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 Aus dem Institut für Humangenetik der Universität zu Lübeck Direktorin: Prof. Dr. G. Gillessen-­‐Kaesbach Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelation bei Patienten mit Cornelia de Lange-­‐Syndrom Inauguraldissertation zur Erlangung der Doktorwürde der Universität zu Lübeck -­‐ Aus der Sektion Medizin -­‐ vorgelegt von Roland Löffler aus Ostercappeln Lübeck 2012 1. Berichterstatterin: Prof. Dr. med. Gabriele Gillessen-­‐Kaesbach 2. Berichterstatter: Prof. Dr. med. Olaf Hiort 06.06.2012 Tag der mündlichen Prüfung: Zum Druck genehmigt. Lübeck, den 06.06.2012 -­‐Promotionskommission der Sektion Medizin-­‐ 2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis ........................................................................................................................................ 3 I. Einleitung ...................................................................................................................................................... 5 1.1 Klinische Zeichen des CdLS .......................................................................................................... 6 1.2 Epidemiologie ................................................................................................................................. 10 1.3 Diagnostische Kriterien .............................................................................................................. 10 1.4 Genetik ............................................................................................................................................... 14 1.5 Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelation ............................................................................................... 18 1.6 Ziel dieser Arbeit ........................................................................................................................... 21 II. Material und Methoden ...................................................................................................................... 22 III. Ergebnisse .............................................................................................................................................. 23 3.1. Schwangerschaft & Geburt ....................................................................................................... 24 3.2 Körperliche Entwicklung ........................................................................................................... 24 3.3 Fehlbildungen der inneren Organe & Extremitäten ....................................................... 25 3.4 Ernährung ......................................................................................................................................... 26 3.5 Fehlbildungen der Sinnesorgane ............................................................................................ 27 3.6 Entwicklung körperlicher Fähigkeiten ................................................................................ 28 3.7 Sprachliche Entwicklung & Kommunikation ..................................................................... 29 3.8 Sozialverhalten ............................................................................................................................... 30 3.9 Schweregrad der Krankheitsausprägung ........................................................................... 30 3.10 Patienten mit identischer Mutation .................................................................................... 33 3.11 Fallvorstellungen ........................................................................................................................ 34 3.11.1 Patientin mit trunkierender Mutation ...................................................................... 34 3.11.2 Patient mit Missense-­‐Mutation .................................................................................... 35 3.11.3 Patient mit Splice-­‐Site-­‐Mutation .................................................................................. 37 3.11.4 Elternpaar mit Keimbahnmosaik ................................................................................ 38 IV. Diskussion .............................................................................................................................................. 41 3 4.1 Schweregrad der Krankheitsausprägung ........................................................................... 41 4.2 Körperliche Entwicklung ........................................................................................................... 42 4.3 Extremitäten-­‐ und Organfehlbildungen .............................................................................. 43 4.4 Entwicklung körperlicher Fähigkeiten ................................................................................ 45 4.5 Sprache & Sozialverhalten ......................................................................................................... 46 4.6 Zusammenfassung ........................................................................................................................ 47 V. Zusammenfassung ................................................................................................................................ 49 VI. Literaturverzeichnis ........................................................................................................................... 50 VII. Anhang .................................................................................................................................................... 55 7.1 Elternfragebogen zum Cornelia de Lange-­‐Syndrom ...................................................... 56 7.2 Verwendete Perzentilenkurven .............................................................................................. 63 7.3 Votum der Ethikkommission .................................................................................................... 84 VIII. Danksagung ........................................................................................................................................ 85 IX. Lebenslauf ............................................................................................................................................... 86 4 I. Einleitung Im Jahr 1933 veröffentlichte die niederländische Kinderärztin Cornelia de Lange eine Fallbeschreibung über zwei nicht verwandte Mädchen, die unabhängig voneinander im Emma Children’s Hospital in Amsterdam stationär behandelt wurden (De Lange, 1933). Das erste Mädchen war 17 Monate alt und wegen einer Pneumonie eingewiesen worden. Es war zum Termin mit einem Gewicht von 1250 g geboren worden und litt im gesamten ersten Lebensjahr an Ernährungsproblemen. Bei der Aufnahme fielen die insgesamt kleine Statur und eine deutliche Mikrozephalie auf. Kurz nach Entlassung dieser Patientin wurde ein 6 Monate altes Mädchen aufgenommen, deren Äußeres dem erstgenannten so sehr glich, dass Frau Professor de Lange zunächst davon ausging, es handele sich um dasselbe Kind. Sie beschrieb detailliert den Phänotyp beider Mädchen und bezeichnete das ihr aus der Literatur nicht bekannte Erscheinungsbild als „Typus degenerativus amstelodamensis“. Dreißig Jahre später stieß der amerikanische Genetiker John M. Opitz per Zufall auf einen Bericht des deutschen Kinderarztes Winfried Brachmann aus dem Jahr 1916, den er als eine frühe Beschreibung der inzwischen als Cornelia de Lange-­‐Syndrom bekannten Erkrankung identifizierte (Opitz, 1985). Brachmann berichtete von der Untersuchung des Alkoholpräparates eines verstorbenen Kindes, bei dem er die auffallend kleine Statur und Mikrozephalie bemerkte (Brachmann, 1916). Er beobachtete zudem einen stark ausgeprägten Hirsutismus sowie beidseitig symmetrische Ulnadefekte mit Monodaktylie. Brachmann kam zu dem Schluss, dass auf Grund der Symmetrie der Extremitätendefekte von einer endogenen Ursache auszugehen sei. Einige Autoren schlugen in der Folge vor, den Namen der Erkrankung in Brachmann-­‐de Lange-­‐Syndrom zu ändern, eine Bezeichnung, die sich aber vor allem in der neueren Literatur nicht durchgesetzt hat. Im Jahr 1994 veröffentlichten drei niederländische Ärzte die Beschreibung eines Fundes aus der teratologischen Sammlung des niederländischen Anatoms Willem Vrolik (1801 – 1863) (Oostra et al., 1994). Es handelte sich um ein weibliches Neugeborenes, das typische klinische Zeichen des Cornelia de Lange-­‐Syndroms aufwies. Vrolik hatte diese Probe seiner Sammlung in seinem Handbuch als Beispiel „extremer Oligodaktylie“ vermerkt. Soweit bislang bekannt, handelt es sich hierbei um die tatsächliche Erstbeschreibung eines Kindes mit Cornelia de Lange-­‐Syndrom. 5 1.1 Klinische Zeichen des CdLS Das Cornelia de Lange-­‐Syndrom (CdLS) ist ein komplexes Fehlbildungssyndrom, das mit Wachstumsverzögerung, Entwicklungsverzögerung und Fehlbildungen einer Vielzahl von Organsystemen einhergehen kann. Sehr charakteristisch sind Reduktionsfehlbildungen der oberen Extremität. Das CdLS zeigt eine große phänotypische Variabilität. Man unterscheidet den klassischen Phänotyp mit schwerer und deutlicher Ausprägung der klinischen Merkmale von einem milden Phänotyp, bei dem insbesondere keine schweren Fehlbildungen der oberen Extremität vorliegen (Ireland et al., 1993; Selicorni et al., 1993; Van Allen et al., 1993). In der Regel zeigen diese Patienten auch eine weniger stark ausgeprägte Retardierung. Charakteristisch für das CdLS sind faziale Auffälligkeiten wie ein langes verstrichenes Philtrum, eine dünne Oberlippe sowie abfallende Mundwinkel (Ireland et al., 1993). Die Wimpern sind lang und geschwungen, nahezu immer ist eine Synophrys vorhanden. Die Augenbrauen sind betont und geschwungen. 85 % aller Kinder haben eine breite und eingesunkene Nasenwurzel mit antevertierten Nasenlöchern (s. Abbildungen 1 & 4). Mikrognathie und ein hoher Gaumenbogen finden sich bei 84 % (Jackson et al., 1993). (a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Abbildung 1: Typische klinische Merkmale bei Patienten mit Cornelia de Lange-­‐Syndrom. Diagnostisch wegweisend sind vor allem die fazialen Merkmale (a – c). Verschiedene Schweregrade möglicher Extremitätenfehlbildungen (d – f). 6 Betroffene Patienten haben außerdem einen Kleinwuchs, der bereits als intrauterine Wachstumsverzögerung sichtbar werden kann, sowie eine deutliche Mikrozepalie (Jackson et al., 1993). Die Geburtsparameter liegen zumeist unter der 10. Altersperzentile. Das durchschnittliche Geburtsgewicht zum Termin beträgt 2280 g, die Körperlänge 45,5 cm und der Kopfumfang 30,9 cm (Kline et al., 2007). Das weitere Wachstum ist verlangsamt. Bis zum 6. Lebensmonat fallen durchschnittliche Körperlänge und –gewicht unter die 5. Perzentile und bleiben dort häufig lebenslang. Der durchschnittliche Kopfumfang liegt unter der 2. Perzentile. Zur Beurteilung der Wachstumsgeschwindigkeit im Vergleich zum CdLS-­‐Kollektiv existieren spezifische Wachstumskurven (Kline et al., 1993a) (Wenn im Folgenden hierauf Bezug genommen wird, wird der Begriff „CdLS-­‐Altersperzentile“ verwendet. Alle anderen Perzentilenangaben, wie auch die angegebenen Standardabweichungen (SD), beziehen sich auf die im Anhang abgebildeten standardisierten Wachstumskurven gesunder Menschen.). Eine Hypertrichose findet sich bei 99 % der Patienten, zusätzlich Synophrys und auffallend lange Wimpern. Nahezu alle Kinder haben einen tiefen Haaransatz (Jackson et al., 1993). Typisches Merkmal des CdLS sind die Reduktionsfehlbildungen der Extremitäten, wobei besonders die oberen Extremitäten betroffen sind. Ausgeprägte Fehlbildungen, die von Oligodaktylie bis hin zum Fehlen des gesamten ulnaren Strangs oder Unterarms reichen können, liegen bei nahezu einem Drittel der Patienten vor. Auftreten können auch radioulnare Synostosen mit eingeschränkter Beweglichkeit im Ellenbogengelenk. Weniger häufige Auffälligkeiten umfassen eine Vierfingerfurche, Brachydaktylie, proximal ansetzende Daumen und eine Klinodaktylie des 5. Fingers. Nahezu alle Patienten (93 %) haben kleine Hände und Füße (Jackson et al., 1993). Häufig findet sich ein verkürztes Metacarpale I (Halal und Preus, 1979). Bei 85 % ist zusätzlich eine Syndaktylie der 2. und 3. Zehe vorhanden (Jackson et al., 1993). Bei Patienten mit CdLS können verschiedene innere Organsysteme betroffen sein. Zu den am häufigsten betroffenen zählen der Gastrointestinaltrakt sowie das Herz (Jackson et al., 1993). Über 90 % aller CdLS-­‐Patienten leiden an einem gastroösophagealem Reflux (GERD), viele bedürfen pharmakologischer oder operativer Therapie (Luzzani et al., 2003) (Kline et al., 2007). Infolgedessen ist auch das Metaplasierisiko mit Entwicklung eines Barett-­‐Ösophagus erhöht (Francesco et al., 2010). Überdurchschnittlich häufig treten Verhaltensmuster auf, die 7 ausschließlich auf den gastroösophagealen Reflux zurückgeführt werden können (Sandifer-­‐Komplex) (Sommer, 1993). Bei mehr als zwei Dritteln aller Kinder gibt es Schwierigkeiten