Genetic analysis of patients with clinical features of autoinflammatory disorders plus pyrin gene mutations using next generation sequencing (NGS)

Abstract

Objective: To assess the possible impact conferred by co-existing variants in MEditerranean FeVer (MEFV) and other genes on systemic autoinflammatory disease (SAID) phenotype. Methods: Consecutive patients (n = 42) who underwent screening for SAIDs by next generation sequencing (NGS) targeting 26 genes, and carried at least one MEFV gene variant, were retrospectively studied. A total of 63 MEFV gene variants mainly located in exon 10 (n = 29) and exon 2 (n = 19) were identified in 21 patients with juvenile-and 21 with adult-onset disease. Results: The candidate clinical diagnosis was Familial Mediterranean Fever (FMF) in 11, polygenic SAIDs (PFAPA, Still’s disease, atypical SAPHO and inflammatory bowel disease) in 9, whereas the disease could not be clinically defined in 22 patients. Notably, 33 out of the 42 patients (79%) had at least one co-existing variants in 19 genes other than MEFV. NGS confirmed all clinical diagnoses and helped defining diagnosis in 59% of the remaining cases. Patients with undefined SAIDs (n = 9) or atypical FMF phenotype (n = 12) carried significantly more disease-causing variants in genes other than MEFV compared to patients with typical FMF (n = 9). More than one variants in these genes were significantly associated with adult-onset disease, while disease–causing variants in the same genes were also associated with an overall more severe SAID phenotype. Conclusion: Co-existing variants in SAID-related genes may explain the phenotypic variability of these diseases. Further studies should validate combined molecular and clinical data in order to better understand the cumulative gene dosage effect and improve the classification of these patients.

Σκοπός: Να εκτιμηθούν οι πιθανές επιδράσεις που έχει στο φαινότυπο των συστηματικών αυτοφλεφμονωδλων νοσημάτων (SAID) η συνύπαρξη παραλλαγής στο γονίδιο Mediterranean FeVer (MEFV) και παραλλαγών σε επιπρόσθετα σχετικά γονίδια. Μέθοδοι: Διαδοχικοί ασθενείς (n = 42) με κλινική υποψία SAID οι οποίοι υποβλήθηκαν σε έλεγχο DNA με αλληλούχιση επόμενης γενιάς (NGS) με στόχο 26 σχετικά γονίδια, και είχαν τουλάχιστον μία παραλλαγή στο γονίδιο MEFV, μελετήθηκαν αναδρομικά. Συνολικά, σε 21 ασθενείς με νεανική και 21 ασθενείς με ενήλικη έναρξη νόσου εντοπίστηκαν 63 παραλλαγές στο γονίδιο MEFV, κυριως στα εξόνια 10 (n= 29) και 2 (n= 19). Αποτελέσματα: Η κλινική διάγνωση ήταν ο Οικογενής Μεσογειακός Πυρετός (FMF) σε 11/42 ασθενείς, πολυγονιδιακά SAIDs (PFAPA, νόσος Still, άτυπη SAPHO και φλεγμονώδης νόσος του εντέρου) σε 9/42, ενώ το νόσημα δεν καθορίστηκε κλινικά σε 22/42 ασθενείς. Συγκεκριμένα, 33 από τους 42 ασθενείς (79%) είχαν τουλάχιστον μία συνυπάρχουσα παραλλαγή σε άλλα 19/25 γονίδια, εκτός του MEFV. Η ανάλυση NGS επιβεβαίωσε όλες τις κλινικές διαγνώσεις και βοήθησε στον καθορισμό της διάγνωσης στο 59% των υπολοίπων περιπτώσεων. Ασθενείς με μη-καθορισμένα SAIDs (n = 9) ή άτυπο φαινότυπο FMF ( n = 12) είχαν σημαντικά περισσότερες νοσογόνες παραλλαγές σε γονίδια άλλα από το MEFV, σε σύγκριση με τους ασθενείς που είχαν τυπικό FMF (n = 9). Περισσότερες από μία παραλλαγές σε αυτά τα γονίδια συσχετίστηκαν σημαντικά με έναρξη της κλινικής νόσου στην ενήλικη ζωή, ενώ νοσογόνες παραλλαγές στα ίδια γονίδια σχετίστηκαν επίσης με γενικά σοβαρότερο φαινότυπο SAID. Συμπέρασμα: Οι συνυπάρχουσες παραλλαγές στα γονίδια που σχετίζονται με SAID μπορεί να εξηγήσουν τη μεταβλητότητα του φαινοτύπου αυτών των νοσημάτων, μέσω σωρευτικής επίδρασης. Περαιτέρω μελέτες θα πρέπει να επικυρώσουν τα συνδυασμένα μοριακά και κλινικά δεδομένα, ώστε να κατανοηθεί καλύτερα η επίδραση των αθροιστικών γονιδιακών παραλλαγών, αλλά και να βελτιστοποιηθεί η ταξινόμηση αυτών των ασθενών.