– Studie – geleitet von der Queen Mary University of London, Illumina, dem University College London und Genomics England, in Zusammenarbeit mit NHS England – zeigt, wie die Sequenzierung des gesamten Genoms die häufigsten neurologischen Erbkrankheiten zuverlässig identifiziert
– Methode wird jetzt routinemäßig als Einzeltest zur Unterstützung der Diagnose neurologischer Erkrankungen eingesetzt
– Schnellere Diagnose für Krankheiten wie das Fragile X-Syndrom, die Huntington-Krankheit und einige Formen von ALS möglich
– WGS identifiziert neurologische Erkrankungen bei zuvor nicht diagnostizierten Patienten

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass mit der Ganzgenomsequenzierung (WGS) die häufigsten neurologischen Erbkrankheiten schnell und genau erkannt werden können – etwas, das bisher als unmöglich galt. Die Ergebnisse unterstützen den Einsatz der WGS als Standard-Diagnoseinstrument in der klinischen Routinepraxis.

Die Studie – die heute in The Lancet Neurology veröffentlicht wurde – wurde von der Queen Mary University of London, Illumina, dem University College London und Genomics England in Zusammenarbeit mit dem NHS England durchgeführt – und bewertete die diagnostische Genauigkeit von WGS im Vergleich zu dem im NHS standardmäßig verwendeten Test.

Diese Studie untersuchte die Rolle von WGS bei bei den häufigsten Ursachen von neurologischen Erbkrankheiten, die normalerweise mehrere Tests erfordern, was zu einer langen diagnostischen Odyssee führt. Diese Repeat-Expansionsstörungen haben kurze, sich wiederholende DNA-Sequenzen, die Krankheiten wie das Fragile X-Syndrom (geistige Behinderung), die Huntington-Krankheit, die Friedreich-Ataxie (FA) und einige Formen der amyotrophen Lateralsklerose (ALS) und der Frontallappen- oder Frontotemporal-Demenz (FTD) verursachen.

In der Studie wurde zunächst die Genauigkeit von WGS bei der Erkennung von Repeat-Expansionsstörungen analysiert, indem der derzeit verwendete Test, die PCR (Polymerase-Kettenreaktion), mit WGS von 404 zuvor im NHS getesteten Patienten verglichen wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass die Genauigkeit und Sensitivität von WGS bei der Erkennung dieser Art von Erkrankungen der von PCR-Tests gleichwertig ist.

Dann verwendete die Studie WGS von 11.631 nicht diagnostizierten Personen, die klinische Merkmale aufwiesen, die mit einer Repeat-Expansionsstörung in Verbindung gebracht wurden und die Teilnehmer des 100,000 Genomes Project (https://www.genomicsengland.co.uk/about-genomics-england/the-100000-genomes-project/) sind. Unter den 68 Personen, die von einer Diagnose profitierten, waren sechs Kinder, von denen einige keine familiäre Vorgeschichte von wiederkehrenden Expansionsstörungen hatten und die zuvor keine Diagnose erhalten hätten, darunter ein 10-jähriges Mädchen mit einer geistigen Behinderung und ein 18-jähriger Teenager mit Demenz.

Die Studie hat gezeigt, dass eine schnellere und effizientere Diagnose durch die Analyse des gesamten Genoms bei Patienten möglich ist, die bisher keine Diagnose erhalten haben, die mehrere Tests über Monate oder Jahre hinweg ersetzt.

Das liegt daran, dass PCR-Tests oft lokusspezifisch sind, d.h. es wird immer nur ein Gen untersucht. Der Prozess ist zeitaufwendig und führt zu einer Unterdiagnose von Menschen mit atypischen klinischen Präsentationen, insbesondere von Kindern ohne positive Familienanamnese. Im Gegensatz dazu kann ein einziger WGS-Test viele Krankheiten diagnostizieren.

