Epilepsi hastalarında kromozomal kopya sayısı değişikliklerinin (CNV) aCGH yöntemi ile retrospektif olarak araştırılması
The retrospective investigation of chromosomal copy number variations (CNV) with aCGH method in epilepsy patients
Yazar: BURCU ALBUZ
Danışman: PROF. DR. FATMA SILAN
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Genetik = Genetics ; Nöroloji = Neurology
Dizin: Epilepsi = Epilepsy ; Hibridizasyon-genetik = Hybridization-genetic ; Kromozomlar = Chromosomes ; Mikrodizilim analizi = Microarray analysis ; Mikrodizilim analizi = Microarray analysis ; Nöbetler = Seizures ; Retrospektif çalışmalar = Retrospective studies

Özet:
GİRİŞ ve AMAÇ: Epilepsi tekrarlayıcı nöbetler ile karakterize kronik bir beyin hastalığıdır ve dünyada 50 milyondan fazla insanı etkilediği tahmin edilmektedir. Hastalığın yaşam boyu insidansı %3, prevalansı ise yaklaşık %1 olarak bildirilmiştir. Epilepsi, toplumda sık görülen hastalıkların çoğu gibi poligenik ve multifaktoriyel bir hastalıktır. Epilepsi etiyolojisinde genetik faktörler başta gelmekte ve tüm epilepsilerin %40-60'ında genetik nedenlerin majör rol oynadığı düşünülmektedir. Kopya sayısı varyantları (copy number variation-CNV'ler) genomda değişken boyutlardaki artış veya azalmalardır. Bu değişimler, çeşitli genetik analizler ile tespit edilebilmekte olup array tabanlı karşılaştırmalı genomik hibridizasyon (aCGH) yöntemi bunlar arasında sık kullanılanlarından biridir. Yapılan çalışmalarda kopya sayısı değişimleri farklı epilepsi tiplerine sahip hastaların yaklaşık %5-12'sinde bildirilmiştir. Çalışmamızda; epilepsi tanılı hastalarda aCGH verilerinin retrospektif olarak incelenerek; aCGH'in bu hasta grubundaki tanısal veriminin belirlenmesi ve epilepsi etiyolojisindeki yeni aday gen ve CNV'lerin ortaya konması amaçlanmıştır.


YÖNTEM: Araştırmamıza, 1 Nisan 2019 tarihine kadar Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Genetik polikliniğine epilepsi tanısıyla başvurup aCGH analizleri yapılmış hasta verileri dahil edilmiştir. Çalışmaya dahil edilen 80 hastanın sosyodemografik, klinik ve laboratuvar bulguları retrospektif olarak incelenmiş ve bu hastaların aCGH ham verileri, retrospektif olarak güncel literatür verileri ışığında yeniden analiz edilmiştir. 


BULGULAR: Araştırmaya dahil edilen 80 hastanın 16'sında patojenik/muhtemel patojenik CNV saptanmış olup 14'ünde (%17,5) bu CNV epilepsi fenotipi ile ilişkilendirilmiştir. Bunun haricinde 14 ayrı kromozomal bölgede yer alan, 16 tane epilepsi ile ilişkili olabilecek klinik önemi bilinmeyen varyant-VUS CNV tespit edilmiştir.


