Çanakkale örnekleminde tüm ekzom dizileme (Wes) ile elde edilen verilerden konjenital monosakkarit ve disakkarit metabolizma bozuklukları ile ilişkili genetik varyantların güncel verilerle değerlendirilmesi ve taşıyıcılık oranlarının belirlenmesi
Evaluation of genetic variants related to congenital monosaccharide and disaccharide metabolism disorders from data obtained by whole exome sequencing (Wes) in the Çanakkale sample with current data, and determination of carrier ratios
Yazar: MEHMET BERKAY AKCAN
Danışman: PROF. DR. FATMA SILAN
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı / Tıbbi Genetik Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Genetik = Genetics

Özet:
GİRİŞ VE AMAÇ: Advers gıda reaksiyonları günlük hayatta önemli bir yer kaplar ancak yetersiz olarak tanınır ve yönetilir. Konjenital monosakkarit-disakkarit metabolizma bozuklukları, karbonhidrat malabsorbiyonun alt gruplarından birisini oluşturmakta ve karın ağrısı, diare, kanama bozukluğu, ölüm gibi geniş yelpazede değişen sonuçlara sebep olmaktadır. Çalışmamızda, daha önceden tüm ekzom dizi analizi (WES) uygulanmış hastalarda, konjenital monosakkarit-disakkarit metabolizma kusurlarında rol alan bazı genlerin retrospektif olarak değerlendirilmesi, kohortumuzda taşıyıcılık frekanslarının hesaplanması ve varyant saptanan hastalarda genotip-fenotip korelasyonu kurulması amaçlanmıştır.
YÖNTEM: Çalışmamızda, 15.04.2022 tarihine kadar Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Sağlık Uygulama ve Araştırma Hastanesi Tıbbi Genetik polikliniğine başvuran ve çalışmaya katılmaya onam veren 484 hastanın dataları retrospektif olarak; konjenital monosakkarit-disakkarit metabolizma bozukluklukları grubunda yer alan genlerden bir panel oluşturularak (ALDOB, FBP1, GALE, GALK1, GALM, GALT, LCT, SLC2A2, SLC5A1, SI) analiz edilmiştir. Çalışmamıza dahil edilen hastaların 107'sine segregasyon amacıyla, 377'sine çeşitli klinik bulgular sebebi ile WES analizi çalışılmıştır. WES analizi xGen Exome Research Panel v2 kiti kullanılarak Yeni Nesil Dizi Analizi (NGS) yöntemiyle çalışılmıştır. Çalışma sonucunda üretilen VCF dataları, QIAGEN Clinical Insight Interpret veritabanı ile analiz edilmiş olup hastalarda saptanan patojenik, muhtemel patojenik ve klinik önemi belirsiz (VUS) varyantlar çalışmamız kapsamına alınmıştır. 
BULGULAR: Çalışmamıza 244'ü kadın, 240'ı erkek olmak üzere 484 hasta dahil edilmiştir. Analizi yapılan genlerde 84/484 (%17,35) hastada 67'si farklı olmak üzere toplamda 99 tane patojenik, muhtemel patojenik ve VUS varyant saptanmıştır. Patojenik/muhtemel patojenik varyant allel frekansı 0.013 olarak, VUS varyant allel frekansı 0.088, toplam %10 olarak hesaplanmıştır. Segregasyon amaçlı WES analizi çalışılan 107 hastanın 21'inde (%19.6), çeşitli klinik bulgular sebebi ile WES analizi yapılan 377 hastanın 63'ünde (%16.7) varyant saptanmıştır. Varyant saptanan hastaların %44'ü (37/84) saptanan genotiplerle uyumlu fenotipik bulgulardan en az bir tanesini göstermiştir. En sık taşıyıcılık 1:25 ile SI, en nadir taşıyıcılık 1:968 ile GALE geninde saptanmış olup beklenen hastalık sıklığı 1:2500 ile 1: 3748000 arasında hesaplanmıştır.