Die Ergebnisse sprechen für den Einsatz der Ganzgenomsequenzierung im NHS, um Patienten zu diagnostizieren, bei denen Ärzte glauben, dass sie eine Störung der Repeat-Expansion haben könnten. Die Vorteile eines solchen Vorgehens sind unter anderem:

– eine Antwort auf ein bisher nicht diagnostiziertes Leiden liefern
– Verwandte, die wissen, dass die genetische Erkrankung in der Familie liegt
– ein besseres Verständnis dafür, wie häufig eine genetische Mutation in der Bevölkerung auftritt
– eine Zunahme der klinischen Arzneimittel-/Behandlungsstudien

Professor Sir Mark Caulfield von der Queen Mary University of London und ehemaliger Chefwissenschaftler von Genomics England, sagte: „Dies stellt einen großen Fortschritt in der Anwendung ganzer Genome dar und ermöglicht die Erkennung von bisher unerwarteten neurologischen Erbkrankheiten. Derzeit hängt die Diagnose dieser Art von neurologischer Störung oft davon ab, dass die Betroffenen eine Familiengeschichte der Krankheit oder spezifische klinische Symptome haben. Mit WGS können wir diese und neue Repeat-Expansionsstörungen nachweisen.“

Dr. Arianna Tucci, Medical Research Council Clinician Scientist Fellow an der Queen Mary University of London und dem University College London, sagte: „Es wird geschätzt, dass 1/3000 Menschen von Repeat-Expansionsstörungen betroffen sind. Vor dieser Studie dachte man, dass es schwierig sei, sie mithilfe der Sequenzierung des gesamten Genoms zu diagnostizieren. Unsere Studie bestätigt den Einsatz der Ganzgenomsequenzierung, eines neu eingeführten Gentests im Nationalen Gesundheitsdienst, zur Diagnose der häufigsten Form von erblichen neurologischen Erkrankungen.“

Dr. Richard Scott, Chief Medical Officer bei Genomics England, sagte: „Dies ist ein klares Beispiel für die Art von Innovation, zu deren Beschleunigung wir beigetragen haben, und für die Wirkung, die Großbritannien durch die Verknüpfung von Forschung und Routineversorgung in der Genomik erzielen konnte. Diese Arbeit hat es uns ermöglicht, neue Instrumente einzusetzen, die Variationen im Genom aufspüren können, die bei einer gezielteren Sequenzierung übersehen werden. Dies hat bereits zu Diagnosen und einer besseren Versorgung der Familien mit seltenen Krankheiten im Rahmen des 100.000 Genome Projekts geführt und wird zur Unterstützung der Diagnose im NHS Genomic Medicine Service eingesetzt.“

Dr. Ryan Taft, Vizepräsident für wissenschaftliche Forschung bei Illumina, sagte: „Diese Studie zeigt, dass die Ganzgenomsequenzierung in klinischen Labors zur Diagnose von Patienten mit einer neurologischen Erkrankung wie der Huntington-Krankheit eingesetzt werden kann. Für den großen Prozentsatz der Patienten mit Verdacht auf Wiederholungsexpansionsstörungen, die noch nicht diagnostiziert wurden, sollte dies Hoffnung machen, dass eine Diagnose bald möglich sein wird.“

Professor Dame Sue Hill, Chief Scientific Officer für England, sagte: „Diese Forschung hat gezeigt, wie leistungsstark die Sequenzierung des gesamten Genoms bei der Erkennung häufiger neurologischer Erkrankungen ist und wie sie zu schnelleren und genaueren Diagnosen führen kann. Wir sehen bereits den Nutzen von WGS im klinischen Umfeld durch den NHS Genomic Medicine Service, und diese Forschung beweist erneut die Vorteile dieser Art von Tests.“

Eileen, eine Patientin des The Ataxia Centre in London, bei der durch die Studie die Friedreich-Ataxie diagnostiziert wurde, sagte: „Die Friedreich-Ataxie hat mir alles genommen, was ich geliebt habe. In den letzten 15 Jahren habe ich mich von jemandem, der selbstbewusst war, gerne tanzte und sich gerne unterhielt, zu jemandem entwickelt, der jetzt eine Gehhilfe benutzt und undeutlich spricht. Wenn ich jetzt Menschen treffe, denke ich sofort, dass sie über mich urteilen könnten.

