IX./3 fejezet: Mikor melyik tesztet válasszuk?

Bevezetés

A diagnosztikai tesztelés a tünetek együttesét magyarázó, funkciót károsító genetikai eltérés pontos azonosítására szolgál. A diagnosztikai teszt eredményei segítséget nyújthatnak az egészségi állapot fenntartása, lehetséges kezelésével kapcsolatban, valamint a családtagok körében lehetővé válik a tervezés hatékony támogatása is.

IX./3.1. Idiopathiás generalizált epilepszia

A 27 éves fiatal nőt epilepsziás nagyroham miatt szállították be a mentők. Sürgősségi osztályon készült képalkotó a traumás sérülést és vérzést kizárta. Az anamnézis felvétele során kiderül, hogy nem ez az első rohama, gyermekkora óta jelentkeznek hasonló eszméletvesztéssel, vizelettartási képtelenséggel zajló rohamai. Tíz éves koráig többször volt lázgörcse is, sőt akár minden kiváltó ok nélkül is előfordultak. Jellemző provokáló tényezőként fizikai megerőltetést említi. Beállított gyógyszereit rendszeresen szedi. Édesanyjának életében egyszer volt 30 éves kora körül hasonló rohama, a nagyszülőkről nincsen információ. A beteghez hasonlóan öccse (23 éves) is rossz tanuló volt, a beteg elmondása szerint „sosem figyeltek” az órákon, a fiúnak azonban csak gyermekkorában voltak hasonló „elájulásai”.

A néhány héttel később genetikában jártas neurológus EEG vizsgálattal tüske-hullám aktivitást igazol, majd a klinikai kép alapján kiválasztott, a feszültség-függő Na-csatorna SCN1A gén teljes kódoló szakaszának szekvenálását kéri a labortól, ahol sikerült egy ismert patogén és egy vitatott jelentőségű misszenz mutációt is azonosítani. A családtagok vizsgálata során kiderült, hogy édesanyja és fiútestvére is hordozza a patogén eltérést, a másik variánst azonban csak a betegben és apjában sikerült detektálni.

4. ábra: Az SCN1A gén által kódolt Na-csatornafehérje doménszerkezete

Az ismert kóroki eltérés az ioncsatorna I és II. doménjét összekapcsoló intracelluláris hurokra lokalizálható. A diagnózis mezőbe a genetikailag igazolt familiáris generalizált epilepszia került.

A prediktív és a preszimptómás genetikai tesztek alapján elsősorban az életmóddal, megelőzéssel kapcsolatos döntések merülhetnek fel. A prediktív génteszteléssel (preszimptómás diagnosztika) még tünetmentes egyént vizsgálnak, így a génhiba az előrejelzett betegség manifesztálódása előtt kimutatható és egy jövőbeni kockázat megbecsülhető. Például a neurodegeneratív Huntington-betegség 40 éves kor körül jelenik meg, jóllehet a kórokként szereplő, az érintett génben a küszöb feletti CAG-trinukleotid expanzió akár már a születés előtt is detektálható lehet.

IX./3.2. Huntington chorea

Rendelésünkre érkező 43 éves nőt a háziorvos utalja be mindennapi tevékenységét akadályozó akaratlan mozgások miatt. Kórelőzményében évek óta depresszió, szorongás miatti pszichiátriai gondozás szerepelnek, ebben az évben két alkalommal akusztikus hallucinációkkal kísért akut pszichózis miatt osztályos felvételére is szükség volt. A beteg elmondja, hogy az első depressziós epizódja után nem sokkal mozgása meglassult, egyre ügyetlenebb, kiesnek a kezéből a tárgyak, környezete is ingerlékenyebbnek, máskor kedvetlennek, indítékszegénynek találja. Az utóbbi hónapokban egyre zavaróbbá váltak végtagi izmainak akaratlan rándulásai, csavaró mozgásai. Sokat fogyott, fáradékony, nem tud elaludni, az akaratlan izommozgások miatt gyakran elesik, beszéde egyre nehezebben érthető. A beteg csak az őt elkísérő nővére unszolására jött el, aki aggódik húga miatt, ugyanis édesapjuk hasonló életkorban kezdődő ismeretlen idegrendszeri betegségben hunyt el: folyamatosan „rángatózott”, dülöngélve járt, sőt előfordult az is, hogy tört-zúzott dühében. Apai nagybátyjuk 40 éves kora körül öngyilkosságot követett el. A családban apai ágon a rokonokkal nem tartják a kapcsolatot. A betegnek két egészséges, 21 és 17 éves fia van.