mit der Nahrungsaufnahme, 60 % der Eltern beklagen häufiges Erbrechen (Jackson et al., 1993). Weitere beschriebene aber seltenere Probleme sind Pylorusstenosen, kongenitale Zwerchfellhernien und intestinale Malrotation (> 10 %) (Jackson et al., 1993; Kline et al., 2007). Ein Zusammenhang zwischen gastrointestinaler Symptomatik des CdLS und Zöliakie konnte nicht nachgewiesen werden (Macchini et al., 2007). Kongenitale Herzfehler finden sich bei bis zu 70 % aller CdLS-­‐Patienten (Mehta und Ambalavanan, 1997). Es handelt sich häufig um ventrikuläre und atriale Septumdefekte, in einigen Fällen finden sich Pulmonalklappenstenosen oder komplexe Herzfehler vom Typ der Fallotschen Tetralogie (Jackson et al., 1993). Weitere beschriebene Fehlbildungen sind das Hypoplastische-­‐Linksherz-­‐Syndrom, Aortenklappenstenosen, Mitralklappenatresie und ein AV-­‐Kanal (Mehta und Ambalavanan, 1997). Fehlbildungen des Urogenitaltraktes sind ebenfalls häufig (bis zu 40%) (Selicorni et al., 2005). Es finden sich sowohl Fehlbildungen der Niere wie auch der ableitenden Harnwege, darunter vesikoureteraler Reflux sowie Nierenbeckenerweiterungen und Nierendysplasien. Die Nierenfunktion kann eingeschränkt sein. Circa 60 % der Betroffenen haben eine Hypoplasie der Genitalien, mehr als die Hälfte der männlichen Patienten weisen einen Hypogonadismus und Kryptorchismus auf (Jackson et al., 1993). Ophthalmologische Probleme liegen bei etwa der Hälfte aller CdLS-­‐Patienten vor. Häufig sind vor allem Myopie, Ptosis und Blepharitiden. Brillen werden meist schlecht toleriert (Jackson et al., 1993). Es tritt gehäuft das Bild einer Mikrokornea auf. Beschrieben sind ebenfalls Obstruktionen des Tränennasengangs, deren Ursache in einer Fehlanlage liegen kann (Kline et al., 2007). Charakteristischer Untersuchungsbefund bei einer Vielzahl (ca. 85 %) betroffener Kinder ist eine peripapilläre Pigmentation (Wygnanski-­‐Jaffe et al., 2005). Etwa ein Drittel der Patienten hat eine Gaumenspalte, die sowohl offen als auch submukös sein kann. Bei einem weiteren Drittel finden sich Stenosen des äußeren Gehörgangs, die mit häufigen Mittelohrentzündungen einhergehen. Sehr oft (60 – 100 %) liegt eine Schwerhörigkeit vor, die von leichten (20 – 45 dB) bis zu schweren (> 70 dB) Formen 8 reichen kann und Störungen in der Sprachentwicklung nach sich zieht (Sataloff et al., 1990; Jackson et al., 1993). Eine neurologische Beteiligung äußert sich bei etwa 25 % der Patienten in zerebralen Krämpfen, die jedoch kein spezifisches Muster im EEG erkennen lassen. Es besteht eine Tendenz zur muskulären Hypertonie, wobei auch Patienten mit hypotonem Muskeltonus beschrieben sind. Die Reflexe sind in der Regel normal (Kline et al., 2007). Neuroradiologisch sind eine Vielzahl pathologisch-­‐neurologischer Veränderungen beschrieben: vergrößertes Ventrikelsystem, Großhirnatrophie mit Betonung der Frontallappen, Hirnstammhypoplasie sowie Kleinhirnwurmhypoplasie oder –agenesie (Kline et al., 1996). Die Entwicklung verläuft typischerweise verzögert, wobei der Grad der Einschränkung von Lernschwierigkeiten bis zu schwerer geistiger Behinderung reichen kann (Kline et al., 1993). Der IQ liegt typischerweise zwischen 30 und 85 mit einem Mittel bei 53 Punkten, wobei auch Patienten mit normalem IQ beschrieben worden sind (Basile et al., 2007). Besonders betroffen sind Sprach-­‐ und Ausdrucksvermögen; bis zu 40 % der Patienten entwickeln keine Sprachfähigkeiten. Teilweise können Bedürfnisse durch nicht-­‐verbale Kommunikation ausgedrückt werden. Die Meilensteine der Entwicklung werden, vor allem beim klassischen Phänotyp, erst nach jahrelanger Verzögerung erreicht (Kline et al., 1993b). Mit dem CdLS gehen auch eine Vielzahl spezifischer Verhaltensstörungen einher. Dazu zählen Hyperaktivität, Aufmerksamkeitsstörungen, Aggressionen, die Tendenz zur Selbstverletzung und Schlafstörungen (Berney et al., 1999; Basile et al., 2007). Die meisten Auffälligkeiten unterliegen einer Abhängigkeit vom Alter, erreichten Entwicklungsstand und körperlichen Einschränkungen. Autistische Verhaltensweisen treten vor allem bei Patienten mit höhergradiger geistiger Behinderung auf (Basile et al., 2007). Die Pubertät scheint bei Patienten mit CdLS altersentsprechend bis leicht verzögert zu nicht betroffenen Jugendlichen einzusetzen. Sie geht zumeist mit emotionalen Veränderungen einher. Die zuvor beschriebenen Verhaltensauffälligkeiten können zunehmen beziehungsweise neu auftreten (Blagowidow et al., 2005). Die Fertilität ist bei schwer betroffenen Patienten eingeschränkt. Vor allem leichter betroffene männliche wie auch weibliche Patienten können aber fertil sein. Für diese Patienten ist von einem autosomal-­‐dominantem Erbgang mit einem Wiederholungsrisiko von 50 % auszugehen. (Russell et al., 2001). 9 Todesursachen beim CdLS sind häufig Komplikationen gastrointestinaler Erkrankungen, vor allem im Kindesalter. Beschrieben sind Zwerchfellhernien, Aspirationspneumonien und Volvulus. Weitere häufige Todesursachen sind kongenitale Herzfehler sowie Apnoe-­‐Episoden (Jackson et al., 1993). Die Inzidenz von Krebserkrankungen scheint nicht erhöht zu sein (Kline et al., 2007). 1.2 Epidemiologie Die Prävalenz des Cornelia de Lange-­‐Syndroms wird auf 1:10.000 Individuen geschätzt (Opitz, 1985). Da in den letzten Jahren jedoch zunehmend Krankheitsausprägungen mit mildem bis sehr mildem Phänotyp bekannt werden, erscheint diese Zahl eher zu gering (Kline et al., 2007). Eine Studie auf Grundlage eines europäischen Geburtsdefekt-­‐Registers (EUROCAT – European Surveillance of Congenital Anomalies) ermittelte die Prävalenz für den Zeitraum von 1980 bis 2002 auf 1,24:10.000 Geburten (Barisic et al., 2008). Unter der Annahme nicht erfasster Patienten mit mildem Phänotyp schätzen die Autoren die Gesamtprävalenz für den klassischen und milden Phänotyp auf 1,6 – 2,2:10.000 Geburten. 1.3 Diagnostische Kriterien Auf Grund der variablen klinischen Ausprägung des Cornelia de Lange-­‐Syndroms gibt es eine phänotypische Überlappung zu anderen Krankheitsbildern. Als Differentialdiagnosen zum CdLS werden unter anderem genannt: 3q-­‐Duplikation, 2q31-­‐Deletion, Fryns-­‐Syndrom, Fetales Alkoholsyndrom, Roberts-­‐Syndrom, SC-­‐
Phokomelie und Coffin-­‐Siris-­‐Syndrom (Deardorff et al., 2006b; Musio et al., 2006). In Frage kommt auch eine Deletion am langen Arm von Chromosom 9 (9q34) (Mitter et al., 2007). Die Diagnose des CdLS wird klinisch gestellt, wobei besonders die Kombination der fazialen Auffälligkeiten wie Synophrys, Nasenform, langes, verstrichenes Philtrum, dünne Lippen und abfallende Mundwinkel als pathognomonisch gilt (Ireland et al., 1993). Einige Autoren haben spezifische Diagnosesysteme und –kriterien entwickelt, von denen eines radiologische Untersuchungsmethoden des Handskeletts nutzt (Halal und Preus, 1979; Preus und Rex, 1983; Ireland et al., 1993). Auf Grundlage 10 einer Übereinkunft des Clinical Advisory Board (CAB) der CdLS Foundation USA und des Scientific Advisory Committe (SAC) der World CdLS Federation existieren Diagnosekriterien (s. Tabelle 1). Danach gilt die Diagnose als gesichert wenn: (1) eine krankheitsursächliche Mutation gefunden wird oder (2) neben fazialen Merkmalen mindestens drei weitere Merkmale vorliegen, wobei zumindest eines der drei Gebiete Wachstum, Entwicklung oder Verhalten betroffen sein muss. 11 Tabelle 1: Diagnosekriterien des Cornelia de Lange-­‐Syndroms (nach Kline et al. (2007)). Kategorie (1) fazial Hauptkriterium Synophrys (feine, gebogene Augenbrauen) und ≥3: Nebenkriterium Lange Wimpern Kurze Nase, antevertierte Nasenlöcher Langes, prominentes Philtrum Breite o. eingesunkene Nasenwurzel Kleines o. eckiges Kinn Dünne Lippen, abfallende Mundwinkel Hoher Gaumen Großer Zahnabstand o. fehlende Zähne (2) Wachstum ≥2: Gewicht unter 5. Altersperzentile Körperlänge unter 5. Altersperzentile Kopfumfang unter 5. Altersperzentile (3) Entwicklung ≥1: Entwicklungsverzögerung o. geistige Behinderung Lernschwierigkeiten (4) Verhalten ≥2: AD(H)S Zwangsstörung Angst Unruhe Aggression Selbstverletzungstendenz Extreme Schüchternheit o. Rückzugsverhalten Autistische Merkmale (5) muskulo-­‐ skelettal ODER ODER Reduktionsdefekte mit fehlenden Unterarmen Kleine Hände u./o. Füße (unter 3. Perzentile) oder Oligodaktylie Kein Merkmal dieser Kategorie alleine und ≥2: und ≥3: Klinodaktylie 5. Finger Auffällige Fingerfurche Radiuskopfdislokation/pathologische Ellenbogenextension Verkürztes Metacarpale I/proximal ansetzender Daumen Hallux valgus Partiale Syndaktylie der 2./3. Zehe Skoliose Pectus excavatum Hüftdislokation o. –dysplasie (6) neurosensor. u. Haut ≥3: Ptosis Tränennasengangsfehlbildung oder Blepharitis Myopie ≥-­‐6 Dptr. Starke Augenfehlbildung o. peripapilläre Pigmentation Taubheit o. Hörstörung Krämpfe Cutis marmorata Generalisierter Hirsutismus Verkleinerte Brustwarzen u./o. Bauchnabel (7) andere Organe ≥3: Gastrointestinale Malformation o. Malrotation Zwerchfellhernie GERD Gaumenspalte Mikropenis Hypospadie Kryptorchismus Fehlbildung des Harntraktes 12 Es wurden des Weiteren Klassifikationssysteme entwickelt, die der Einschätzung des Schweregrades der Erkrankung dienen. Van Allen et al. (1993) unterscheiden nach Wachstumseinschränkung, Extremitätendefekten und psychomotorischer Behinderung drei Ausprägungsgrade: einen klassischen Typ I, einen milden Typ II und einen sehr milden Typ III, der eher eine Phänokopie des CdLS darstellt. Kline et al. (1996) nutzen radiologisch ermittelte Veränderungen der Hirnmorphologie und den Grad der psychomotorischen Entwicklung, um schwere Phänotypen von moderaten und milden zu unterscheiden. Gillis et al. (2004) unterscheiden ebenfalls drei Ausprägungsgrade (s. Tabelle 2). Selicorni et al. (2007) definieren nach einem Punktesystem einen milden, moderaten und schweren Phänotyp (s. Tabelle 3). Bhuiyan et al. (2006) entwickelten ein Punktesystem, das neben Wachstum, Extremitätendefekt und fazialen Merkmalen auch psychologische Verhaltenstests nutzt, um klassische von milden und möglichen CdLS-­‐Phänotypen zu unterscheiden (s. Tabelle 4). Tabelle 2: Phänotyp-­‐Klassifikation nach Gillis et al. (2004). Phänotyp. Merkmal Typ I (mild) Typ II (moderat) Typ III (schwer) Extremitätendefekt Kein Reduktionsdefekt Teildefekt, Oligodaktylie (>2 Finger pro Hand) Schwerer Defekt (≤2 Finger pro Hand) Entwicklung u. kognitive Fähigkeiten Motorische Meilensteine <2 Jahre verzögert, Sprach-­‐ u. Kommunikationsfähigkeiten vorhanden Motorische Meilensteine >2 Jahre verzögert, Sprach-­‐ u. Kommunikationsfähigkeiten begrenzt Schwerwiegende Verzögerung der motorischen Meilensteine, keine bedeutenden Kommunikationsfähigkeiten Wachstum* >75. Perzentile 25.-­‐75. Perzentile <25. Perzentile * Durchschnitt der Gewichts-­‐ Längen-­‐ und Kopfumfangsperzentilen auf für CdLS standardisierten Wachstumskurven. Tabelle 3: Phänotyp-­‐Klassifikation nach Selicorni et al. (2007). 1 Punkt 3 Punkte 5 Punkte Geburtsgewicht >2500 g 2000-­‐2500g <2000g Körperlänge >75% CdLS 25-­‐75% CdLS <25% CdLS Sitzen <9. Monate 9.-­‐20. Monat >20. Monat Frei Laufen <18. Monate 18.-­‐24. Monat >42. Monat Erste Worte <24. Monate 24.-­‐48. Monat >48. Monat Malformationen 0-­‐1 2-­‐3 >3 Extremitätendefekte Keine Teilweise (<2 Finger) Schwer (> 2 Finger) Hypakusis Keine Leichtgradig Mittel-­‐ bis schwergradig 8-­‐14 Punkte: leichter Phänotyp; 15-­‐22 Punkte: moderater Phänotyp; 23-­‐40 Punkte schwerer Phänotyp. 13 Tabelle 4: Phänotyp-­‐Klassifikation nach Bhuiyan et al. (2006). Geburtsgewicht Körperwachstum* Kopfumfang 1 = >2500 g 1 = >75. P 1 = > -­‐2 SD 2 = 1500 – 2500 g 2 = 25 – 75. P 2 = -­‐2 SD -­‐ -­‐4 SD 3 = >1500 g 3 = <25. P 3 = < -­‐4 SD Extremitäten 1 = keine Reduktions-­‐
fehlbildungen 2 = partielle Reduktions-­‐
fehlbildungen 3 = schwere Reduktions-­‐
