Genetiske analyser er sentrale i utredningen av en rekke tilstander. Utviklingen innen medisinsk genetikk og nye diagnostiske tester har vært enorm, og dette er kun en kort versjon over de viktigste analysene. Man bør ellers kontakte lege ved Medisinsk genetisk avdeling for å diskutere spørsmål/problemstillinger. Man kan også søke etter aktuelle analyser i Norsk Portal for Medisinsk-genetiske analyser (http://www.genetikkportalen.no/)

Noen aktuelle indikasjoner for genetisk utredning i nyfødtperioden:

• Medfødte misdannelser og/eller dysmorfe trekk
• Epileptisk encephalopati
• Mistanke om metabolsk sykdom
• «Floppy infant» (SMA, Prader Willi, Dystrofia Myotonica)

Liten ordbok/introduksjon:

Genom – Alt DNA i en celle, kodende og ikke-kodende.

Kromosom – Genmaterialet DNA, bundet til proteiner og kveilet opp. Normale celler har 46 kromosomer som er synlige ved celledeling

Gen – DNA-enhet som koder for et protein eller RNA. Kodende deler av genet heter eksoner. De øvrige deler heter introner

Eksom – Alt kodende DNA, alle eksoner i de ~20 000 genene.

Sekvens og sekvensvariant – Sekvensen er baserekkefølgen i DNA. En sekvensvarianter er enten 1) normalvariant, 2) «variant of unknown significance» (VUS) eller 3) sykdomsassosiert variant.

Kopitall og kopitallsvarianter – Alt DNA er vanligvis tilstede i to kopier. Hvis det foreligger bare én kopi (1 totalt) av et bestemt område er det en delesjon. Hvis det foreligger en ekstra kopi (3 totalt) er det en duplikasjon. For å påvise unormalt kopitall av større DNA-områder (kopitallsvariasjon) benyttes SNP array eller kopitalls-software på eksomsekvenseringsanalyse. For å påvise unormalt kopitall av mindre (intrageniske) områder gjøres MLPA analyse. En kopitallsvariant kan også være 1) normalvariant, 2) «VUS» eller 3) sykdomsassosiert variant.

Mutasjoner – Genetiske feil – kan deles inn i 1) Kromosomfeil som igjen kan deles i i) balanserte strukturelle feil som insersjoner, balanserte translokasjoner (uten tap av kromosommateriale) eller ii) ubalanserte (med kopitallsvariasjon) a) strukturelle feil med tap eller tillegg av deler av kromosomer (delesjon/duplikasjon/ubalansert translokasjon) eller b) numeriske feil avvik i antall kromosomer (trisomi, monosomi osv) og 2) Enkeltgenfeil. Kan være sekvensvarianter, eller kopitallsvarianter (liten delesjon/duplikasjon).

Variant of unknown significance – VUS gjelder både sekvensvarianter og kopitallsvarianter. For å avklare om betydning for sykdom eller normalvariant avklares om nyoppstått (”de novo”) hos pasienten, eller arvet fra (friske) foreldre. Foreldreprøver er viktige her! Varianten vurderes også ifht forekomst i normal/sykdomsdatabaser, og ifht hvordan den er antatt å påvirke genfunksjonen.

Arvegang/zygositet – Mutasjoner kan foreligge i homozygot form (dvs på begge kromosom- eller genkopier) eller heterozygot form (på bare en DNA kopi). Ved mutasjoner på X-kromosomet hos gutter heter det hemizygot. Recessive tilstander kan også skyldes to forskjellige forandringer på hver genkopi – kombinert heterozygot. De vanligste arvegangene er autosomal dominant, autosomal recessiv og X-bundet recessiv.

Aktuelle analyser

Kopitallsanalyser

• Kromosomanalyse (G-bånd analyse/karyotypering) gjøres for å påvise større forandringer i arvestoffet. Karyotypering gjøres ennå som rutine, gjerne parallelt med SNP array analyse. Kromosomanalyse er eneste metode for å finne balanserte strukturelle avvik som translokasjoner (kromosomområder som har byttet plass) og store delesjoner og duplikasjoner (~5 Megabaser). Svartid ca 2-3 uker. DNA-basert hurtigtest (QF-PCR) for påvisning av trisomi 13, 18 og 21 gjøres ved mistanke om nevnte trisomier/multiple misdannelser. Til denne analysen trenges kun 1 ml fostervann eller 1 ml EDTA-blod. Svartid 2-3 dager. Kjønnskromosomer er inkludert, ved mistanke om Turner syndrom, eller uklart kjønn.
• Høyoppløselig kromosomanalyse (matrise-basert genomisk kopitallsundersøkelse, for eksempel Single Nucleotide Polymorphism (SNP) array analyse, eller array-Comparative Genome Hybridisation (CGH)) er en aktuell analyse ved syndrom-utredning. Denne analysen dekker hele genomet, og vil kunne påvise ubalanserte genomiske forandringer som tap av materiale (delesjoner) eller ekstra materiale (duplikasjoner) helt ned til størrelse under 100 kilobaser (kB) SNP array teknikken vil også kunne påvise isodisomer (uniparental disomi), ”loss of heterozygosity” / homozygositets-områder og mosaikktilstander. Prøvemateriale spebarn: 1 ml EDTA-blod, og egen rekvisisjon skal fylles ut. Informer familien om at det kan bli behov for foreldreprøver som del av utredningen. Dette for å se om varianten er nyoppstått hos barnet, eller arvet fra en av foreldrene (frisk eller affisert?). Nyfødtanalyser prioriteres, men svartid vanligvis likevel flere uker
• MLPA («Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification Analysis») – I mange enkeltgener kan det foreligge mutasjoner som omfatter større områder i genet (intragenisk) som mangler (delesjon) eller er ekstra (duplikasjon). Dette vil ikke synes på sekvensering (gjennomlesing). Fullstendig analyse av et gen inkluderer derfor MLPA.

