Gemeinschaftspraxis für Humangenetik
Fachärzte für Humangenetik:
Dr. med. Andrea Bier
Priv.-Doz. Dr. med. Stefan Krüger, MHBA
Dr. med. Silke Reif
Molekulargenetische Diagnostik (alphabetische Liste aller untersuchten Gene am Ende)
Die Analysen erfolgen mittels Next Generation Sequencing (NGS) und/oder Sanger-Sequenzierung und MLPA genomischer und/oder somatischer DNA. Die DNA-Isolation ist aus verschiedensten Geweben möglich (Blut, Tumor, Fruchtwasser, Chorionzotten, Fibroblasten, Wangenschleimhaut u.a.) Bei speziellen Fragestellungen werden cDNA-Analysen durchgeführt.
Mit dem Ergebnis der molekulargenetischen Diagnostik erhalten Sie eine Interpretation der erhobenen Befunde. Da die Gemeinschaftspraxis u. a. über den Vollzugriff auf die wichtigste internationale Mutationsdatenbank Human Gene Mutation Database (HGMD® Professional) sowie die Vollversion der Mutations-Interpretations-Software Alamut® Visual verfügt, ist sichergestellt, dass die Befund-Interpretation auf dem jeweils aktuellsten wissenschaftlichen Stand erfolgen kann.
Interpretation:
Der Abgleich bereits beschriebener Sequenzveränderungen erfolgt mit der jeweils aktuellsten Version der Human Gene Mutation Database® Professional (HGMD, http://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/index.php, Vollzugriff [PMID 12754702]) sowie den jeweiligen lokusspezifischen Datenbanken (z. B. Breast Cancer Information Core, InSight, MMR Genes Variant Database, LOVD, Universal Mutation Database usw.), soweit verfügbar. Die Beurteilung der klinischen Relevanz bisher nicht beschriebener Sequenzveränderungen richtet sich nach den Empfehlungen des American College of Medical Genetics (ACMG [PMID 18414213]).
Computermodelle zur Charakterisierung unklassifizierter Varianten:
Mit Hilfe der Mutations-Interpretations-Software Alamut Visual Plus Version 1.3 (Vollversion, Interactive Biosoftware, Rouen, Frankreich, www.interactive-biosoftware.com) können insbesondere der Einfluss auf das Spleißen sowie die funktionelle Relevanz von Missense-Mutationen genauer charakterisiert werden.
Alamut integriert die fünf Splice-Site-Prädiktionsprogramme SpliceSiteFinder-like, MaxEntScan, NNSPLICE, GeneSplicer und Human Splicing Finder zur Erkennung von Splice Sites sowie die Programme ESEfinder und Rescue-ESE zur Identifizierung sog. Exon Splicing Enhancers (ESEs).
Zur Charakterisierung von Missense-Mutationen werden die Computermodelle SIFT, PolyPhen-2 und AGVGD verwendet.
Die SIFT-Analyse (Sorting Intolerant From Tolerant amino acid substitutions, Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle, WA, USA, http://blocks.fhcrc.org/sift) ist eine Software, welche einen evolutionären Ansatz für die Einordnung eines Aminosäureaustausches in „tolerant“ und „intolerant“ nutzt. Die Analyse basiert auf der Annahme, dass funktionell wichtige Aminosäuren dazu tendieren, unter den einzelnen Spezies konserviert zu sein. Die Austauschwahrscheinlichkeit wird mit Werten zwischen 0,00 bis 1,00 angegeben. Aminosäuresubstitutionen mit Werten < 0,05 werden als intolerant (z. B. funktionell signifikant) angesehen [PMID 11875032].