fehlbildungen Fazies geistige Behinderung 1 = CdLS ähnlich 1 = keine 2 = milde Ausprägung 2 = mild – moderat 3 = klassische Ausprägung 3 = schwer * bestimmt anhand von CdLS-­‐Wachstumskurven. 1.4 Genetik Das CdLS tritt meistens sporadisch auf, es ist allerdings auch eine Transmission von Eltern auf die Kindergeneration, vor allem für den milden Phänotyp, beschrieben (Russell et al., 2001). Der Erbgang ist autosomal-­‐ bzw. X-­‐chromosomal-­‐dominant (s.u.). Fälle von Familien mit mehreren erkrankten Kindern, bei denen beide Eltern gesund sind, werden durch Keimbahnmosaike erklärt. Dabei tritt die krankheitsverursachende Mutation bei der Entwicklung eines Teils der Keimzellen der Eltern auf. Es existierten dann bei diesen nebeneinander Keimzellen mit und ohne Mutation. Die Wiederholungswahrscheinlichkeit bei der Geburt eines von CdLS betroffenen Kindes bei gesunden Eltern wird generell mit 2-­‐5 % angegeben (Jackson et al., 1993). Im Fall eines Keimbahnmosaiks liegt die Wahrscheinlichkeit aber deutlich höher. Nach der Erstbeschreibung des Cornelia de Lange-­‐Syndroms im Jahr 1933 war dessen genetische Ursache jahrzehntelang unklar. Auf der Suche nach krankheitsverursachenden Mutationen wurden, insbesondere vor der Verfügbarkeit molekulargenetischer Untersuchungsmethoden, einige strukturelle und numerische Chromosomenaberrationen bei Patienten mit CdLS beschrieben (DeScipio et al., 2005). Auf Grund der Vielfalt, Seltenheit und in einigen Fällen Zufälligkeit solcher Veränderungen konnte jedoch keine ursächliche Beziehung abgeleitet werden (Opitz, 1985). Im Jahr 2004 identifizierten zwei Arbeitsgruppen ein Gen auf Chromosom 5p13.1, dessen Mutationen ursächlich für das CdLS sind (Krantz et al., 2004; Tonkin et al., 14 Abbildung 2: Schematische Darstellung des NIPBL-­‐Gens auf Chromosom 5p13.1 nach Krantz et al. (2004) und Tonkin et al. (2004). Für das Genprodukt kodieren Exon 2 bis 47. 2004). Hinweise auf diese Lokalisation ergaben sich unter anderem aus dem Fall eines CdLS-­‐Patienten mit einer balancierten t(5;13)(p13.1;q12.1) Translokation sowie eines weiteren Patienten mit einer pränatal diagnostizierten Deletion am kurzen Arm des Chromosoms 5. (Hulinsky et al., 2005). Das entsprechende Gen wird als NIPBL bezeichnet (Nipped-­‐B-­‐like, nach dem Drosophila melanogaster-­‐Homolog Nipped-­‐B, s. Abbildung 2). Betroffene Patienten sind heterozygot für die beschriebenen Mutationen, wobei sowohl Missense-­‐ wie auch trunkierende Mutationen (Frameshift-­‐ und Nonsense-­‐Mutationen), Mutationen der Splice-­‐Site und regulatorischer Domänen gefunden wurden (Selicorni et al., 2007). Mutationen im NIPBL-­‐Gen werden bei etwa 50 % der CdLS-­‐Patienten nachgewiesen (Gillis et al., 2004). Zwei Jahre später wurden zwei weitere krankheitsverursachende Gene identifiziert. SMC1A (für: Structural Maintenance of Chromosomes 1A) liegt auf Chromosom Xp11.2, SMC3 auf Chromosom 10q25 (Musio et al., 2006; Deardorff et al., 2006a). Von einer SMC1A-­‐Mutation betroffene männliche Patienten sind für diese hemizygot, weibliche Patienten heterozygot. Es wurden in diesem Gen bislang ausschließlich Mutationen beschrieben, bei denen ein offenes Leseraster erhalten bleibt (Dorsett und Krantz, 2009). Mutationen in SMC1A finden sich bei etwa 5 % der CdLS-­‐Patienten; eine Mutation in SMC3 wurde bislang erst bei einem männlichen erwachsenen Patienten entdeckt, der einen äußerst milden Phänotyp aufwies (Deardorff et al., 2006a). Alle drei genannten Gene kodieren Proteine, die Bestandteile des Cohesins sind (Deardorff et al., 2006a). Dabei handelt es sich um einen Proteinkomplex, der unter 15 anderem im Rahmen der DNA-­‐Replikation die Kohäsion der Schwesterchromatiden vermittelt (Dorsett, 2007). Während Smc1 und Smc3 gemeinsam mit einigen weiteren Proteinen (Stromaline) die Kerneinheit des Cohesin-­‐Komplexes bilden, der nach führender Hypothese die Schwesterchromatiden ringförmig umschließt, dient NIPBL gemeinsam mit dem Protein Mau-­‐2 als Faktor bei der Bindung des Cohesins an die Chromosomen (s. Abbildung 3). Mutationen im Gen des Proteins Esco2, einer weiteren Komponente des Cohesin-­‐Komplexes, die Interaktionen mit Replikationsfaktoren ermöglichen soll, sind ursächlich für das Roberts-­‐Syndrom (Vega et al., 2005). Symptome dieses Krankheitsbildes, das, ähnlich dem CdLS, äußerst variabel in der Ausprägung des Phänotyps ist, sind unter anderem Fehlbildungen der Extremitäten, Lippen-­‐ und Gaumenspalten, Mikrozephalie, prä-­‐ und postnatale Wachstumsstörungen sowie mentale Retardierung. Schwer betroffene Patienten sterben in der Regel bereits im frühen Kindesalter (Gordillo et al., 2009). Die Vorstellung, Defekte in Komponenten des Cohesin-­‐Komplexes könnten über eine fehlerhafte Kohäsion der Schwesterchromatiden den CdLS-­‐Phänotyp verursachen, hat sich als unwahrscheinlich erwiesen (Dorsett, 2007; Liu und Krantz, 2008). Es Abbildung 3: Schematische Darstellung eines geöffneten Cohesin-­‐Moleküls auf einem DNA-­‐Strang. Zur Funktionsweise der einzelnen Komponenten, siehe Text. Entnommen aus: Liu und Krantz (2008). 16 Tabelle 5: Genetischer Diagnose-­‐Algorithmus bei Verdacht auf CdLS. 1. Chromosomenanalyse (+) → Diagnose 2. Sequenzierung des NIPBL-­‐Gens (+) → Diagnose (+) → Diagnose (-­‐) ↓ (-­‐) ↓ 3. MLPA-­‐Screening des NIPBL-­‐Gens (-­‐) ↓ 4. Sequenzierung des SMC1A-­‐Gens konnte gezeigt werden, dass Kohäsionsdefekte bei CdLS-­‐Patienten nicht in wesentlichem Umfang auftreten. Stattdessen rückt die Rolle des Cohesin-­‐Komplexes als Regulator der Genexpression in den Mittelpunkt der Hypothesen zur CdLS-­‐
Ätiologie. So wurde bereits vor einiger Zeit für das Drosophila melanogaster-­‐Homolog Nipped-­‐B eine Rolle bei der Regulation der Homöobox-­‐Gene cut und Ultrabithorax beschrieben (Rollins et al., 1999). Das humane Homolog NIPBL ist zudem in der Lage, über die Rekrutierung von Histondeacetylasen Einfluss auf die Chromatinstruktur zu nehmen (Jahnke et al., 2008). Sowohl für Nipped-­‐B als auch Cohesin sind Bindungsstellen im nichtrepetitiven Drosophila-­‐Genom beschrieben, wobei die Proteine bevorzugt an aktive Transkriptionsregionen binden und sich in örtlicher Übereinstimmung mit RNA-­‐Polymerase II finden (Misulovin et al., 2008). Ein weiterer Hinweis auf den Einfluss des Cohesins auf die Genexpression ergibt sich aus der Beobachtung, dass Mutationen in Genen zweier Cohesin-­‐Komponenten in spezifischen postmitotischen Drosophila-­‐Neuronen zu Axonfehlbildungen führen (Schuldiner et al., 2008). Zusammengenommen führen diese Erkenntnisse zu der These, dass es sich bei der klinischen Ausprägung des CdLS um die Folge Cohesin-­‐vermittelter Fehlregulation der embryonalen Genexpression handelt (Liu und Krantz, 2008). Weitere Loci CdLS-­‐
auslösender Mutationen könnten somit Gene solcher Faktoren sein, die entweder selber Bestandteil des Cohesin-­‐Komplexes sind oder aber Einfluss auf die Interaktion von Cohesin und Genexpression nehmen. Ein Hinweis darauf, dass die beschriebenen Mutationen womöglich nicht die alleinigen krankheitsauslösenden Faktoren sind, folgt auch aus der Beobachtung, dass Patienten mit derselben Mutation deutlich verschiedene phänotypische Ausprägungen zeigen können (Gillis et al., 2004). 17 1.5 Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelation Seit der Erstbeschreibung CdLS-­‐verursachender Mutationen gibt es Bemühungen, Genotyp und Phänotyp erkrankter Patienten zu korrelieren. Untersucht wurden dabei bislang der Schweregrad der klinischen Ausprägung mutationspositiver und -­‐negativer Patienten sowie verschiedener Mutationstypen im NIPBL-­‐Gen. In einigen Fällen wurden auch Einzelsymptome mit Vorhandensein und Typ der Mutation des NIPBL-­‐Gens korreliert. Gillis et al. (2004) untersuchten 120 CdLS-­‐Patienten, von denen 56 (47%) eine Mutation im NIPBL-­‐Gen trugen (Gillis et al., 2004). Sie konnten für mutationspositive Patienten gegenüber denjenigen ohne Mutation eine signifikant stärkere Entwicklungs-­‐ und Wachstumsverzögerung nachweisen. Ein ähnlicher Trend zeigte sich für das Vorhandensein von Extremitätenfehlbildungen, dieser war aber nicht statistisch signifikant. Die Autoren fanden zudem, dass Patienten mit Missense-­‐
Mutationen signifikant seltener Fehlbildungen der Extremitäten und eine deutlich leichtere Entwicklungsverzögerung aufwiesen, als Patienten mit anderen Mutationstypen. Für die Wachstumsverzögerung war ein ähnlicher Trend erkennbar, der aber ebenfalls nicht signifikant war. Bhuiyan et al. (2006) untersuchten die Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelation bei 39 CdLS-­‐Patienten, von denen 22 (56%) eine NIPBL-­‐Mutation trugen (Bhuiyan et al., 2006). Sie stellten fest, dass Patienten mit klassischen fazialen Merkmalen mit höherer Wahrscheinlichkeit eine NIPBL-­‐Mutation aufweisen; für Mutationen, die zum vorzeitigen Abbruch der Translation führen (trunkierende Mutationen) war dieser Zusammenhang signifikant. Signifikante phänotypische Unterschiede mutationspositiver gegenüber mutationsnegativen Patienten konnten nur für Einzelmerkmale gefunden werden. So litten Patienten mit einer NIPBL-­‐Mutation signifikant häufiger an gastroösophagealem Reflux und Strabismus. Patienten mit trunkierenden Mutationen zeigten gegenüber Patienten mit Missense-­‐ oder ohne Mutation eine signifikant höhere Punktzahl in dem von Bhuiyan entwickelten Scoring-­‐System (s. Kapitel 1.2) und damit einen insgesamt schwereren Phänotyp. Diese Patienten hatten zudem häufiger Extremitätenfehlbildungen oder Verhaltensstörungen, allerdings ohne statistische Signifikanz. Yan et al. (2006) kombinierten die Daten von Gillis et al. (2004) und Bhuiyan et al. (2006) mit eigenen Daten von 28 Patienten, von denen 13 (46%) eine NIPBL-­‐Mutation trugen (Yan et al., 2006). Sie konnten die Ergebnisse der anderen Arbeitsgruppen auf einem statistisch signifikanten Niveau bestätigen. Demnach fand 18 sich für Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen ein insgesamt schwererer Phänotyp als für Patienten ohne nachgewiesene Mutation. Zudem konnte gezeigt werden, dass trunkierende gegenüber Missense-­‐Mutationen signifikant häufiger schwere Extremitätendefekte, Wachtums-­‐ und Entwicklungsstörungen nach sich ziehen. Selicorni et al. (2007) beschrieben in der Analyse von 62 CdLS-­‐Patienten (26 (42%) mit NIPBL-­‐Mutation) ein signifikant geringeres Geburtsgewicht, stärkere Wachstumsverzögerung und häufigeres Auftreten von Extremitätendefekten für Mutationsträger (Selicorni et al., 2007). Diese Patienten erkrankten zudem signifikant häufiger an Otitiden. Kardiologische und urologische Probleme waren häufiger, allerdings nicht auf statistisch signifikantem Niveau. Patienten ohne Mutation im NIPBL-­‐Gen sprachen zu einem signifikant früheren Zeitpunkt ihre ersten Worte, zudem traten in dieser Gruppe tendenziell häufiger Epilepsien auf. Selicorni et al. (2007) konnten zeigen, dass ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen einer NIPBL-­‐Mutation und der Punktzahl in dem von diesen Autoren entwickelten Scoring-­‐System zur Schweregradeinschätzung (s. Kapitel 1.2) existiert. Da allerdings in dieser wie auch den anderen aufgeführten Studien der Zusammenhang zwischen NIPBL-­‐Mutation und phänotypischem Schweregrad nicht absolut war, kann derzeit aus der Punktzahl der Patienten in den Scoring-­‐Systemen nicht auf das Vorhandensein einer NIPBL-­‐Mutation geschlossen werden. Eine Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelation für Mutationen im SMC1-­‐Gen wird durch die geringen Fallzahlen in den bislang analysierten Patientenkollektiven erschwert. In der Literatur ist für Patienten mit SMC1-­‐Mutation übereinstimmend ein milder Phänotyp dokumentiert (Deardorff et al., 2006a; Borck et al., 2007). Eine Studie mit sechs SMC1-­‐Mutationsträgern konnte eine signifikant größere Körperlänge bei Geburt sowie ein selteneres Auftreten von Mikrozephalie und wesentlichen Malformationen gegenüber Patienten mit NIPBL-­‐Mutation nachweisen (Borck et al., 2007). Bei fünf der sechs Patienten traten Krampfanfälle auf; signifikant häufiger als bei den Patienten mit NIPBL-­‐Mutationen. 19 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) Abbildung 4: CdLS-­‐Patienten mit (oben) und ohne (unten) Nachweis einer krankheitsverursachenden Mutation im NIPBL-­‐Gen. Alter der Patienten zum Zeitpunkt der Aufnahme: (a) 6 Jahre, (b) 16 Jahre, (c) 19 Jahre; (d) 15 Jahre, (e) 10 Jahre, (f) 22 Jahre, (g) 18 Jahre. 20 1.6 Ziel dieser Arbeit Gegenstand der vorliegenden Arbeit soll es sein, an einem am Institut für Humangenetik der Universität zu Lübeck vorhandenen CdLS-­‐Patientenkollektiv eine Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelation durchzuführen. Die molekulargenetischen Untersuchungen wurden im Institut für Humangenetik in Lübeck durchgeführt. Ein Teil der Patienten wurde bereits durch die Institutsleiterin, die bis Dezember 2005 im Institut für Humangenetik in Essen arbeitete, erfasst und molekulargenetisch untersucht. Die Arbeitsdaten werden dabei anhand eines Elternfragebogens und vorliegender medizinischer Unterlagen gewonnen. Vorhandensein und Typ der Mutationen im NIPBL-­‐ und SMC1-­‐Gen sollen mit dem phänotypischen Schweregrad und der Ausprägung spezifischer Symptomkomplexe korreliert werden. Die Ergebnisse der Arbeit sollen dazu dienen, die Kenntnisse über den Zusammenhang zwischen krankheitsverursachender Mutation und klinischer Ausprägung des Cornelia de Lange-­‐Syndroms zu erweitern. Dies könnte dazu beitragen, die medizinische Versorgung von CdLS-­‐Patienten und die Beratung betroffener Familien zu optimieren. 21 II. Material und Methoden Die in die vorliegende Arbeit eingeschlossenen Patienten wurden zwischen Januar 2004 und Dezember 2008 an den Instituten für Humangenetik der Universität Essen und der Universität zu Lübeck molekulargenetisch auf das Vorliegen einer CdLS-­‐