SONUÇ: Çalışmamızın sonuçları otozomal resesif kalıtılan hastalıklarda heterozigot taşıyıcıların da klinik bulgu sergileyebileceğini göstermiştir. Literatürde konjenital monosakkarit ve disakkarit metabolizma bozuklarına ait taşıyıcılıkların, taşıyıcıların fenotipik etkilerinin ve taşıyıcılık verilerinden tahmini hastalık prevelanslarının hesaplandığı kapsamlı bir sistematik yayın bulunmamaktadır. Çalışmamız bu alanda ulusal sağlık politikalarımızın geliştirilmesinde ve uluslararası literatürde bir öncü olma niteliği taşımaktadır.
Anahtar kelimeler: Genotip-fenotip korelasyonu, yenidoğan metabolizma kusurları, taşıyıcılık sıklığı, popülasyon genetiği, nutrigenetik

Abstract:
INTRODUCTION and AIM: Adverse food reactions represent an important place in daily life but are poorly recognized and managed. Congenital monosaccharide-disaccharide metabolism disorders constitute one of the subgroups of carbohydrate malabsorption and cause a wide range of outcomes such as abdominal pain, diarrhea, bleeding disorder, and death. In our study, the aim was to retrospectively evaluate genes associated with congenital monosaccharide-disaccharide metabolism defects in patients who previously underwent whole-exome sequence analysis (WES), calculate carrier frequencies in our cohort, and establish a genotype-phenotype correlation in patients with variants
METHODS: In our study, the data of 484 patients who presented to Çanakkale Onsekiz Mart University Health Practice and Research Hospital Medical Genetics Department until 15.04.2022 and gave consent to participate in the study were analyzed retrospectively by creating a panel from the genes (ALDOB, FBP1, GALE, GALK1, GALM, GALT, LCT, SLC2A2, SLC5A1, SI) in the group of congenital monosaccharide-disaccharide metabolism disorders. WES analysis was performed on 107 of the patients included in our study for the purpose of segregation, and on 377 due to various clinical features. WES analysis was performed with Next Generation Sequence Analysis (NGS) method using xGen Exome Research Panel v2 kit. The VCF data produced as a result of the study were analyzed with the Qiagen Clinical Insight Interpret software. The created VCF data were analyzed with the QIAGEN Clinical Insight Interpret database, and pathogenic, likely pathogenic and variant of uncertain significance (VUS) variants detected in patients were included in our study.
RESULTS: A total of 484 patients, 244 female and 240 male, were included in our study. A total of 99 pathogenic, likely pathogenic and VUS variants, 67 of which were different, were detected in 84/484 (17.35%) patients in the analyzed genes. The pathogenic/likely pathogenic variant allele frequency was calculated as 0.013 (13/968), and the VUS variant allele frequency as 0.088 (86/968) a total of %10. Variants were detected in 21 (19.6%) of 107 patients who underwent WES analysis for segregation purposes, and in 63 (16.7%) of 377 patients who underwent WES analysis due to various clinical features. 44% (37/84) of the patients with variants exhibited at least one phenotype consistent with the genotype. The highest carriage frequency was found in the SI gene with 1:25, the lowest carriage frequency was found in the GALE gene with 1:968, and the expected disease frequency was calculated between 1:2500 and 1:3748000.
CONCLUSION: Our study results have demonstrated that heterozygous carriers may also exhibit clinical symptoms in autosomal recessive inherited diseases. Currently, there is a lack of comprehensive systematic literature regarding carrier frequencies, the phenotypic effects of carriers, and the estimation of disease prevalences based on carrier data for congenital monosaccharide and disaccharide metabolism disorders. Our study is a pioneer in the development of our national health policies in this field and in the international literature.
Keywords: Genotype - phenotype correlation, inborn metabolic disorders, carrier frequency, population genetics, nutrigenetics