Sekvensanalyser

• Eksomsekvensering. (Next Generation Sequencing, Massively Parallel Sequencing, Storskalasekvensering, dypsekvensering) Eksomet er delene av genene (eksonene) som blir omgjort til RNA, og inneholder ikke introns. Ny teknologi har gjort det mulig med parallell sekvensering av mange gener på en gang på kort tid (<24t) – fra noen få gener i genpaneler (ex panel for epileptisk encephalopati, for Noonan syndom, etc), via store paneler ~5-7000 gener (knyttet til ”alle” kjente sykdomstilstander) til hel-eksomanalyse av alle 20.000 genene.. Foreldreprøver er av stor nytte for å luke ut normalvarianter. Foreløpig kan bare genetiker rekvirere store panelanalyse med foreldreprøver, mens mindre paneler rekvireres av alle. Denne teknikken i ferd med å overta for Sangersekvensering.
• Genomsekvensering. Det er teknisk mulig å lese gjennom sekvensen i hele DNA, hele genomet, både kodende områder (~2% = genene) og ikke-kodende. Selv ved hel-eksomsekvensering avdekkes ikke årsaken til alle mistenkte genetiske tilstander, men funnraten øker ved genomsekvensering. Metoden er pr skrivende stund ikke klinisk tilgjengelig i Norge, men vil nok innføres om ikke lenge.
• Spesialanalyser: Enkelte tilstander kan ikke påvises ved vanlig sekvensering eller MLPA-analyse. Eksempler er: PCR-fragmentanalyse ved trinukleotidrepetisjons-sykdommer som Dystrofia myotonica og fragilt X syndrom. Metyleringsspesifikk MLPA ved Angelman/Prader Willi syndrom. Mitokondrie DNA sekvensering ved mistanke om mitokondriesykdom.
• Foreldreprøver er sentrale både ved SNP array og eksom-baserte analyser for å se om barnets mutasjon er nyoppstått, eller arvet fra en forelder (det er viktig å oppgi om foreldrene er friske!

Rekvisisjoner

Alle nødvendige rekvisisjoner finnes på www.genetikkportalen.no, under Laboratorier, noen av dem etterhvert elektroniske.For omfattende undersøkelser som SNP-array og større eksomsekvenseringspaneler må kliniske opplysninger fylles i utkrysningsskjema

Prøvemateriale

Blodprøver

Kromosomanalyse (G-bånd analyse/karyotypering) krever levende celler: Spebarn -minst 1 ml blod på Natrium-Heparin glass. Alle andre analyser (DNA-baserte analyser): Spebarn - minst 1 ml blod på EDTA-glass.

Hudbiopsi til fibroblastkultur og supplerende kromosomanalyse/ DNA analyse/ biokjemiske undersøkelser/lagring ved mistanke om genetisk sykdom – se under

Post-mortem prøver (senaborter, dødfødsel, perinatale dødsfall)
Hælsene eller hudbiopsi til fibroblastkultur og kromosomanalyse – se prosedyre sist i kapitlet.
Fra obduksjon ønskes miltvev til ekstrahering av DNA

Behandling?

Husk at det begynner å komme behandling for noen genetiske tilstander, se for eksempel http://www.treatable-id.org/ der man kan plotte inn symptomer, og finne mulig behandling. Nyfødtscreeningen vil avdekke noen av disse tilstandene, og da gås det automatisk videre med genetiske analyser.

Referanser

• Rødningen OK, et al. Påvisning av kromosomavvik ved hjelp av DNA-matriser. Tidsskr Nor Legeforen 2010; 130: 944-7.
• Holla. Diagnostisk eksomsekvensering norske erfaringer. Tidsskr Nor Legeforen 2015; 20:1833-7.
• Generell veileder i pediatri, kap. 2.22 Genetiske analyser (http://legeforeningen.no/Fagmed/Norsk-barnelegeforening/Veiledere/generell veileder-i-pediatri/kapittel-2-endokrinologi-metabolisme-genetikk/222-genetiske-analyser-2009/)
• GeneReviews (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1116/) – mange sjeldne diagnoser har en altomfattende og grundig gjennomgang her
• Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) (https://www.omim.org/) – søk på gennavn eller diagnose, alle kjent beskrevne arvelige tilstander
• Orphanet (http://www.orpha.net/consor/cgi-bin/index.php) – god, kortfattet oversikt over sjeldne diagnoser, inkl hvor gentesting kan gjøres i utlandet, og ICD-10 koder
• Unique (http://www.rarechromo.co.uk/html/home.asp) – god informasjon, også til familier, om kromosomavvik
• London Medical Database (LMD) –er lagt inn på flere PCer barneavd/med.genetikk UNN, men blir fra 2017 ikke oppdatert! Kjøpt opp av Face2gene, der man må tegne eget abonnement.