verursachenden Mutation untersucht. Zur Sicherung der klinischen Diagnose CdLS wurde vor Durchführung der Untersuchung um die Zusendung von aktuellen Fotografien sowie medizinischen Vorbefunden gebeten. Diese Daten lagen, ebenso wie das Ergebnis der molekulargenetischen Untersuchung, zur Auswertung vor. Die Erhebung der Studiendaten erfolgte mittels Fragebogen (s. Anhang). Abgefragt wurden 37 Items aus den neun Kategorien Schwangerschaftsverlauf, Geburt, Geburtsmaße, Fehlbildungen, Trinkschwierigkeiten / Ernährungsprobleme, Sinnesorgane, bisherige Entwicklung, Sprachliche Entwicklung / Kommunikation, weitere Besonderheiten / Erkrankungen. Aufgrund des Alters und des Grades der geistigen Behinderung erfolgte die Beantwortung der Fragebögen zumeist durch die Eltern der Patienten. Unvollständige Daten wurden, soweit möglich, aus den vorliegenden Krankenunterlagen ergänzt. Die elektronische Erfassung der Daten erfolgte, nach biometrischer Beratung durch das Institut für medizinische Biometrie und Statistik der Universität zu Lübeck, in SPSS für Windows (Version 16.0.1). Zur statistischen Auswertung wurden Vorhandensein und Art der Mutation im NIPBL-­‐Gen mit dem Schweregrad der Erkrankung sowie Einzelsymptomen korreliert. Als Maß des Schweregrades wurden aus den erhobenen Daten die klinischen Scores nach Gillis et al. (2004) sowie Selicorni et al. (2007) errechnet (s. Kapitel 1.3). Nach deskriptiver Auswertung erfolgte die Prüfung der H0-­‐Hypothese eines nicht gegebenen Zusammenhangs zwischen Mutation im NIPBL-­‐Gen und klinischer Krankheitsausprägung. Unter beidseitiger Testung wurde ein Signifikanzniveau von α=0,05 angenommen. Die erhobenen Daten wurden auf Grund des relativ kleinen Stichprobenumfangs (n=41) als nicht normalverteilt angesehen. Als Testverfahren kamen daher für dichotome Messgrößen der Exakte Test nach Fisher, für stetige Messgrößen der Mann-­‐Whitney-­‐
U-­‐Test zum Einsatz. Für die Sammlung und Auswertung der Daten lag die schriftliche Einwilligung der Patienten oder deren Erziehungsberechtigten vor. Die vorliegende Arbeit wurde von der Ethikkommission der medizinischen Fakultät der Universität zu Lübeck genehmigt. 22 III. Ergebnisse Im Zeitraum der Studie wurden 75 Patienten mit der klinischen Verdachtsdiagnose eines Cornelia de Lange-­‐Syndroms zur molekulargenetischen Untersuchung an die Institute für Humangenetik in Essen und Lübeck überwiesen. Bei sechs dieser Patienten konnte ein Cornelia de Lange-­‐Syndrom klinisch nicht bestätigt werden, bei zwei Patienten konnte aus den Blutproben keine erfolgreiche molekulargenetische Untersuchung durchgeführt werden. Von den verbleibenden 67 Patienten lagen für 41 (61%) klinische Daten zur Auswertung im Rahmen dieser Studie vor. Da Fragebögen zum Teil unvollständig beantwortet wurden oder für einzelne Probanden auf Grund des Alters nicht vollständig beantwortet werden konnten, variiert die Zahl der Datensätze für einzelne Items. Die Studienpopulation gliedert sich in 16 (39%) Patienten mit einer Mutation im NIPBL-­‐Gen und 25 (61%) Patienten ohne Mutation. Unter den Mutationen finden sich sechs (38%) trunkierende Mutationen, fünf (31%) Missense-­‐Mutationen und fünf (31%) Mutationen an einer Splice-­‐Site. Bei je zwei Patienten liegt dieselbe trunkierende bzw. Missense-­‐Mutation vor. Die beiden Patienten mit derselben trunkierenden Mutation sind Schwestern. Alle übrigen Patienten stehen in keinerlei bekanntem Verwandtschaftsverhältnis. Der Altersdurchschnitt bei Datenerhebung liegt für die Gesamtgruppe bei 82 Monaten. Die Alterspanne reicht dabei von einem verstorbenen weiblichen Fetus (0 Monate) bis zu einer 43-­‐jährigen weiblichen Patientin. Die Altersverteilung für die einzelnen Mutationen ist in Tabelle 6 dargestellt. Tabelle 6: Anzahl, Geschlechts-­‐ und Altersverteilung der eingeschlossenen Patienten. Mutation männlich weiblich Alter [Monate] min. max. 16 8 8 8 (± 138) 0 526 Trunkierend 6 1 5 93 (± 103) 0 228 Missense 5 4 1 53 (± 37) 22 111 5 3 2 117 (±223) 2 526 Ø Mutation 25 12 13 78 (± 84) 6 307 Σ 41 20 21 82 (± 106) 0 526 Splice Anzahl 23 3.1. Schwangerschaft & Geburt Im Verlauf der Schwangerschaft kam es bei 14 von 37 (38%) Müttern der Patienten mit CdLS zu Problemen, wobei Blutungen, intrauterine Wachstumsverzögerungen sowie vorzeitige Wehen beobachtet wurden. Patienten mit Mutation waren dabei in 50% der Fälle betroffen, Patienten ohne Mutation in 30%. Bei den Müttern der fünf Patienten mit Missense-­‐Mutation traten Probleme im Schwangerschaftsverlauf besonders häufig auf (80%). 67% aller Patienten wurden spontan geboren, 25% kamen per Kaiserschnitt zur Welt, bei drei Patienten (8%) kam eine Saugglocke zum Einsatz. Es zeigt sich hier kein statistisch signifikanter Unterscheid zwischen den Patienten mit und ohne Mutation. 3.2 Körperliche Entwicklung Die Auswertung der Körpermaße bei Geburt (s. auch Tabelle 7) und zum Zeitpunkt der Datenerhebung erfolgte auf Grundlage der für CdLS standardisierten Wachstumskurven. Die Körperlänge bei Geburt und das Geburtsgewicht von Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen lag bei 46% über der 50. CdLS-­‐Altersperzentile und der Kopfumfang bei Geburt lag bei 70% über der 50. CdLS-­‐Altersperzentile. Von den Patienten ohne Mutation im NIPBL-­‐Gen befanden sich dagegen für die Körperlänge bei Geburt 64% über der 50. CdLS-­‐Altersperzentile, für das Geburtsgewicht 75% und für den Kopfumfang 82%. Betrachtet man die einzelnen Gruppen der verschiedenen Mutationstypen genauer, zeigen sich für Patienten mit trunkierenden und Missense-­‐
Mutationen vergleichbare Daten. Anders verhält es sich für Patienten mit Splice-­‐Site-­‐
Mutationen; für alle drei Geburtsparameter lagen sie über der 50. CdLS-­‐
Altersperzentile. Der Unterschied zu den anderen Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐
Gen ist, bei allerdings geringer Fallzahl, statistisch signifikant (Länge: p=0,013; Gewicht: p=0,026; KU: p=0,035). Die Betrachtung der Körpermaße zum Zeitpunkt der Datenerhebung ergibt, dass 91% aller Patienten mit Mutation mit ihrer Körpergröße über der ihrem Alter entsprechenden 50. CdLS-­‐Altersperzentile liegen. Dies gilt in allen Fällen für das Gewicht und in 85% der Fälle für den Kopfumfang. Patienten ohne Mutation befinden sich mit der Körpergröße zu 95% über der ihrem Alter entsprechenden 50. CdLS-­‐
Altersperzentile, für das Gewicht ebenfalls zu 95% und für den Kopfumfang zu 81%. Die Patienten mit Splice-­‐Site-­‐Mutation liegen wiederum zu 100% für alle drei 24 Tabelle 7: Körpermaße bei Geburt (CdLS-­‐Altersperzentilen, SD von der 50. Altersperzentile gesunder Kinder). Für alle drei Körpermaße ist der Unterschied zwischen den Patienten mit Splice-­‐Site-­‐Mutation und allen übrigen Patienten mit einer Mutation im NIPBL-­‐Gen statistisch signifikant. (Länge: p=0,013; Gewicht: p=0,026; KU: p=0,035) Ø Mutation Geburtsmaße [CdLS-­‐Perz. (SD)] Länge < 5. (-­‐8,4 SD) Mutation p (Ø Mut / Mut) trunkierend Missense Splice 1 -­‐ -­‐ -­‐ 3 4 -­‐ 6 1 1 4 0 -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ < 5. (-­‐6,6 SD) 1 -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ 5. -­‐ 50. (-­‐3,6 SD) 5 7 3 4 -­‐ 51. -­‐ 95. (+0,2 SD) 15 4 1 -­‐ 3 > 95. (+0,2 SD) 3 2 -­‐ 1 1 < 3. (-­‐5,6 SD) 1 -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ 3. -­‐ 50. (-­‐3,5 SD) 3 3 1 2 -­‐ 51. -­‐ 98. (-­‐1,0 SD) 14 5 2 2 1 > 98. (-­‐1,0 SD) 4 2 -­‐ -­‐ 2 5. -­‐ 50. (-­‐4,3 SD) 8 7 51. -­‐ 95. (-­‐0,8 SD) 15 > 95. (-­‐0,8 SD) Gewicht Kopfumfang 0,419 -­‐ 0,256 0,73 Parameter über der 50. CdLS-­‐Altersperzentile. Der Unterschied zu den anderen Patienten mit Mutation ist zu diesem Zeitpunkt allerdings nicht signifikant. 3.3 Fehlbildungen der inneren Organe & Extremitäten Von Fehlbildungen der inneren Organe sind, unabhängig von der Art der Mutation, 80% der Patienten mit Mutation, dagegen nur 67% der Patienten ohne Mutation im NIPBL-­‐Gen betroffen. Am häufigsten sind dabei in allen Gruppen Herzfehlbildungen. Patienten mit Mutation sind hiervon zu 40% betroffen, Patienten ohne Mutation zu 38%. Die häufigsten Herzfehler sind dabei Septumdefekte der Vorhöfe und Ventrikel, je ein Patient hat eine Pulmonalklappenstenose, eine periphere Pulmonalarterienstenose sowie eine horizontale Zweiteilung des Aortenbogens. Bei einem als Fetus verstorbenen Patienten lag ein komplexer Herzfehler vor. Des Weiteren finden sich Gaumenspalten, Fehlbildungen des äußeren Genitale sowie angeborene gastroösophageale Refluxerkrankungen. Sowohl bei Patienten mit als auch auch ohne Mutation kommen diese Fehlbildungen etwa gleich häufig vor. Ein Unterschied zeigt sich hingegen für Fehlbildungen der Nieren. Diese finden sich nur bei Patienten ohne Mutation im NIPBL-­‐Gen, wobei 21% der Patienten betroffen sind. 25 Abbildung 5: Fehlbildungen der Extremitäten. Der Unterschied zwischen den Patientengruppen mit und ohne Mutation ist mit p=0,012 statistisch signifikant.
Es kommen Ureterabgangsstenose, Nierendysplasie sowie Doppelnieren vor; ein Patient leidet an einem drittgradigen vesikouretralen Reflux. Das Spektrum der Extremitätenfehlbildungen beinhaltet Syndaktylien, knöcherne Anomalien des Ellenbogengelenks mit Suppinations-­‐ und Streckhemmung, das Fehlen einzelner Phalangen sowie eine Monodaktylie bei drei Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen. Extremitätenfehlbildungen finden sich bei 50% der Patienten mit Mutation, dagegen lediglich bei 14% der Patienten ohne Mutation (s. Abbildung 5). Bei trunkierenden Mutationen sind 50% der Patienten betroffen, bei Missense-­‐
Mutationen 60% und bei Vorliegen einer Splice-­‐Site-­‐Mutation 40% der Patienten, wobei anzumerken ist, dass sich bei Patienten mit trunkierenden Mutationen die gravierendsten Fehlbildungen finden, Patienten mit Missense-­‐Mutationen im Vergleich eher mild betroffen sind. Insgesamt sind Extremitätenfehlbildungen damit in der Patientengruppe mit Mutation im NIPBL-­‐Gen signifikant häufiger (p=0,012). 3.4 Ernährung Ernährungsprobleme zeigen sich bei Patienten mit CdLS auch in der in dieser Studie betrachteten Population bereits im Neugeborenenalter. Bei 50% der Patienten mit 26 Mutation fehlte nach Geburt der Saugreflex, von den Patienten ohne Mutation waren nur 21% betroffen. Von häufigen Schluckbeschwerden wurde in der Patientengruppe mit Mutation bei 70% berichtet, für 30% wurde angegeben, fast nie an Schluckbeschwerden gelitten zu haben. Dagegen traten bei 73% der Patienten ohne Mutation Schluckbeschwerden nie oder fast nie auf, 13% waren selten, nur weitere 13% häufig betroffen. Der Unterschied zwischen beiden Gruppen ist mit p=0,009 statistisch signifikant (s. Tabelle 8). Eine Ernährung per Sonde erfolgte bei 66% der Patienten mit Mutation, hingegen nur bei 33% der Patienten ohne Mutation (p=0,053). Von den fünf Patienten mit Missense-­‐Mutation wurden alle im Säuglingsalter per Sonde ernährt. Operationen auf Grund einer gastrointestinalen Refluxsymptomatik wurden nur bei Patienten ohne Mutation im NIPBL-­‐Gen durchgeführt. Zwei von 24 Patienten (8%) waren hiervon betroffen. 3.5 Fehlbildungen der Sinnesorgane Fehlbildungen der Augen in Form von Refraktionsanomalien finden sich bei 27% der Patienten mit Mutation und 18% der Patienten ohne Mutation. Dabei kommen sowohl Myopien als auch Hyperopien vor. Ein Strabismus trat bei 11% der Patienten mit Mutation und 16% der Patienten ohne Mutation auf, wobei es sich in der erstgenannten Gruppe um lediglich einen Patienten mit Missense-­‐Mutation handelt. Tabelle 8: Ernährungsprobleme. Schluckbeschwerden sind in der Patientengruppe mit Mutation im NIPBL-­‐Gen signifikant häufiger. Reflux-­‐OPs wurden nur bei Patienten ohne Mutation durchgeführt. Ø Mutation Mutation p (Ø Mut / Mut) trunkierend Missense Splice Saugreflex ja nein 15 6 2 1 1 3 2 -­‐ -­‐ -­‐ 2 1 -­‐ 6 nie 3 -­‐ fast nie 8 3 selten 2 -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ häufig 2 7 2 3 2 2 5 1 2 -­‐ 2 -­‐ -­‐ -­‐ 4 5 4 Ernährung per Sonde ja 4 8 nein 12 4 ja 2 -­‐ nein 22 13 Reflux-­‐OP 0,009 0,053 0,532 27 3 4 Schluckbeschwerden 0,127 Zwei von 20 Patienten (10%) ohne Mutation leiden an einer Tränennasengangsstenose. Fehlbildungen der Ohren finden sich bei 10% der Patienten ohne Mutation. Es handelt sich hierbei um Dysplasien der Ohrmuscheln. Über eine Schwerhörigkeit wurde bei 33% der Patienten mit Mutation und 22% der Patienten ohne Mutation berichtet. Es treten sowohl Schallleitungs-­‐ wie auch Innenohrschwerhörigkeit auf; zumeist (63%) konnte die Art der Schwerhörigkeit jedoch nicht angegeben werden. 