„Vor meiner Diagnose dachte ich, dass es besser wäre, wenn ich Krebs hätte, da es normalerweise einen klaren Weg gibt, wie man die Krankheit bekämpfen kann. Eine Diagnose ist keine Heilung, aber endlich wusste ich, was passiert war und was ich tun musste, um das Unvermeidliche so lange wie möglich hinauszuzögern. Ich mache Pilates und arbeite zweimal wöchentlich mit einem Personal Trainer, um meine Kraft und Fitness zu maximieren und dem Fortschreiten der Krankheit entgegenzuwirken. Ich bin dem London Specialist Ataxia Centre dankbar, dessen Forschungsprogramm es mir ermöglichte, eine definitive genetische Diagnose zu erhalten, die andernfalls erst nach vielen Jahren gestellt worden wäre, wenn überhaupt. Ich bin der Meinung, dass es für Patienten mit seltenen Krankheiten von Vorteil ist, sich an spezialisierte Zentren zu wenden, in denen Forschung betrieben wird.

„Genauso wichtig war, dass die endgültige Diagnose bedeutete, dass auch meine Familie einen Gentest machen konnte. Leider konnte das Ataxie-Zentrum schnell bestätigen, dass meine jüngere Schwester ebenfalls an FRDA leidet, so dass sie alles tut, um die Progression zu bekämpfen.

„Es gibt derzeit keine Heilung für FRDA, aber ich blicke mit viel mehr Optimismus in die Zukunft – hoffentlich gibt es in nicht allzu ferner Zukunft eine Behandlung.“

Professor Patrick Chinnery, klinischer Direktor beim Medical Research Council, sagte: „Viele Patienten mit neurologischen Störungen erhalten nie eine präzise Diagnose. Diese neue Studie zeigt, wie die Ganzgenomsequenzierung diese Herausforderung durch ein echtes nationales Programm angehen kann, das Patienten in ganz England mit weltweit führender Forschung versorgt und ihre Gesundheitsversorgung verbessert.“

HINWEISE FÜR REDAKTEURE

Diese Forschung wurde vom National Institute for Health Research, Wellcome, Medical Research Council, Cancer Research UK, Department of Health and Social Care und NHS England finanziert.

Informationen zu Genomics England (https://www.genomicsengland.co.uk)

Genomics England arbeitet mit dem NHS zusammen, um den Einsatz der genomischen Gesundheitsfürsorge und Forschung in Großbritannien voranzutreiben und den Menschen zu helfen, länger und gesünder zu leben. Die Genomik ist ein bahnbrechendes Gebiet der Medizin, das unseren einzigartigen genetischen Code nutzt, um Krankheiten zu diagnostizieren, zu behandeln und zu verhindern. Genomics England wurde 2013 gegründet und hat gemeinsam mit dem NHS das weltweit führende 100.000 Genomes Project ins Leben gerufen. Es zeigt, wie genomische Erkenntnisse Ärzten im gesamten NHS helfen können, und schafft durch die Zusammenstellung eines einzigartigen Datensatzes eine Grundlage für die Zukunft. Das Projekt wurde dank der Mitwirkung von Patienten und Teilnehmern realisiert, die die Entscheidungen über Daten und Datenschutz mitbestimmten.

Genomics England weitet nun seinen Einfluss aus. Unser nächstes Kapitel ist die Zusammenarbeit mit Patienten, Ärzten und Wissenschaftlern, um die Genomtests im NHS zu verbessern und den Forschern den Zugang zu den Gesundheitsdaten und Technologien zu ermöglichen, die sie benötigen, um neue medizinische Entdeckungen zu machen und wirksamere, gezieltere Medikamente für alle zu entwickeln.

Informationen zum 100,000 Genomes Project

Das 100.000 Genomes Project ist ein inzwischen abgeschlossenes Projekt der britischen Regierung unter der Leitung von Genomics England, bei dem ganze Genome von NHS-Patienten sequenziert wurden. Das Projekt konzentrierte sich auf seltene Krankheiten, einige häufige Krebsarten und Infektionskrankheiten.

Die Teilnehmer gaben ihr Einverständnis, dass ihre Genomdaten mit Informationen über ihren Gesundheitszustand und ihren Krankenakten verknüpft werden. Die medizinischen und genomischen Daten werden mit Forschern geteilt, um das Wissen über die Ursachen, Behandlung und Pflege von Krankheiten zu verbessern.

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Pressekontakt:

Kevin Maxwell,
(e) kevin.maxwell@genomicsengland.co.uk ,
(m) +44 (0)7985 351 797

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