SONUÇ: Araştırmamızda,  epilepsi hastalarındaki aCGH analizinin tanısal verimi güncel literatür verilerinden yüksek bulunmuştur. Bunun nedeni, çalışma grubumuzun küçük olması,  olguların %56,3'ünde mental retardasyon/global gelişim geriliği fenotipinin eşlik etmesi, %53,8'inde ailede epilepsi tanılı birey öyküsünün bulunması ve özellikle CNV yorumlamasında boyut filtrelemesi yapmamamız olabilir. Dört olguda (%5) 100kb'dan küçük boyutta epilepsi ile ilişkili CNV saptanmış olup bu CNV'ler çalışmamızdaki epilepsi ile ilişkili tüm CNV'lerin %13,3'ünü oluşturmaktadır. Olgularda saptanan epilepsi ile ilişkili patojenik/muhtemel patojenik CNV'ler içerisinde en sık 15q11.2 ve 16p13.3 bölgelerinde duplikasyon ile 16p11.2 bölgesinde delesyon (her biri için %14,2) tespit edilmiştir. Ayrıca çalışmamızda 16 adet VUS CNV saptanmıştır. MACROD2, ADGRB3 (BAI3), SOX8, HIP1, PARK2 (PRKN) ve TAFA2 (FAM19A2) genleri potansiyel epilepsi ile ilişkili gen olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca NEDD9, RASAL2 ve TNR genlerinin de epilepsi ile ilişkisine dair daha çok çalışma yapılmasına ihtiyaç vardır. Bunlara ek olarak çalışmamızdaki veriler, mikrodelesyonları epilepsi ile güçlü şekilde ilişkilendirilen 15q13.3 bölgesinin duplikasyonlarının da epilepsi fenotipi ile ilişkili olabileceğini desteklemektedir.  Epilepsi hastalarında genetik etiyolojinin aydınlatılması oldukça zor ve karmaşıktır. Çalışmamız, aCGH'in epilepsi hastalarında tanı veriminin yüksek olduğunu göstermiş olup yapılacak daha kapsamlı çalışmalarla epilepsi hastalarında genetik etiyolojide yer alan genlerin aydınlatılmasına katkı sağlayacaktır.

Abstract:
INTRODUCTION and AIM: Epilepsy is a chronic brain disease characterized by recurrent seizures and is estimated to affect more than 50 million people worldwide. The lifetime incidence of the disease is reported to be 3% and its prevalence is approximately 1%. Epilepsy is a polygenic and multifactorial disease, as the most common disease in the community. Genetic factors are leading in the etiology of epilepsy and genetic causes play a major role in 40-60% of all epilepsies.  Copy number variations (CNVs) are gains or losses in variable sizes in the genome. These changes can be detected by various genetic analyzes, and the array-based comparative genomic hybridization (aCGH) method is one of the most commonly used. In studies, copy number variations have been reported in approximately 5-12% of patients with different types of epilepsy. In our study; we aimed to determine the diagnostic yield of the aCGH in this patient group and to reveal new candidate genes and CNVs in the etiology of epilepsy by analyzing aCGH data retrospectively in patients with epilepsy.


METHODS: The data of the patients who referred to Çanakkale Onsekiz Mart University Medical School Medical Genetics department with the diagnosis of epilepsy until April 1 2019, and performed aCGH were included in our study. The sociodemographic, clinical and laboratory findings of the 80 patients included in the study were examined retrospectively and the raw data of aCGH of these patients were retrospectively reanalyzed in the light of current literature data.


RESULTS: Pathogenic/likely pathogenic CNVs were detected in 16 of 80 patients included in the study and 14 of these CNVs (17.5%) were associated with epilepsy phenotype. In addition, 16 CNVs in 14 different chromosomal loci that were evaluated as the variant of unknown clinical significance(VUS), which may be associated with epilepsy was identified. 


CONCLUSION: In our study, the diagnostic yield of aCGH analysis in epilepsy patients was found to be higher than the current literature. This may be due to our small group, the accompaniment of mental retardation/global development delay phenotype in 56.3% and a family history of epilepsy diagnosis in 53.8% of the cases, and especially not filtering for size in the interpretation of CNVs. Four cases (5%) had CNVs less than 100kb associated with epilepsy and these CNVs accounted for 13.3% of all CNVs associated with epilepsy in our study. Among the pathogenic/likely pathogenic CNVs associated with epilepsy, duplications in the 15q11.2 and 16p13.3 regions and the deletions in the 16p11.2 region (14.2% for each) were detected most. In addition, 16 VUS CNVs were detected in our study. MACROD2, ADGRB3 (BAI3), SOX8, HIP1, PARK2 (PRKN) and TAFA2 (FAM19A2) genes were evaluated as potential epilepsy-related genes. Furthermore more studies are needed to investigate the association of NEDD9, RASAL2 and TNR genes with epilepsy. In addition, the data in our study support that duplications of the 15q13.3 region whose microdeletions are strongly associated with epilepsy may also be associated with the epilepsy phenotype. The genetic etiology of epilepsy patients is difficult and complex to elucidate. Our study showed that the diagnostic efficiency of aCGH in epilepsy patients is high and with more comprehensive studies, it will contribute to the elucidation of genes involved in genetic etiology in epilepsy patients.