3.6 Entwicklung körperlicher Fähigkeiten Die Entwicklung körperlicher Fähigkeiten wurde anhand typischer Meilensteine der kindlichen Entwicklung erfragt. Dabei wurden nur die Patienten berücksichtigt, die zum Zeitpunkt der Datenerhebung mindestens in dem Alter waren, zu dem gesunde Kinder den entsprechenden Meilenstein erreichen. Die Fähigkeit selbstständig zu sitzen erlangten alle Patienten mit Mutation sowie 89% der Patienten ohne Mutation. Das Durchschnittsalter für das freie Sitzen betrug für Patienten mit Mutation 11 (±4) Monate, für Patienten mit Mutation 11 (±5) Monate. Laufen konnten zum Zeitpunkt der Datenerhebung alle Patienten mit Mutation sowie 80% der Patienten ohne Mutation. Das Durchschnittsalter bei Erreichen dieser Fähigkeit betrug dabei für Patienten mit Mutation 45 (±34) Monate und für Patienten ohne Mutation 22 (±6) Monate. Aus der Tasse trinken konnten Patienten mit Mutation durchschnittlich im Alter von 49 (±41) Monaten, allerdings wurde dieser Meilenstein von 40% der berücksichtigten Patienten mit Mutation nicht erreicht. Bei ihnen handelte es sich ausschließlich um Patienten mit Missense-­‐Mutation. Dagegen erlangten alle Patienten ohne Mutation die Fähigkeit aus der Tasse zu trinken. Das Durchschnittsalter für diese Gruppe betrug 21 (±13) Monate. Vom Löffel essen konnten 85% der Patienten mit Mutation in einem durchschnittlichen Alter von 13 (±9) Monaten. Patienten ohne Mutation erlangten diese Fähigkeit zu 83% und in einem Durchschnittsalter von 14 (±11) Monaten. Die Fähigkeit die Darm-­‐ und Blasenfunktion zu kontrollieren hatte zum Zeitpunkt der Erhebung lediglich einer (14%) der berücksichtigten Patienten mit Mutation und diese im Alter von 36 Monaten erreicht. Dabei erreichten alle Patienten mit Missense-­‐ und Splice-­‐Site-­‐Mutation diesen Meilenstein nicht. Dagegen hatten 60% der Patienten ohne Mutation diese Fähigkeit erlangt. Das Durchschnittsalter betrug in dieser 28 Gruppe 63 (±33) Monate. Selbstständig ausziehen konnten sich 33% der Patienten mit Mutation und 82% der Patienten ohne Mutation, wobei das Durchschnittsalter 42 (±8) Monate bei den Patienten mit Mutation und 40 (±14) Monate für die Patienten ohne Mutation betrug. Alle vier Patienten mit Missense-­‐Mutation erreichten auch diesen Meilenstein nicht. Die Fähigkeit sich selbstständig anzuziehen erwarben 38% der Patienten mit Mutation sowie 73% der Patienten ohne Mutation, wobei der Altersdurschnitt 48 Monate bei Patienten mit Mutation sowie 57 (±36) Monate bei Patienten ohne Mutation betrug. Auch diesen Meilenstein erreichte keiner der Patienten mit Missense-­‐Mutation. Selbstständig waschen konnten sich 20% der Patienten mit Mutation, dagegen 54% der Patienten ohne Mutation. Wiederum erlangte auch diese Fähigkeit kein Patient mit Missense-­‐Mutation. 3.7 Sprachliche Entwicklung & Kommunikation Aus der Gruppe der Patienten mit Mutation waren 42% im Alter von zwei Jahren in der Lage Grundbedürfnisse „in irgendeiner Form“ auszudrücken. Unter den Patienten ohne Mutation trifft dies für 54% zu. Am deutlichsten ist der Unterschied für die Patientengruppe mit Missense-­‐Mutationen. Alle drei Patienten (100%) konnten im Alter von zwei Jahren ihre Bedürfnisse nicht kommunizieren. Zum Zeitpunkt der Datenerhebung waren 78% der Patienten mit Mutation, die älter als neun Monate waren, in der Lage Doppelsilben zu sprechen, im Mittel hatten sie diese Fähigkeit mit 21 (±11) Monaten erworben. Von den Patienten ohne Mutation im Alter über neun Monaten traf dies auf 88% zu, wobei das mittlere Alter, zu dem erstmals Doppelsilben gesprochen werden konnten, bei 16 (±9) Monaten lag. 50% der Patienten mit Mutation konnten im Alter von drei Jahren erste Worte oder Silbenkombinationen sprechen. Von denjenigen, die bereits das fünfte Lebensjahr erreicht hatten, konnten zu diesem Zeitpunkt 40% Zwei-­‐ bis Dreiwortsätze sprechen. Patienten ohne Mutation im NIPBL-­‐Gen konnten zu 57% im Alter von drei Jahren erste Worte sprechen, 80% waren mit fünf Jahren in der Lage Zwei-­‐ bis Dreiwortsätze zu formen. Das Sprachverständnis wurde in der Patientengruppe mit Mutation von 44% der Eltern für ihre Kinder als „gut“ bezeichnet. Weitere 44% der Patienten verstanden vereinzelte Begriffe oder Aufforderungen, einem Patienten (11%) fehlte diese Fähigkeit. Für die Patienten ohne Mutation wurde das Sprachverständnis von 64% 29 der Eltern als „gut“ beurteilt, weitere 29% verstanden vereinzelte Begriffe. Ein Patient (7%) hatte bisher kein Sprachverständnis entwickelt. 3.8 Sozialverhalten Die Frage ob Ihr Kind körperliche Nähe suche beantworteten 67% der Eltern der Patienten mit Mutation mit „ja“, bei Patienten ohne Mutation traf dies für alle (100%) zu (p=0,055 für den Unterschied zwischen beiden Gruppen). Für beide Patienten (100%) mit Splice-­‐Site-­‐Mutation wurde die Frage mit „nein“ beantwortet. Autistische Verhaltensweisen zeigen 33% der Patienten mit Mutation und 21% der Patienten ohne Mutation. Stereotypien sind bei 40% der Patienten mit Mutation sowie 33% der Patienten ohne Mutation zu beobachten. Bei 29% der Patienten mit Mutation finden sich Zeichen der Autoagression, dies trifft für 33% der Patienten ohne Mutation im NIPBL-­‐Gen zu. Die Eltern aller Patienten wurden im Rahmen des Fragebogens gebeten, den Grad der Behinderung ihrer Kinder auf einer Skala von „nicht behindert“ bis „schwer behindert“ einzuschätzen. In der Patientengruppe mit Mutation wurde je ein Kind (11%) als „nicht“ und „mäßig behindert“ eingeschätzt. 33% stuften die Behinderung ihres Kindes als „leicht“, 44% als „schwer“ ein. Von den Patienten ohne Mutation schätzten 14% ihre Kinder als „nicht behindert“, 43% als „leicht behindert“ und 36% als „mäßig behindert“ ein. Ein Kind (7%) wurde als „schwer behindert“ eingestuft. In der Aufschlüsselung nach Art der Mutation wurden die Kinder mit Missense-­‐Mutation als am schwersten behindert eingeschätzt. Zwei von drei Eltern (67%) hielten die Behinderung ihres Kindes für „schwer“, ein Kind (33%) wurde als mäßig behindert bezeichnet. 3.9 Schweregrad der Krankheitsausprägung Auf Grundlage der vorgestellten Scoring-­‐Systeme nach Gillis und Selicorni wurde der Schweregrad der Ausprägung des CdLS in den Patientengruppen mit und ohne Mutation verglichen (s. Abbildungen 6 & 7). Dabei konnte für 38 Patienten ein Punktwert im Scoring-­‐System nach Gillis und für 20 Patienten ein Punktwert nach Selicorni ermittelt werden. Die unterschiedlichen Patientenzahlen ergeben sich aus der Abfrage verschiedener Items in beiden Scoring-­‐Systemen, zu denen nicht bei allen Patienten vollständige Angaben vorlagen. 30 Abbildung 6: Schweregrad der Krankheitsausprägung im Score nach Gillis et al. (2004). Zwischen den Patientengruppen besteht ein statistisch signifikanter Unterschied mit p=0,028. Abbildung 7: Schweregrad der Krankheitsausprägung im Score nach Selicorni et al. (2007). Zwischen den Patientengruppen besteht ein statistisch signifikanter Unterschied mit p=0,043.
31 Nach Gillis (s. Abbildung 6) ergibt sich in der Patientengruppe mit Mutation für 57% eine milde (Typ I) sowie für 36% eine moderate (Typ II) Krankheitsausprägung. Ein Patient (7%) mit trunkierender Mutation hat eine schwere Ausprägung (Typ III). Von den Patienten ohne Mutation sind 88% Typ I sowie 12% Typ II zuzuordnen. Der Unterschied zwischen den Patientengruppen mit und ohne Mutation ist mit p=0,028 statistisch signifikant. Im Scoring-­‐System nach Selicorni (s. Abbildung 7) ergibt sich für einen Patienten (14%) aus der Gruppe mit Mutation ein Punktwert entsprechend Typ I, für 57% der Patienten ein Typ II sowie für zwei Patienten (29%) ein Typ III. Dabei hat jeweils ein Patient eine trunkierende und eine Missense-­‐Mutation. In der Gruppe ohne Mutation entsprechen 62% einem Typ I, 31% einem Typ zwei sowie ein Patient (8%) einem Typ III. Damit ergibt sich auch nach diesem Scoring-­‐System ein statistisch signifikanter Unterschied im Schweregrad der Kranheitsausprägung zwischen den Patientengruppen mit und ohne Mutation (p=0,043). 32 3.10 Patienten mit identischer Mutation Wie bereits eingangs erwähnt haben je zwei Patienten eine identische trunkierende und Missense-­‐Mutation. Eine Gegenüberstellung wesentlicher Entwicklungs-­‐ und Krankheitsmerkmale ist in Tabelle 9 dargestellt. Tabelle 9: Gegenüberstellung wesentlicher Merkmale der Patienten mit identischer Mutation. Patientenpseudonym: 101 155 157 158 Mutation c.6893G>A c.6893G>A c.37insC c.37insC -­‐Typ Missense Missense trunkierend trunkierend männlich weiblich weiblich männlich Geschlecht -­‐ Verwandtschaftsgrad 9 J., 3 M. Alter b. Datenerhebung 5 J., 4M. 3 J., 10 M. -­‐ -­‐ -­‐ Geburtswoche 38. 39. 37. 39. Körperlänge b. Geburt [cm] 45 50 43 47 Geburtsgewicht [g] 2400 3790 2020 2770 Kopfumfang b. Geburt [cm] 32,5 35 31 33 akt. Größe [CdLS-­‐Perzent.] > 95. 60. > 95. 90. akt. Gewicht [CdLS-­‐Perzent.] > 95. 75. 75. 60. 70. 90. 55. > 98. akt. Kopfumfang [CdLS-­‐Perzent.] Organfehlbildung Gliedmaßenfehlbildung -­‐ Reflux -­‐ VSD, Reflux + -­‐ -­‐ -­‐ Saugreflex -­‐ -­‐ + + Schluckbeschwerden Ø häufig häufig häufig Ernährung per Sonde + + + + + + 4 M. 24 M. Ø -­‐ Ø -­‐ Blasen-­‐/Darmkontrolle -­‐ -­‐ selbst. Anziehen -­‐ -­‐ Ø + selbst. Ausziehen -­‐ -­‐ Ø + selbst. Waschen Grad der Behinderung [Elterneinschätzung] -­‐ -­‐ Ø -­‐ Essen vom Löffel Alter Schweregrad nach Gillis Ø schwer leicht leicht II (moderat) II (moderat) I (mild) I (mild) 33 15 M. intrauterine Dystrophie Schwangerschafts-­‐Probleme Schwestern 3.11 Fallvorstellungen Im Folgenden werden exemplarisch je ein Patient eines Mutationstyps aus dem untersuchten Kollektiv unter besonderer Berücksichtigung des unterschiedlich schweren Krankheitsverlaufs und der Ausprägung fazialer Auffälligkeiten dargestellt. 3.11.1 Patientin mit trunkierender Mutation Die weibliche Patientin (Pseudonym: 152, s. Abbildung 8) ist das bislang einzige Kind ihrer Eltern. Sie kam nach unkompliziertem Schwangerschaftsverlauf in der 38. SSW per Spontangeburt auf die Welt. Die Geburtslänge betrug 44 cm (-­‐2,3 SD), das Geburtsgewicht 2030 g (-­‐2,8 SD) und der Kopfumfang 29 cm (-­‐3,3 SD) (alle Körpermaße < 3. Altersperzentile). Auffallend waren eine Klinodaktylie der Finger sowie eine Syndaktylie der zweiten und dritten Zehe des linken Fußes. Im Verlauf zeigte sich eine Streckhemmung beider Ellenbogengelenke. Zudem bestanden bei Geburt ein Vorhofseptumdefekt, der sich mit zwei Jahren spontan verschloss sowie ein gastroösophagealer Reflux, der seit dem 12. Lebensjahr medikamentös behandelt wird. Wegen mangelnden Trinkverhaltens erfolgte ab der vierten Lebenswoche eine Ernährung per Abbildung 8: Patientin (Pseudonym: 152) mit trunkierender Mutation im Alter von ca. 14 Jahren. Man beachte die deutliche Ausprägung der fazialen Auffälligkeiten wie geschwungene Augenbrauen, eingesunkene Nasenwurzel, antevertierte Nasenöffnungen und breites Philtrum. 34 Magensonde; ein oraler Nahrungsaufbau konnte erst mit neun Monaten begonnen werden. Zum Zeitpunkt der Datenerhebung war die Patientin 14 Jahre und acht Monate alt. Ihre Körperlänge betrug zu diesem Zeitpunkt 125 cm (-­‐4,9 SD), das Gewicht 30,2 kg (-­‐
3,1 SD) und der Kopfumfang 47 cm (-­‐4,9 SD) (alle Körpermaße < 3. Altersperzentile). Die Patientin leidet an einer ausgeprägten Myopie von -­‐2 bzw. -­‐3 dpt sowie einer Innenohrschwerhörigkeit mit einer Hörschwelle von 80 dB. Sie konnte ab dem zweiten Lebensjahr vom Löffel essen, mit acht Jahren mit Hilfe aus der Tasse trinken und ab dem neunten Lebensjahr laufen. Die Patientin ist bislang nicht in der Lage Blase und Darm zu kontrollieren und kann sich weder an-­‐ noch ausziehen noch selber waschen. Sie hat bisher keine Möglichkeit der Kommunikation, sei es durch Gesten oder irgendeine Form von Sprache oder Lautäußerungen, entwickelt und versteht nach Einschätzung ihrer Eltern lediglich einzelne Begriffe oder Aufforderungen. Die Eltern der Patientin beobachten zeitweise stereotype Verhaltensweisen sowie Zeichen der Autoaggression und schätzen die geistige Behinderung ihrer Tochter selber als „schwer bis sehr schwer“ ein. Bei der Patientin konnte in der molekulargenetischen Untersuchung eine heterozygote trunkierende Mutation im Exon 10 des NIPBL-­‐Gens (g.32102delAG) gefunden werden. In der DNA der Eltern war die Mutation nicht nachweisbar. 3.11.2 Patient mit Missense-­‐Mutation Der männliche Patient (Pseudonym: 101, s. Abbildung 9) ist das erste Kind seiner Eltern. Die Familie hat eine weitere gesunde Tochter. Der Patient wurde wegen CTG-­‐