5. ábra: Családfa

Neurológia vizsgálat choreoathetosist, pozitív pulziós próbákat, bizonytalan tandem járást talált. Rutin laboratóriumi vizsgálatai eltérés nélkül. MR vizsgálata a nucleus caudatus mérsékelt atrophiáját írja le. Célzott genetikai vizsgálat az egyik allélon kóros 44, illetve a másikon 27 CAG-ismétlődést talált a HTT génben. A beteg genetikai diagnózisának felállítását követően a genetikus az adott ismétlődésszámhoz rendelhető prognózist irodalmi adatok alapján becsülte meg, majd tájékoztatta a jelen levő beteget a betegség hátteréről, jellemző lefolyásáról és a kezelés lehetőségeiről. A preszimptómás vizsgálatot a későbbiekben nővére és a beteg idősebb (már nagykorú) fiúgyermeke is kérte. A nővér esetében 25/28 normális ismétlődést tartalmazó allélok miatt az ő két lányára nem szükséges kiterjeszteni. A beteg fiát tanácsadás keretében történő tájékoztatását követően elzárkózott a teszteléstől, a kérdés megfontolását a későbbi családtervezés igényéhez kapcsolódva halasztotta.

A prognózis egy előrejelzés a betegség természete és az eseti tünetek alapján a várható lefolyásról és kimenetelről, illetve a felépülés kilátásairól. A prognosztikus genetikai vizsgálatok megváltoztathatják egy betegség a kezelésének módját.

IX./3.3. Családi halmozódású emlőrák

A 24 éves egyetemi hallgató fiatal nő 43 éves édesanyját vesztette el a közelmúltban, akinek emlődaganatát egy évvel korábban fedezték fel. A diagnózis idején észlelték már számos távoli szervben áttétjét. A daganatból vett szövetminta tripla-negatív (ösztrogén-receptor, progeszteron-receptor, HER2/neu negatív) fenotípust írt le. Az anya halála néhány héttel készült genetikai vizsgálat a BRCA1 génben a következő mutációt írta le heterozigóta formában:

NM_007294.3(BRCA1):c.5510G>A (p.Trp1837Ter)

Ez a nukleotidcsere csonka fehérje keletkezéséhez vezet, az adatbázisokban számos független jelentés egyhangúan patogén mutációként sorolja be. A családban több érintett is ismert anyai ágon a nagymama 40 éves kora körül petefészekrákban hunyt el, nagybátyjánál a közelmúltban 45 évesen ritka emlődaganatot diagnosztizáltak. A fiatal nő érthetően meg van ijedve és tájékozódni szeretne a lehetőségekről.

6. ábra: Családfa

A genetikus szakember a családra jellemző variáns célzott szekvenálását kéri a laboratóriumtól. A vizsgálat igazolta a BRCA1 gén ismert kóroki mutációját. A genetikai tanácsadóban tájékoztatják a probandot az elsődleges megelőzésről (profilaktikus bilateralis mastectomia és/vagy oophorectomia, kemoprevenció, szoros követés).

A terápiás döntéshez csatlakozó genetikai vizsgálatok egy diagnosztizált betegség kezelésének lehetőségeiről nyújtanak információt. Például a tüdőrák célzott terápiájának sikerét előrejelezheti egy genetikai vizsgálat. A sejtfelszíni epidermális növekedési faktor receptor (EGFR) egy transzmembrán tirozin-kináz receptor, amely az extracelluláris ligandumának, vagyis az epidermális növekedési faktornak (EGF) a bekötődése után a mitogén aktivált protein kináz (MAPK) intracelluláris jelátviteli útvonalon keresztül továbbítja a sejtproliferációt szabályozó szignált. Ebben az útvonalban játszik szerepet a RAS (különösen a K-ras gén által kódolt) jelátvivő fehérje. A tumorsejtekben bekövetkező szomatikus mutációk hozzájárulhatnak az EGF receptorok számának növekedésével, illetve a receptor vagy egy köztes jelátvivő molekula konstitutív aktiválásával a folyamatos proliferációhoz. A célzott, EGFR-t blokkoló gyógyszerek hatásosak azoknál a betegeknél, akiknél az EGFR ligandumának túltermelése, az EGFR génjének amplifikációja vagy az EGFR kináz doménjében bekövetkezett mutáció áll a kóros sejtosztódás hátterében. Ezzel szemben, a jelpályában downstream található KRAS génben bekövetkezett mutációt hordozóknál az EGFR-gátló ágensek hatástalanok lesznek. Klinikai adatok alapján a KRAS mutációs állapota így markerként szolgálhat anti-EGFR terápiára adott válasz előrejelzésére vastagbél- és nem-kissejtes tüdőrák esetében.