PolyPhen-2 (Polymorphism Phenotyping version 2, Harvard University, Boston, MA, USA, http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2/) ist eine Software zur Abschätzung, ob eine Aminosäure-Änderung (Missense-Mutation) die Funktion des entsprechenden Proteins beeinflusst. Dazu werden verschiedene Parameter, wie der evolutionäre Grad der Konservierung einer Aminosäure oder deren physiko-chemischen Eigenschaften, in die Berechnung einbezogen. PolyPhen-2 verwendet acht sequenzbasierte und drei strukturbasierte vergleichende Funktionen aus denen ein Wert zwischen 0,000 und 1,000 („probabilistic score“) ermittelt wird, welcher prognostiziert, ob eine Missense-Mutation schädigend ist oder nicht. Werte über 0,850 werden als „wahrscheinlich schädigend (probably damaging)“, Werte zwischen 0,150 und 0,850 als „möglicherweise schädigend (possibly damaging)“ und Werte unter 0,150 als „benigne (benign)“ eingestuft. Zudem wird die Wahrscheinlichkeit, dass eine Variante als „falsch positiv“ (PolyPhen-2 errechnet Pathogenität, tatsächlich ist die Variante harmlos) oder „richtig positiv“ (PolyPhen-2 errechnet Pathogenität und die Variante ist tatsächlich pathogen) angegeben [PMID 20354512]. PolyPhen-2 stellt eine der derzeit umfangreichsten und genauesten in silico Methoden zur Interpretation von Missense-Mutationen dar und wird von uns immer dann eingesetzt, wenn keine oder keine klaren Aussagen aus funktionellen Studien (in vitro oder in vivo Analysen) vorliegen.
AGVGD (Align Grantham Variation Grantham Deviation, International Agency for Research on Cancer, Lyon, Frankreich, http://agvgd.iarc.fr/index.php) bezieht die biophysikalischen Charakteristiken der Aminosäuren (basierend auf den Grantham-Score Differenzen) sowie ein multiples Sequenz-Alignment in die Berechnung ein. Dabei werden der Grad der biochemischen Variation (GV) und die „biochemische Distanz“ (GD) der beiden beteiligten Aminosäuren kombiniert. Ein Aminosäureaustausch wird dabei in eine von 7 Klassen von C0 („less likely to interfere with function“) bis C65 („most likely to interfere with function“) eingestuft [PMID 16014699, PMID 16522644].
Nomenklatur:
Die Bezeichnung der Gene richtet sich nach den Empfehlungen des HUGO Gene Nomenclature Committee (HGNC, http://www.genenames.org/). Gebräuchliche Alias-Namen werden zusätzlich in eckiger Klammer angegeben.
Wenn nicht anders angegeben, erfolgt die Nomenklatur von Sequenzveränderungen entsprechend den aktuell gültigen Richtlinien der Human Genome Variation Society (c.1 ist Nukleotid A des Startcodons ATG, http://www.hgvs.org/mutnomen, [PMID 11479744]). In einigen Fällen wird darüber hinaus auch die klassische Nomenklatur angegeben, soweit diese üblicherweise verwendet wird (z. B. für die Gene BRCA1 und BRCA2 entsprechend dem Breast Cancer Information Core, BIC).
Literatur:
[PMID 12754702] Stenson PD, Ball EV, Mort M, Phillips AD, Shiel JA, Thomas NS, Abeysinghe S, Krawczak M, Cooper DN. Human Gene Mutation Database (HGMD): 2003 update. Hum Mutat. 2003 Jun;21(6):577-81.
[PMID 18414213] Richards CS, Bale S, Bellissimo DB, Das S, Grody WW, Hegde MR, Lyon E, Ward BE; Molecular Subcommittee of the ACMG Laboratory Quality Assurance Committee. ACMG recommendations for standards for interpretation and reporting of sequence variations: Revisions 2007. Genet Med. 2008 Apr;10(4):294-300.
[PMID 11875032] Ng PC, Henikoff S. Accounting for human polymorphisms predicted to affect protein function. Genome Res. 2002;12(3):436-46.
[PMID 20354512] Adzhubei IA, Schmidt S, Peshkin L, Ramensky VE, Gerasimova A, Bork P, Kondrashov AS, Sunyaev SR. A method and server for predicting damaging missense mutations. Nat Methods. 2010;7(4):248-9.
[PMID 16014699] Tavtigian SV, Deffenbaugh AM, Yin L, Judkins T, Scholl T, Samollow PB, de Silva D, Zharkikh A, Thomas A. Comprehensive statistical study of 452 BRCA1 missense substitutions with classification of eight recurrent substitutions as neutral. J Med Genet. 2006 Apr;43(4):295-305.
[PMID: 16522644] Mathe E, Olivier M, Kato S, Ishioka C, Hainaut P, Tavtigian SV. Computational approaches for predicting the biological effect of p53 missense mutations: a comparison of three sequence analysis based methods. Nucleic Acids Res. 2006 Mar 6;34(5):1317-25.
[PMID 11479744] den Dunnen JT, Antonarakis SE. Nomenclature for the description of human sequence variations. Hum Genet. 2001 Jul;109(1):121-4.
Alphabetische Liste der untersuchten Gene (gebräuchliche Synonyme in Klammern)