Dezelerationen in der 38. SSW per Sectio geboren, postpartal zeigte sich eine zweifache Nabelschnurumschlingung. Im Schwangerschaftsverlauf war bei Ultraschallkontrollen eine intrauterine Dystrophie aufgefallen. Das Geburtsgewicht betrug 2400g (-­‐2,3 SD), die Geburtslänge 45 cm (-­‐3,1 SD) (beide Maße < 3. Altersperzentile), der Kopfumfang 32,5 cm (-­‐2,1 SD) (5. Perzentile). Auffallend waren eine Brachydaktylie der Hände mit proximal ansetzendem Daumen sowie singuläre Beugefalten der Kleinfinger. Die Testes waren beidseits nicht deszendiert. Im Röntgenbild der linken Hand zeigte sich eine deutliche Verkürzung des Metarcapale I und der Mittelphalange V. Wegen ausgeprägter Dystrophie und mangelndem Trinkverhalten erfolgte die Ernährung in den ersten Tagen per Magensonde und 35 parenteral. Danach konnte problemlos ein oraler Nahrungsaufbau durchgeführt werden. Auf Grund der Hypotrophie, typischer Fazies sowie einer vermehrten Körperbehaarung, muskulärer Hypotonie und Brachydaktylie wurde bereits in den ersten Lebenstagen die Diagnose eines Cornelia-­‐de-­‐Lange-­‐Syndroms gestellt. Eine zum damaligen Zeitpunkt durchgeführte Chromosomenanalyse ergab den Befund eines normalen männlichen Karyotyps (46, XY). Im Alter von 13 Monaten betrug die Körperlänge 73 cm (-­‐1,3 SD, 3. Altersperzentile), das Gewicht 7420g (-­‐2,5 SD) und der Kopfumfang 43,2 cm (-­‐2,9 SD) (beide Maße < 3. Perzentile). Der Patient konnte sich zu diesem Zeitpunkt unter ausführlicher krankengymnastischer Betreuung kurzzeitig in den Krabbelstand aufrichten. Sein Sprachvermögen umfasste Silbenreihungen, er reagierte auf Anruf. Es bestand nun eine Hypertonie der Extremitäten mit Beugekontrakturen sowie eine Hypotonie der Stammmuskulatur. Im Verlauf zeigte sich trotz Logopädie eine weitere Verzögerung der Sprachentwicklung. Im Alter von neun Jahren sprach der Patient vor allem Einwortsätze, sein Sprachverständnis war nach Einschätzung der Eltern besser als der aktive Wortschatz. Er besuchte eine Sonderschule seiner Heimatstadt. Unter fortgesetzter Krankengymnastik und Hippotherapie lernte er, frei zu laufen. Mit neun Abbildung 9: Patient (Pseudonym 101) mit Missense-­‐Mutation im Alter von ca. 14 Jahren. Auffällig sind eine Synophrys, Mikrognathie sowie der Strabismus divergens des rechten Auges. 36 Jahren war er nur noch zeitweise inkontinent und benutzte zum Stuhlgang die Toilette. Zudem konnte er sich mit Hilfe an-­‐ und ausziehen sowie waschen und die Zähne putzen. Körperliche Beeinträchtigungen ergaben sich aus der Entwicklung eines Strabismus divergens des rechten Auges, einer beidseitigen gering-­‐ bis mittelgradigen Schallleitungsschwerhörigkeit sowie einer Suppinationshemmung der oberen Extremität und eines Streckdefizits beider Kniegelenke. Die Körperlänge betrug im Alter von neun Jahren 131 cm (-­‐1,0 SD, 20. Perzentile), das Gewicht 26 kg (-­‐1,2 SD, 25. Perzentile) und der Kopfumfang 49 cm (-­‐2,9 SD, < 3. Perzentile). Im Alter von 14 Jahren konnte bei dem Patienten durch eine molekulargenetische Untersuchung eine Missense-­‐Mutation im NIPBL-­‐Gen nachgewiesen werden. Es handelt sich um einen heterozygoten Nukleotidaustausch im Exon 40 (c.6893G>A), der in der abgeleiteten Aminosäuresequenz zu einem Austausch von Arginin gegen Histidin an der Position 2298 führt (p.R2298H). 3.11.3 Patient mit Splice-­‐Site-­‐Mutation Der männliche Patient (Pseudonym: 105, s. Abbildung 10) ist das dritte Kind seiner Eltern. Die beiden älteren Geschwister, ein Mädchen und ein Junge, sind gesund. Die Geburt erfolgte nach unauffälliger Schwangerschaft in der 41. SSW spontan. Die Geburtslänge betrug 50 cm (-­‐1,1 SD, 10. Altersperzentile), das Gewicht 3260 g (-­‐0,8 SD, 15. Perzentile), der Kopfumfang 34 cm (-­‐1,6 SD, 10. Perzentile). Die körperliche Entwicklung verlief zunächst unauffällig bis im Rahmen der U5 erstmals ein Abknicken der Wachstumskurve auffiel. Die motorische und sprachliche Entwicklung Abbildung 10: Patient (Pseudonym 105) mit Splice-­‐Site-­‐Mutation im Alter von ca. 2 Jahren. Man beachte die genannten fazialen Auffälligkeiten, die allerdings im Vergleich mit den zuvor beschriebenen Patienten weniger deutlich imponieren. 37 verlief im Weiteren leicht verzögert. Der Patient lernte mit 18 Monaten Laufen und sprach im Alter von 23 Monaten lediglich fünf verschiedene Worte. Nach Auskunft der Eltern hatte er ein schlechtes Essverhalten und zeigte ein vermindertes Schmerzempfinden. Die Körpermaße zum Zeitpunkt der Datenerhebung im Alter von 23 Monaten: Größe 78 cm (-­‐2,6 SD), Gewicht 9,5 kg (-­‐2,6 SD), Kopfumfang 45 cm (-­‐3,5 SD) (alle Maße < 3. Perzentile). Auffallend waren zu diesem Zeitpunkt zudem ein Hypertelorismus, geschwungene Augenbrauen, lange Wimpern, eine kurze Nase mit eingesunkener Nasenwurzel sowie eine schmale Oberlippe, wobei diese fazialen Auffälligkeiten erst mit zunehmendem Alter deutlicher hervortraten. Ferner existieren bei dem Patienten eine Vierfingerfurche der rechten Hand, kurze Daumen beidseits sowie ein Schalskrotum. In einer Röntgenaufnahme der Hand fand sich eine Verkürzung des Metacarpale I. Fehlbildungen der Extremitäten, Sinnes-­‐ oder inneren Organe wurden bislang nicht diagnostiziert. Unter der Verdachtsdiagnose eines Aarskog-­‐Syndroms erfolgte zunächst eine molekulargenetische Untersuchung des FGD1-­‐Gens, die unauffällig war. In der Chromosomenanalyse zeigte sich das Bild eines strukturell und numerisch unauffälligen männlichen Chromosomensatzes (46, XY), ein mittels Fluoreszenz-­‐in situ-­‐Hybridisierung durchgeführtes Subtelomer-­‐Screening war ebenfalls ohne pathologischen Befund. Aufgrund der Verdachtsdiagnose einer milden Form des Cornelia de Lange-­‐Syndroms wurde eine molekulargenetische Untersuchung des NIPBL-­‐Gens durchgeführt. Dabei fand sich eine Mutation im Intron 27 (Intronvariante IVS27-­‐15A>G), die zu einer aberranten RNA-­‐Variante führt, bei der das Exon 28 fehlt. Bei den Eltern des Patienten konnte diese oder eine andere Mutation des NIPBL-­‐Gens nicht nachgewiesen werden. 3.11.4 Elternpaar mit Keimbahnmosaik Im Jahr 2008 stellte sich ein Elternpaar zur genetischen Beratung im Institut für Humangenetik der Universtität zu Lübeck vor, nachdem im Rahmen einer Schwangerschaftsvorsorgeuntersuchung ein auffälliger Sonographiebefund erhoben worden war (Weichert et al., 2011). Die 35-­‐jährige Mutter hatte mit Ihrem Partner bereits ein gesundes Kind, eine weitere Schwangerschaft war in der Vergangenheit abgebrochen worden. In der 13. Woche der jetzt bestehenden Schwangerschaft waren in einer Ultraschalluntersuchung leichte Veränderungen des Gesichtsskeletts des Fetus aufgefallen, zudem waren die Werte für PAPP-­‐A (pregnancy-­‐associated 38 plasma protein A) sowie β-­‐HCG (β-­‐Kette des humanen Choriongonadotropins) erniedrigt. Nach dem Beratungsgespräch entschieden sich die Eltern für die Durchführung einer Amniozentese, die den Befund eines normalen Karyotyps (46, XX) erbrachte. Bei erneuten Ultraschalluntersuchungen in der 18. und 23. Schwangerschaftswoche bestätigten sich die in der ersten Untersuchung gesehenen Veränderungen des Gesichtsskeletts, zudem waren nun Fehlbildungen der oberen Extremität mit bilateraler Monodaktylie und Mikromelie beider Unterarme zu erkennen. Nach erneuter genetischer Beratung entschieden sich die Eltern bei hochgradigem Verdacht auf eine syndromale Erkrankung zu einem Abbruch der Schwangerschaft. Bei der folgenden pathologischen Untersuchung des Fetus zeigten sich die typischen fazialen und Extremitätenfehlbildungen des Cornelia de Lange-­‐Syndroms (s. Abbildung 11), zudem fand sich bei der Sequenzierung des NIPBL-­‐Gens eine Mutation, bei der es zu einem heterozygoten Nukleotidaustausch im Exon 29 (c.5524C>T) kommt, der wiederum in einem Stop-­‐Codon und damit einem trunkierten Translationsprodukt resultiert. Die entsprechende Veränderung konnte bei den Eltern nicht nachgewiesen werden, so dass zunächst von einer de novo-­‐
Mutation ausgegangen werden musste. Etwa ein Jahr später kam es zu einer erneuten Schwangerschaft des Elternpaars. In der 14. Schwangerschaftswoche zeigten sich sonographisch die gleichen fazialen und Abbildung 11: Feten der Eltern mit Keimbahnmosaik nach Abbruch der Schwangerschaft nach der 23. (links) und 14. (rechts) SSW. Vor allem bei dem älteren Fetus sind bereits einige der typischen fazialen Merkmale des CdLS (geschwungenen Augenbrauen, Synophris, antevertierter Nase und langes Philtrum) zu erkennen. Unübersehbar liegen in beiden Fällen schwere CdLS-­‐typische Fehlbildungen der oberen Extremitäten vor. 39 Extremitätenfehlbildungen wie in der vorhergehenden Schwangerschaft. Die Eltern entschieden sich daher zur Durchführung einer Chorion-­‐Zotten-­‐Biopsie, die den Befund einer Mutation im NIPBL-­‐Gen des Fetus erbrachte, die identisch mit der in der vorhergehenden Schwangerschaft nachgewiesenen Veränderung war. Es erfolgte wiederum der Abbruch der Schwangerschaft. In der Obduktion des Fetus fanden sich erneut typische Merkmale des CdLS-­‐Phänotyps (s. Abbildung 11). Die identische de novo-­‐Mutation bei dem zweiten Fetus lässt auf das Vorliegen eines Keimbahnmosaiks bei einem Elternteil schlißen. Die Wiederholungs-­‐
wahrscheinlichkeit der Erkrankung in einer weiteren Schwangerschaft ist damit gegenüber der Konstellation einer de novo-­‐Mutation, wie bereits erwähnt, deutlich erhöht. 40 IV. Diskussion Das Cornelia de Lange-­‐Syndrom unterliegt in seiner klinischen Ausprägung einer großen Variabilität. Das phänotypische Spektrum der Erkrankung reicht von Patienten mit schweren Extremitätenfehlbildungen sowie deutlicher Wachstums-­‐ und Entwicklungsverzögerung bis hin zu Patienten, die in allen Belangen lediglich so leicht betroffen sind, dass ihre Erkrankung möglicherweise unerkannt bleibt (Selicorni et al., 1993). Seit der Entdeckung von für die Erkrankung ursächlichen Mutationen in den letzten Jahren gibt es daher Bemühungen, Vorhandensein und Art krankheitsverursachender Mutationen mit der klinischen Ausprägung des CdLS zu korrelieren (Gillis et al., 2004; Bhuiyan et al., 2006; Yan et al., 2006; Selicorni et al., 2007). Das Patientenkollektiv der vorliegenden Arbeit setzt sich aus Patienten zusammen, die an die humangenetischen Institute der Universitäten Essen und Lübeck überwiesen wurden, um in der molekulargenetischen Untersuchung das Vorliegen eines CdLS zu bestätigen. Soweit bekannt, handelt es sich damit um die erste Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelationsstudie an vorwiegend deutschen CdLS-­‐Patienten. Es wurden im Rahmen dieser Arbeit klinische Daten von 41 Patienten ausgewertet. Die Geschlechterverteilung von 20 männlichen zu 21 weiblichen Patienten stimmt mit anderen Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelationen zum CdLS überein. Bei 16 Patienten (39%) konnte eine Mutation im NIPBL-­‐Gen nachgewiesen werden, wobei sich etwa gleich viele Missense-­‐, Splice-­‐Site-­‐ und trunkierende Mutationen fanden. Die Mutationsrate liegt damit am unteren Ende der in der Literatur angegebenen 40 – 50% (Selicorni et al., 2007), was möglicherweise darauf zurückzuführen ist, dass die in die Studie eingeschlossenen Patienten, im Gegensatz zu anderen Arbeiten, nicht aus einer vorselektierten Population rekrutiert wurden. 4.1 Schweregrad der Krankheitsausprägung In den bisher veröffentlichten Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelationen für Patienten mit CdLS fanden verschiedene Systeme zur Beurteilung des Schweregrads der Krankheitsausprägung Anwendung. Von den drei in Kapitel 1.3 vorgestellten Systemen wurden für die Patienten dieser Studie die Punktwerte für die Scores nach Gillis et al. (2004) sowie Selicorni et al. (2007) berechnet. Nach beiden Scoring-­‐
Systemen zeigt sich in dieser Arbeit, statistisch signifikant, eine schwerere 41 Krankheitsausprägung der Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen. Dies bestätigt die Ergebnisse der jeweiligen Arbeiten, in denen das Vorhandensein einer Mutation im NIPBL-­‐Gen in der Regel mit einem schwereren klinischen Phänotyp korreliert werden konnte (Gillis et al., 2004; Selicorni et al., 2007). Die in der Literatur postulierte Korrelation zwischen schwerem Phänotyp und trunkierenden Mutationen sowie mildem Phänotyp und Missense-­‐Mutation kann in dieser Arbeit auf Grund der geringen Fallzahl nicht bestätigt werden, wenn auch unter Einbeziehung beider Scoring-­‐Systeme eher ein Trend zur insgesamt milderen Kranheitsausprägung bei Missense-­‐ und Splice-­‐Site-­‐Mutationen erkennbar ist. Gleichzeitig fällt im Vergleich mit den Daten von Selicorni et al. (2007) eine ingesamt geringe Anzahl von Patienten mit schwer ausgeprägtem Phänotyp auf. Möglicherweise kommt hier ein durch das Studiendesign erklärbarer Bias zum milden Phänotyp zum Tragen, der sich daraus ergibt, dass gerade bei Patienten mit unsicherer klinischer Diagnose, also eher nicht klassischem CdLS-­‐Phänotyp, eine Sicherung der Diagnose per molekulargenetischer Untersuchung angestrebt wird. Grundsätzlich ist auch anzumerken, dass Patienten ohne aktuellen Nachweis einer krankheitsverursachenden Mutation trotz milder klinischer Zeichen eines CdLS von einem, auch im Pathomechanismus anderen, bislang nicht geklärten Krankheitsbild betroffen sein können. Dass sich trotz des insgesamt eher mild betroffenen Patientenkollektivs ein statistisch signifikanter Unterschied in der Krankheitsausprägung zwischen Patienten mit und ohne Mutation im NIPBL-­‐Gen nachweisen lässt, spricht somit für eine besonders stabile Korrelation zwischen schwerem Phänotyp und dem Vorhandensein einer Mutation im NIPBL-­‐Gen. 4.2 Körperliche Entwicklung Sowohl prä-­‐ als auch postnatale Wachstumsstörungen sind typische Symptome des CdLS (Kline et al., 1993). Gillis et al. (2004) konnten zeigen, dass schwere Wachstumsstörungen signifikant häufiger bei Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen auftreten. Yan et al. (2006) konnten durch eigene Daten sowie Kombination der Daten mehrerer Studien die gleiche Korrelation sowohl für das prä-­‐ als auch postnatale Wachstum nachweisen. Bei der Betrachtung der einzelnen Mutationstypen fanden Bhuiyan et al. (2006) einen Trend zu deutlich niedrigerem Geburtsgewicht sowie verzögerter postnataler Größen-­‐ und Gewichtszunahme bei Patienten mit 42 trunkierenden gegenüber Missense-­‐Mutationen. Der Unterschied war jedoch nicht statistisch signifikant. In der vorliegenden Arbeit zeigt sich, in Übereinstimmung mit der Literatur, bei Patienten mit NIPBL-­‐Mutation ein Trend zu einer stärkeren pränatalen Wachstumsverzögerung. So lagen mehr als die Hälfte aller mutationspositiven Patienten bei Geburt für Körperlänge und Gewicht unter der 50. CdLS-­‐