IX./3.4. Racionális onkológiai terápia kiválasztása

Az 57 éves korábban dohányzó férfi foglakozás-egészségügyi vizsgálata keretében végzett mellkasi RTG-vizsgálata kapcsán felismert nem kissejtes tüdődaganata műtétileg eltávolításra került. A szövetből kivont DNS-ben EGFR, KRAS géneket, EML4-ALK átrendeződést vizsgálták meg a szövettani prognosztikai jellemzőket kiegészítő molekuláris alcsoportba történő besorolás érdekében. Az adenocarcinomának bizonyult daganatszövetben kimutatták az EGFR gén ismert, tirozin-kináz aktivitásért felelős doménjében egy funkcionális aktivitást fokozó mutáció jelenlétét (21-es exon L858R pontmutációja). A jelpályában elhelyezkedő KRAS gén forrópontjainak (12,13 és 61-es kodonok) tesztelésével ellenőrizték a célzott terápiára (erlotinib) várható válasz lehetőségét. A KRAS fehérjét kódoló gén a hasonló NSCLC esetek akár harmadában is a receptortól független aktivitást okozó génhibákat tartalmaz, teljesen függetlenítve a daganatsejteket a receptor felől érkező stimulációktól és rezisztenssé téve őket a hibás receptor működésének gátlását célzó kezeléssel szemben. A beteg esetében sajnos igazolást nyert a KRAS jellemző funkcióvesztő mutációja, így az EGFR gátlása az ő esetében ellenjavallt. Mivel azonban egy induló új MEK1-inhibitor hatásosságát értékelő fázis 2-es klinikai vizsgálat beválasztási kritériumainak megfelelt, onkológusa segítségével célzott kezelésére mégis nyílt lehetőség.

7. ábra: A daganat számára növekedési szignált közvetítő növekedési faktor jelpálya a lehetséges támadáspontokkal

A hordozók vizsgálata (carrier testing) azon egyéneket igyekszik azonosítani, akik egy recesszív betegséggel összefüggő génben hibás, funkcióvesztő kópiát hordoznak, vagy domináns betegség esetében presymptomás hordozók, esetleg inkomplett penetranciájú betegség miatt nem mutatják a betegség tüneteit. A hordozók egyáltalán nem vagy legfeljebb szubklinikus mértékben mutatják a betegség tüneteit; azonban képesek átadni a hibás allélt utódaiknak, akikben aztán a betegség kialakul, vagy maguk is hordozóvá válnak. Egyes betegségekhez mindkét szülő hordozóállapota szükséges ahhoz, hogy a betegség megjelenjen. Általában azoknak az egyéneknek az esetében ajánlható fel, akiknek családi kórelőzménye pozitív egy meghatározott örökletes betegségben, vagy egy olyan etnikai csoportokba tartoznak, ahol nagyobb kockázat áll fenn az adott öröklött betegségre.

IX./3.5. Hordozói státusz

A 37 éves korában először gyermeket vállaló terhes és 46 éves férje a terhesség 13. hetében együtt jelennek meg a genetikai tanácsadáson, méghozzá közepes kockázatot előrejelző, vérből meghatározott biokémiai teszt eredményével. A magzat 11. héten elvégzett genetikai ultrahangvizsgálatán határérték feletti tarkóredő vastagságot és hypoplasias orrcsontot írtak le. A genetikus az anyai vér szabad DNS-frakcióját vizsgáló non-invazív prenatalis szűrőteszt (NIPT) lehetőségét ajánlja fel a szülőknek. Az intézményben tapasztalt közel 1,5%-os vetélési kockázatot rejtő amniocentézis helyett a szülők a vérben keringő magzati eredetű DNS fragmenseket vizsgáló módszert választották. A tíz nap múlva megkapott teszteredmény a vizsgált aneuploidiák (13, 18, 21) lehetőségét 99%-os biztonsággal kizárta és a magzat nemeként fiút valószínűsített. A leendő szülők régóta próbálkoztak már és további vizsgálatokat már nem szerettek volna.

