśli niektóre warianty będą wymagały badań biochemicznych w celu ustalenia ich przyczynowej roli w zmianie kolagenu typu III w montażu i/lub produkcji.