Altersperzentile (entspricht < 3. Altersperzentile gesunder Kinder). Für den Kopfumfang zum Zeitpunkt der Geburt ist der Unterschied zu den Patienten ohne Mutation weniger deutlich. Bei der Betrachtung der postnatalen körperlichen Entwicklung sind Differenzen zwischen beiden Patientengruppen ebenfalls nicht eindeutig zu belegen. Von dem beschriebenen Trend zu ausgeprägterer Wachstumsverzögerung bei Patienten mit Mutation hebt sich in dieser Studie die Patientengruppe mit Splice-­‐Site-­‐Mutationen deutlich ab. Sie liegen bereits zum Zeitpunkt der Geburt mit allen drei Wachstumsparametern über der 50. CdLS-­‐
Altersperzentile und sind damit, bei allerdings geringer Fallzahl, signifikant weniger schwer in ihrem Wachstum beeinträchtigt als alle anderen Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen. Die bereits von Selicorni et al. (2007) beschriebene Assoziation von Splice-­‐Site-­‐Mutationen mit einem weniger schwer ausgeprägten Phänotyp kann damit erstmals für ein Merkmal auf statistisch signifikantem Niveau nachgewiesen werden. 4.3 Extremitäten-­‐ und Organfehlbildungen In der Literatur wird eine große Bandbreite von mit dem CdLS assoziierten Fehlbildungen beschrieben, die nahezu jedes Organsystem des Körpers betreffen können (Jackson et al., 1993). Bislang ist es allerdings nicht gelungen spezifische Organfehlbildungen mit bestimmten Mutationen im NIPBL-­‐Gen zu korrelieren. Selicorni et al. (2007) beschrieben einen Trend zu häufigeren Fehlbildungen des Herzens sowie des Urogenitaltrakts bei Patienten mit Mutation, ebenso fanden sie für ihr Studienkollektiv eine höhere Prävalenz von Epilepsien bei Patienten ohne Mutation; die drei Assoziationen waren allerdings nicht statistisch signifikant. Ein vergleichbares Bild zeigt sich für das hier untersuchte Patientenkollektiv. So finden sich Fehlbildungen der inneren Organe insgesamt etwas häufiger bei Patienten mit NIPBL-­‐Mutation. Während Herzfehlbildungen etwa gleich häufig auftreten, sind diagnostisch gesicherte Refluxerkrankungen in der Gruppe mutationspositiver 43 Patienten etwas häufiger. Nierenfehlbildungen hingegen finden sich in diesem Patientenkollektiv ausschließlich bei Patienten ohne Mutation im NIPBL-­‐Gen. Auf Grund der geringen Fallzahl lässt sich eine statistische Signifikanz im Unterschied zwischen beiden Gruppen jedoch nicht nachweisen. Die entsprechende Korrelation wäre allerdings auch schon deshalb nicht absolut, da in zwei anderen Studien zur Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelation entsprechende Fehlbildungen auch bei Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen beschrieben wurden (Yan et al., 2006; Selicorni et al. 2007). Da Patienten mit CdLS häufig an gastroösophagealen Refluxerkrankungen leiden und die hieraus resultierenden Ernährungsprobleme gerade für Patienten mit postnatalen Wachstumstörungen eine denkbar hohe Relevanz haben, wurde im Rahmen dieser Studie gezielt nach Schwierigkeiten mit der Ernährung im Säuglingsalter gefragt. Es zeigt sich dabei, dass bei Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen häufiger der Saugreflex fehlte als bei Patienten ohne Mutation. Zudem berichteten die Eltern von mutationspositiven Patienten signifikant häufiger von Schluckbeschwerden ihrer Kinder als Eltern von Patienten ohne Mutation im NIPBL-­‐Gen. Patienten mit NIPBL-­‐
Mutation scheinen somit für Probleme bei der Nahrungsaufnahme im Säuglingsalter besonders anfällig zu sein, weshalb bei der Behandlung betroffener Kinder sowie Beratung der Eltern ein besonderes Augenmerk auf dieses Symptom gerichtet werden sollte. Fehlbildungen der Extremitäten stellen ein typisches Merkmal des CdLS dar. Die große Variabilität auch dieses klinischen Zeichens wird aber bereits in den Erstbeschreibungen der Erkrankung deutlich. Während Brachmann (1916) einen Patienten mit symmetrischer Monodaktylie beschreibt, spielen Extremitätendefekte in dem Bericht der Namensgeberin des Syndroms keine offensichtliche Rolle (de Lange, 1933). In den ersten Studien zur Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelation konnte zunächst lediglich ein Trend zu ausgeprägteren Extremitätenfehlbildungen bei Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen beschrieben werden (Gillis et al., 2004; Bhuiyan et al. 2006). Erst Yan et al. (2006) gelang in der Kombination der Daten aller drei Studien der statistisch signifikante Nachweis einer Korrelation von schwereren Extremitätenfehlbildungen mit Mutationen im NIPBL-­‐Gen sowie einer schwereren Ausprägung der Fehlbildungen bei Patienten mit trunkierenden Mutationen. Selicorni et al. (2007) berichteten ebenfalls von signifikant häufigeren Extremitäten-­‐
fehlbildungen bei Patienten mit NIPBL-­‐Mutation. 44 In dieser Studie finden sich Fehlbildungen der Extremitäten bei 50 % der Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen. Hingegen sind, in Einklang mit den Berichten der Literatur, entsprechende Anomalien bei Patienten ohne Mutation signifikant seltener. Dabei ist anzumerken, dass auch diese Korrelation weder in Bezug auf das Vorhandensein einer Mutation noch den Mutationstyp absolut ist. Einen Rückschluss auf die Art der NIPBL-­‐Mutation lässt eine Extremitätenfehlbildung in diesem eher milden Patientenkollektiv damit nicht zu. 4.4 Entwicklung körperlicher Fähigkeiten Die Beurteilung der Entwicklung körperlicher Fähigkeiten erfolgt in dieser wie auch anderen Arbeiten zum gleichen Thema anhand typischer Meilensteine der Entwicklung. Durch ihr Klassifikationssystem konnten Gillis et al. (2004) zeigen, dass Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen in der Entwicklung ihrer Fähigkeiten signifikant schwerer gestört sind als Patienten ohne Mutation. Innerhalb der mutationspositiven Gruppe waren Patienten mit Missense-­‐Mutationen wiederum signifikant weniger beeinträchtigt. Yan et al. (2006) fanden in der Kombination der Daten mehrerer Korrelations-­‐Studien ebenfalls eine signifikant schwerere Entwicklungsstörung bei Patienten mit NIPBL-­‐Mutation, insbesondere bei Patienten mit trunkierenden Mutationen. Aus den Daten dieser Arbeit ergibt sich nach Klassifikation der Patienten anhand des Scoring-­‐Systems nach Gillis et al. (2004), in Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Literatur, ein Trend zu einer schwereren Entwicklungsstörung bei Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen. Bei der Betrachtung einzelner Meilensteine fällt dabei auf, dass diese Patienten gerade bei komplexeren Fähigkeiten, die mithin in höherem Alter erreicht werden (wie etwa das An-­‐ und Ausziehen oder die Kontrolle von Blase und Darm) deutlicher beeinträchtigt sind als Patienten ohne Mutation. Die Tatsache, dass beide Gruppen sich weder in der Summe noch im Erreichen einzelner Meilensteine auf statistisch signifikantem Niveau unterscheiden mag entweder auf den insgesamt eher milden Phänotyp oder aber eine zu geringe Größe des Patientenkollektivs zurückzuführen sein. Die Analyse der Entwicklung körperlicher Fähigkeiten innerhalb einzelner Mutationstypen zeigt, bei insgesamt geringer Fallzahl, dass Patienten mit trunkierenden Mutationen nicht schwerer betroffen sind als alle anderen Patienten mit NIPBL-­‐Mutation. In Widerspruch zu den Ergebnissen von Gillis et al. (2004) findet sich sogar eine ausgeprägtere Entwicklungsverzögerung 45 bei Patienten mit Missense-­‐Mutation, die allesamt einige der erwähnten komplexeren Meilensteine der Entwicklung nicht erreichen. Diese auf den ersten Blick diskrepanten Ergebnisse zeigen eindrucksvoll, dass auch auf dem Gebiet der Entwicklung körperlicher Fähigkeiten bei Patienten mit CdLS statistisch signifikante Korrelationen nicht absolut sind. Auch solche Mutationen, die mit einem insgesamt eher milden Phänotyp korreliert sind, können in einzelnen Belangen für die betroffenen Patienten erhebliche Beeinträchtigungen mit sich bringen. 4.5 Sprache & Sozialverhalten Bei der Betrachtung der Sprachentwicklung bei Patienten dieser Studie zeigt sich mit zunehmendem Patientenalter eine Tendenz zu einer stärkeren Beeinträchtigung der Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen. So sind in dieser Gruppe im Alter von fünf Jahren nur zwei von fünf Patienten mit Mutation in der Lage vollständige Sätze zu formen. Betroffen ist dabei nicht nur der aktive Sprachgebrauch, sondern auch das Sprachverständnis. Nicht einmal knapp die Hälfte der Eltern von Patienten mit NIPBL-­‐Mutation schätzen das Sprachverständnis ihrer Kinder als „gut“ ein; in der Patientengruppe ohne Mutation gilt dies hingegen für etwa zwei Drittel der Patienten. Diese Beobachtung deckt sich auch mit den Ergebnissen der Literatur. Yan et al. (2006) konnten auf statistisch signifikantem Niveau einen schwereren Sprachdefekt bei mutationspositiven Patienten nachweisen. Selicorni et al. (2007) berichteten, dass mutationsnegative Patienten ihres Studienkollektivs zu einem signifikant früheren Zeitpunkt erste Worte sprachen als Patienten mit Mutation. Die Analyse der Sprachentwicklung einzelner Mutationstypen zeigt eine besonders starke Beeinträchtigung der Patienten mit Missense-­‐Mutation. Dies überrascht insofern nicht als es mit den Beobachtungen dieser Studie zu den übrigen Meilensteinen der Entwicklung in Einklang steht (s. Kapitel 4.4). Das Verhalten von CdLS-­‐Patienten im sozialen Umfeld wurde in dieser Arbeit anhand einer Einschätzung der Eltern zu Auffälligkeiten ihrer Kinder in diesem Bereich erfragt. In der Literatur finden sich hierzu bislang nur wenige Daten. Yan et al. (2006) berichteten, dass Hyperaktivität bei Patienten ohne NIPBL-­‐Mutation häufiger auftrat. Bhuiyan et al. (2006) beschrieben ein gleichhäufiges Auftreten von Autismus bei Patienten mit und ohne Mutation. In dieser Studie zeigen sich zwischen beiden Patientengruppen keine statistisch signifikanten Unterschiede. Tendenziell gaben 46 Eltern mutationspositiver Patienten aber häufiger an, dass ihre Kinder körperliche Nähe ablehnten oder autistische Verhaltensweisen an den Tag legten. Möglicherweise bedarf es eines größeren Patientenkollektivs, um Unterschiede zwischen Patienten mit und ohne Mutation auf diesem Gebiet deutlicher hervortreten zu lassen. In der abschließenden Frage, wie Eltern den Grad der Behinderung ihrer Kinder einschätzen, zeigt sich, dass Eltern von Patienten mit Mutation die Behinderung ihrer Kinder insgesamt schwerer einschätzen als Eltern von Kindern ohne Mutation. Dies deckt sich mit der eingangs beschriebenen Korrelation zwischen schwerer ausgeprägtem Phänotyp und Vorhandensein einer Mutation im NIPBL-­‐Gen. Auffällig ist allerdings, dass gerade die Behinderung der Patienten mit Missense-­‐Mutationen als besonders schwerwiegend beurteilt wird, wobei sich eine Parallele zum Ausmaß der Beeinträchtigung bei der Entwicklung körperlicher Fähigkeiten zeigt. Dies erscheint insofern logisch als Behinderungen auf diesem Gebiet im täglichen Umgang der Eltern mit ihren Kindern besonders deutlich werden und somit für die Gesamtbeurteilung der Eltern offensichtlich eine übergeordnete Rolle spielen. 4.6 Zusammenfassung Bei der vorliegenden Arbeit handelt es sich um die erste Genotyp-­‐Phänotyp-­‐
Korrelation an 41 überwiegend deutschen CdLS-­‐Patienten. Einige wesentliche in der Literatur beschriebene Korrelationen zwischen Phänotyp und Mutationsstatus, wie häufigeres Auftreten sowie ein insgesamt schwererer Phänotyp bei Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen, werden in dieser Studie bestätigt. In einigen Bereichen kann zudem erstmals ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen Mutation und klinischer Ausprägung der Erkrankung nachgewiesen werden. Dies gilt insbesondere für häufigere Ernährungsschwierigkeiten im Säuglingsalter bei Patienten mit NIPBL-­‐
Mutation sowie eine mildere Ausprägung von Wachstumsstörungen bei Patienten mit Splice-­‐Site-­‐Mutationen. Dennoch bleibt festzustellen, dass, übereinstimmend mit der Literatur, keine der hier beschriebenen Korrelationen und Assoziationen absolut ist. So finden sich auch in der mutationsnegativen Gruppe Patienten mit Fehlbildungen der Extremitäten und in einem Fall sogar einem insgesamt schwer ausgeprägten Phänotyp. Zudem zeigt sich in dieser Arbeit, dass vor allem Patienten mit Missense-­‐Mutation, die in anderen Studien mit einem milden Phänotyp korreliert wurde, in einigen Bereichen durchaus schwerer betroffen sein können als Patienten mit trunkierenden Mutationen. Selbst 47 bei Patienten mit identischer Mutation finden sich in dieser Studie Unterschiede in der klinischen Ausprägung (s. Tabelle 7), wenn auch nicht in dem gleichen Ausmaß wie beispielsweise von Bhuiyan et al. (2006) beschrieben. All diese Punkte lassen vermuten, dass neben den bislang bekannten genetischen Veränderungen noch weitere endogene oder exogene Faktoren existieren, die einen nicht unerheblichen Einfluss auf den Phänotyp von CdLS-­‐Patienten nehmen. Spezifischere und eindeutige Korrelationen lassen sich für diese Erkrankung somit wohl erst dann formulieren, wenn es gelingt, zum einen die genetische Ätiologie der bisher mutationsnegativen Patienten zu ermitteln und zum anderen die genaue Funktion und Aufgabe des NIPBL-­‐Genprodukts im menschlichen Organismus zu klären. 48 V. Zusammenfassung Das Cornelia de Lange-­‐Syndrom (CdLS) ist ein Dysmorphiesyndrom, das durch charakteristische Gesichtsmerkmale, Kleinwuchs sowie Fehlbildungen der Extremitäten, Sinnes-­‐ und inneren Organe gekennzeichnet ist. Das Auftreten und der Schweregrad der beschriebenen Fehlbildungen sind äußerst variabel. Seit dem Jahr 2004 gelang es, drei CdLS-­‐auslösende Gene zu identifizieren. In etwa 50% der CdLS-­‐
Patienten lässt sich eine Mutation eines dieser Gene nachweisen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, einen möglichen Zusammenhang zwischen Vorhandensein und Art der Mutation im NIPBL (nipped-­‐b-­‐like)-­‐Gen und der Ausprägung klinischer Merkmale (Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelation) aufzuzeigen. Die am Institut für Humangenetik der Universität zu Lübeck mit Einwilligung der Patienten bzw. deren Eltern gesammelten Daten eines CdLS-­‐Patientenkollektivs wurden dazu einer Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelation unterzogen. Die Daten über den Mutationsstatus stammen von den molekulargenetischen Untersuchungen der eingesandten Blutproben, die klinischen Daten wurden in der Regel mittels Elternfragebogen erhoben. Es liegen Daten von 41 Patienten mit der Diagnose eines CdLS vor. Bei 16 (39%) Patienten ließ sich eine Mutation im NIPBL-­‐Gen nachweisen. Sechs (38%) sind Träger einer trunkierenden Mutation, bei fünf (31%) Patienten liegt eine Missense-­‐Mutation und bei fünf (31%) eine Mutation der Splice-­‐site vor. Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen sind signifikant häufiger von Extremitätenfehlbildungen betroffen als Patienten ohne Mutation (50% vs. 14%, p=0,012). Zudem litten Patienten mit Mutation im Neugeborenenalter signifikant häufiger an Schluckstörungen (70% vs. 26 %, p=0,009). Auch in der Gesamtschau der Krankheitsausprägung finden sich in den angewendeten Scores nach Gillis et al. (2004) sowie Selicorni et al. (2007) die Patienten mit NIPBL-­‐Mutation signifikant schwerer betroffen als die Patienten ohne Mutation (p=0,028 n. Gillis et al., p=0,043 n. Selicorni et al.). Weitere untersuchte Krankheitsmerkmale zeigen die Bevorzugung eines bestimmten Mutationsstatus, jedoch liegen diese Unterschiede meist nicht auf statistisch signifikantem Niveau. Die vorliegende Genotyp-­‐Phänotyp-­‐Korrelation zeigt teilweise signifikant schwerer ausgeprägte Krankheitsmerkmale bei Patienten mit Mutation im NIPBL-­‐Gen. Dabei ist allerdings, in Übereinstimmung mit der Literatur, keine der beschriebenen Korrelationen absolut. Insbesondere bei Patienten mit Missense-­‐Mutation findet sich eine große Variabilität in der Ausprägung des Phänotyps, was einen Einfluss weiterer bislang unbekannter endogener sowie exogener Faktoren auf die klinische Ausprägung des Krankheitsbilds vermuten lässt. Für eindeutige Korrelationen wird es daher notwendig sein, weitere Erkenntnisse über die Funktion des NIPBL-­‐
Genprodukts zu gewinnen und die mutationsnegativen Patienten zu ermitteln. 49 genetische Ätiologie der bislang VI. Literaturverzeichnis Barisic I, Tokic V, Loane M, Bianchi F, Calzolari E, Garne E, Wellesley D, Dolk H, and EUROCAT Working Group: Descriptive epidemiology of Cornelia de Lange Syndrome in Europe. Am J Med Genet 146A, 51-­‐59 (2008). Basile E, Villa L, Selicorni A, Molteni M: The behavioural phenotype of Cornelia de Lange Syndrome: a study of 56 individuals. J Intellect Disabil Res 51, 671-­‐681 (2007). Berney TP, Ireland M, Burn J: Behavioural phenotype of Cornelia de Lange syndrome. Arch Dis Child 81, 333-­‐336 (1999). Bhuiyan ZA, Klein M, Hammond P, van Haeringen A, Mannens MM, Van Berckelaer-­‐
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Anhang 55 7.1 Elternfragebogen zum Cornelia de Lange-­‐Syndrom 56 Angaben zum Patient Name Adresse Vorname Geburtsdatum Angaben zu den Eltern Mutter Name Vorname Geburtsdatum Vater Name Vorname Geburtsdatum Geschwister 1. Name Vorname Geburtsdatum 2. Name Vorname Geburtsdatum Behandelnder Arzt Name Adresse 57 Wann und von wem wurde die Diagnose gestellt? 1. Schwangerschaftsverlauf Verlief Ihre Schwangerschaft in irgendeiner Weise kompliziert?  ohne Probleme  mit Komplikationen, nämlich Ο Blutungen Ο vorzeitige Wehen Ο andere: 2. Geburt In welcher Schwangerschaftswoche kam Ihr Kind zur Welt? _____ SSW War es eine spontane Geburt?  ja  nein, Geburt wurde beendet  mit Saugglocke  per Zange  durch Kaiserschnitt  anderes Wie lang war Ihr Kind? ……. cm Wie schwer? ……. g 3. Geburtsmaße Wie war der Kopfumfang ….... cm Aktuelle Maße Wie groß ist Ihr Kind? ……. cm Wie schwer? ……. g ……. Cm Wie ist der Kopfumfang? 58 4. Fehlbildungen a) Sind bei Ihrem Kind nach der Geburt oder später Fehlbildungen der inneren Organe festgestellt worden?  keine Fehlbildungen  ja, nämlich  Herzfehler welche Art von Herzfehler:  Gaumenspalte  Leistenbruch  Nierenanomalien  Anomalien des äußeren Genitale  Fehlbildungen der Speiseröhre, des Magens oder des Darms Welche Art von Anomalie: b) Sind bei Ihrem Kind nach der Geburt Fehlbildungen der Gliedmaßen festgestellt worden? Wenn ja, welche? 5. Trinkschwierigkeiten / Ernährungsprobleme War der Saugreflex im Neugeborenenalter vorhanden? Ja Nein Wurde Schluckbeschwerden, häufiges Würgen oder eine Neigung zum Erbrechen beobachtet? Fast nie Selten Häufig War eine Ernährung per Sonde erforderlich? Musste eine Operation wegen Rückflusses der Nahrung vom Magen in die Speiseröhre (gastro-­‐ösophagealer Reflux) gemacht werden? 59 Gab es andere Probleme bei der Nahrungsaufnahme? Falls ja, bitte mit wenigen Worten beschreiben: 6. Sinnesorgane Liegen bei Ihrem Kind Fehlbildungen der Augen vor? Ja Nein Falls ja, welcher Art? Besteht eine Fehlsichtigkeit? Ja Nein Falls ja, welche Form? Ja Nein Falls ja, welcher Art? Ja Nein Liegt eine Ohrfehlbildung vor? Besteht eine Schwerhörigkeit? Und falls ja, welcher Typ von Schwerhörigkeit? Innenohr? Schalleitung? 7. Bisherige Entwicklung Wann (mit wie viel Monaten / Jahren) hat Ihr Kind gesessen? Wann konnte es frei laufen? Ab welchem Alter konnte Ihr Kind aus der Tasse trinken? Ab welchem Alter konnte es vom Löffel essen? Kann Ihr Kind seine Blase und seinen Darm kontrollieren („Sauber und trocken“)? Ja Nein Wenn ja, ab welchem Alter: 60 Kann Ihr Kind sich ausziehen? Ja Nein Wenn ja, ab welchem Alter? Ja Nein Wenn ja, ab welchem Alter? Kann Ihr Kind sich anziehen? Kann Ihre Tochter / Ihr Sohn sich alleine waschen? Ja Nein Wie schwer schätzen Sie (und auch Personen, die Ihr Kind gut kennen oder es betreuen) die geistige Behinderung Ihres Kindes ein? Eher leicht? Mäßig schwer? Schwer oder sogar sehr schwer? Sucht Ihr Kind körperliche Nähe, mag es „schmusen“? Ja Nein Kann man bei Ihrem Kind sog. autistische Verhaltensweisen beobachten? Ja Nein Sind oft sich wiederholende Bewegungen (sog. Stereotypien) zu beobachten? Ja Nein Beobachten Sie oder Bezugspersonen Zeichen der Autoaggression? 8. Sprachliche Entwicklung / Kommunikation War Ihr Kind mit etwa 2 Jahren in der Lage, Grundbedürfnisse (z. B. den Wunsch, zu essen oder zu trinken) in irgendeiner Form (z. B. durch Gesten) auszudrücken? Ja Nein Ab welchem Alter konnte Ihr Kind Doppelsilben (z. B. lala; baba; mama) sprechen? Bereits mit Ende des 1. Lebensjahres? Im 2. Lebensjahr? 61 Erst später / bislang nicht Konnte Ihr Kind einzelne verständliche Wörter oder Silbenkombinationen bis zum Alter von 3 Jahren sprechen? Ja Nein Konnte Ihr Kind bis zum Alter von 5 Jahren Zwei-­‐ bis Dreiwortsätze sprechen? Ja Nein Wie beurteilen Sie das Verständnis Ihres Kindes für Gesprochenes? Relativ gut? Versteht einzelne Begriffe/Aufforderungen 9. Weitere Besonderheiten, Krankheiten etc? 62 Praktisch fehlend 7.2 Verwendete Perzentilenkurven In dieser Arbeit wird die körperliche Entwicklung der Patienten anhand von Wachstumskurven beschrieben. Dabei wird sowohl auf für CdLS-­‐Patienten normierte Wachtstumskurven (aus: Kline et al., 1993a) wie auch auf für gesunde Menschen standardisierte Wachstumskurven (aus: Voigt et al., 1996; Brandt, 1979a u. b, 1980, 1986; Reinken et al., 1980) Bezug genommen. Für Angaben, die sich auf die für CdLS-­‐Patienten normierten Wachstumskurven beziehen, wird der Begriff „CdLS-­‐Altersperzentile“ verwendet. Alle anderen Perzentilen-­‐Angaben beziehen sich auf die standardisierten Wachstumskurven gesunder Menschen. Die zur besseren Vergleichbarkeit angegebenen Standardabweichungen (SD) beziehen sich durchgehend auf die 50. Perzentile der standardisierten Wachstumskurven gesunder Menschen (aus: Keen und Pearse, 1988; Roche et al., 1987; Kunze und Murken, 1974). 63 Abbildung 12a: Neugeborene Jungen. Nach: Voigt et al. (1996). 64 Abbildung 12b: Neugeborene Jungen. Nach: Voigt et al. (1996). 65 Abbildung 13a: Neugeborene Mädchen. Nach: Voigt et al. (1996). 66 Abbildung 13b: Neugeborene Mädchen. Nach: Voigt et al. (1996). 67 Abbildung 14a: Jungen 0 – 5 Jahre. Nach: Brandt (1979a u. b, 1980, 1986). 68 Abbildung 14b: Jungen 0 – 5 Jahre. Nach: Brandt (1979a u. b, 1980, 1986). 69 Abbildung 15a: Mädchen 0 – 5 Jahre. Nach: Brandt (1979a u. b, 1980, 1986). 70 Abbildung 15b: Mädchen 0 – 5 Jahre. Nach: Brandt (1979a u. b, 1980, 1986). 71 Abbildung 16: Jungen 0 – 16 Jahre. Nach: Brandt (1979a u. b, 1980, 1986); Reinken et al. (1980). 72 Abbildung 17: Mädchen 0 – 16 Jahre. Nach: Brandt (1979a u. b, 1980, 1986); Reinken et al. (1980). 73 Abbildung 18a: CdLS-­‐Perzentile (grauer Bereich): Jungen 0 – 3 Jahre. Entnommen aus: Kline et al., 1993a. 74 Abbildung 18b: CdLS-­‐Perzentile (grauer Bereich): Jungen 0 – 3 Jahre. Entnommen aus: Kline et al., 1993a. 75 Abbildung 19a: CdLS-­‐Perzentile (grauer Bereich): Mädchen 0 – 3 Jahre. Entnommen aus: Kline et al., 1993a. 76 Abbildung 19b: CdLS-­‐Perzentile (grauer Bereich): Mädchen 0 – 3 Jahre. Entnommen aus: Kline et al., 1993a. 77 Abbildung 20a: CdLS-­‐Perzentile (grauer Bereich): Jungen 2 – 18 Jahre. Entnommen aus: Kline et al., 1993a. 78 Abbildung 20b: CdLS-­‐Perzentile (grauer Bereich): Jungen 2 – 18 Jahre. Entnommen aus: Kline et al., 1993a. 79 Abbildung 21a: CdLS-­‐Perzentile (grauer Bereich): Mädchen 2 – 18 Jahre. Entnommen aus: Kline et al., 1993a. 80 Abbildung 21b: CdLS-­‐Perzentile (grauer Bereich): Mädchen 2 – 18 Jahre. Entnommen aus: Kline et al., 1993a. 81 Abbildung 22: CdLS-­‐Perzentile (grauer Bereich): Jungen 0 – 18 Jahre. Entnommen aus: Kline et al., 1993a. 82 Abbildung 23: CdLS-­‐Perzentile (grauer Bereich): Mädchen 0 – 18 Jahre. Entnommen aus: Kline et al., 1993a. 83 7.3 Votum der Ethikkommission 84 VIII. Danksagung Zuerst gilt mein Dank meiner Doktormutter Frau Prof. Dr. med. Gillessen-­‐Kaesbach, Direktorin des Instituts für Humangenetik der Universität zu Lübeck, für die Überlassung des Themas, die geduldige Unterstützung und die zahlreichen Ratschläge zur Fertigstellung dieser Arbeit. Des Weiteren danke ich den Mitarbeitern des Instituts Herrn Dr. rer. nat. Frank Kaiser und Herrn Dr. rer. nat. Andreas Dalski für die computertechnische Unterstützung und die Einführung in molekulargenetische Untersuchungsmethoden. Ich danke zudem dem Institut für Medizinische Biometrie und Statistik der Universität zu Lübeck, Direktor Prof. Dr. rer. nat. Andreas Ziegler, insbesondere Frau Prof. Dr. rer. biol. hum. Inke R. König für die hilfreichen Hinweise zu den statistischen Belangen dieser Arbeit. Danken möchte ich auch dem Arbeitskreis Cornelia de Lange-­‐Syndrom e. V. für die Einladung zum Deutschlandtreffen 2010, das mir die Möglichkeit gab, zahlreiche Menschen mit dieser Erkrankung und das weite Spektrum der phänotypischen Merkmale dieser Krankheit kennenzulernen. Ohne die fortwährende Unterstützung meiner Familie, insbesondere meiner Eltern, Frau Dr. med. Annegret Löffler und Herr Dr. med. Hanno Löffler, wäre diese Arbeit nicht möglich gewesen. Ich danke ihnen von Herzen dafür, dass sie mir das Medizinstudium ermöglicht haben und mir zu jeder Zeit mit Rat und Tat zur Seite standen. 85 IX. Lebenslauf Persönliche Daten Name Geburtsdaten Roland Löffler 10.11.1982, Ostercappeln Schulausbildung August 1995 – Juni 2002 Ratsgymnasium Osnabrück Zivildienst September 2002 – Juli 2003 Ausbildung und Tätigkeit als Rettungssanitäter beim DRK Rettungsdienst im Landkreis Osnabrück Studium Oktober 2003 – Juli 2004 Studium der Rechtswissenschaft an der Universität Augsburg Oktober 2004 – November 2010 Studium der Humanmedizin an der Universität zu Lübeck September 2006 1. Abschnitt der ärztlichen Prüfung, Wahlfach: „Mole-­‐
kularbiologie und Therapie endokriner Erkrankungen“ Seit Juni 2007 Dissertation am Institut für Humangenetik der Universität zu Lübeck August 2009 – Juli 2010 Praktisches Jahr, Wahlfach: Neurologie November 2010 2. Abschnitt der ärztlichen Prüfung, Wahlfach: „Mole-­‐
kulare Infektiologie und Immunologie“ Beruflicher Werdegang Seit Februar 2011 Assistenzarzt im Zentrum für Innere Medizin, Sana Kliniken Ostholstein, Klinik Eutin 86