8. ábra: Családfa

Kiderült azonban az is, hogy az terhes testvérének 3 éves fiúgyermekénél a már gyermekkorban súlyos mozgáskorlátozottsághoz vezető izombetegséget, a Duchenne-féle muscularis dystrophiát diagnosztizáltak. A családfa összeállítása alapján a várandós hordozói státuszának nagy az esélye. Az unokaöcs genetikai lelete szerint: "a dystrophin génben 43-49. exonok deléciója igazolódott" hordozói státuszát eddig közvetlenül sajnos nem tárták fel a családtagokban, így a genetikus elmagyarázta, érdemes lenne megfontolni a családban azonosított betegség genetikai szűrését, elsőként az anyára is kiterjeszteni.

IX./3.6. Klinikai adatok alapján felállított diagnózis

Adrenomyeloneuropathiaban szenvedő 50 éves férfi 30-as évei elején kezdődő spasztikus járászavarának kivizsgálása során a „nagyon hosszú láncú zsírsavak” (VLCFA) erősen emelkedett szintjét írják le. Állapotát nagy valószínűséggel a hosszú zsírsavak peroxiszómális importjához szükséges (ATP-binding cassette transporter), az X-kromoszómán elhelyezkedő ABCD1 gén hibája okozza. A zsírsavak oxidációja csak a peroxiszómában képes végbemenni, mert itt található csak a szükséges enzim (LCFA-CoA szintetáz, long chain fatty acyl coa synthetase). A férfi egyedülálló, szülei sok éve balesetben haltak meg, gyermeke nincs. A szülőknek nem voltak testvérei. Ebben az esetben genetikai vizsgálat nem szükséges, mert a diagnózis klinikailag is felállítható és a kóroki variáns elhelyezkedésének ismeretétől nem várható a prognózisra, kezelésre nézve használható információ (nem ismert genotípus-fenotípus összefüggés).

A prenatalis és preimplantációs tesztelés a betegségben szenvedő ébrények, magzatok azonosítására szolgál. Ezen eljárások segítségével lehetőség nyílik szülők döntése alapján és a törvényi kereteken belül (jogi kereteket Magyarországon a magzati élet védelméről szóló 1992. évi LXXIX. törvény és annak végrehajtási rendelete, a 32/1992 (XII. 23.) NM rendelet biztosítja) a terhesség művi megszakítására, jelen esetben a magzat orvosilag valószínűsíthetően súlyos fogyatékosságát eredményező genetikai eltérés azonosítása esetén. A preimplantációs vizsgálatra az asszisztált reprodukciós eljárások kapcsán van lehetőség.

Az újszülöttkori szűrővizsgálatok célja a néhány napos korú csecsemők esetében fennálló veleszületett rendellenességek felkutatása, esetleg korai intervencióval megelőzhető lehet a betegség kialakulása, elkerülhető a halálozás vagy a kórfolyamat súlyossá, irreverzibilissé válása. A genetikai vizsgálatokat rendszerint egy (a genetikai tesztelésnél költséghatékonyabb) szűrés kapcsán azonosított eltérés (pl. megnyúlt QT-idő az EKG-n, kóros verejtékteszt mucoviscidosisban stb.) alapján célzottan végzik. Az újszülöttkori anyagcsereszűrés során tandem tömegspektroszkópiával azonosított kóros metabolitszintek esetében szükséges egy második, megerősítő vizsgálat elvégzése. Utóbbi pozitivitása esetén genetikai tanácsadás történik, majd általában célzott genetikai vizsgálat indul.

A farmakogenomikai célú vizsgálatok arról tájékoztatnak, hogy egyes gyógyszerek hogyan viselkednek az egyénben. Genetikai alapon optimális kiválaszthatók a hatóanyagok, azok dózisa, alkalmazási módja, továbbá előrejelezhető nemcsak a hatás, de a nem kívánt reakció vagy mellékhatás is. A gyógyszer hatásának előrejelzésében pl. a hatóanyagot lassan és gyorsan metabolizáló egyének különíthetők el, akiknek az átlagostól eltérő dózisra van szükségük. Példaként a VKORC1 (vitamin K oxidoreductase complex 1) gén adott haplotípusát hordozó egyénekben megfigyelt alacsonyabb fehérje szint hozható, amely a warfarin kezelés célpontja, és így alacsonyabb dózisokkal is stabil antikoagulálás elérését teszi lehetővé.

Jellemző lehet az is, hogy a genetikai tesztelést melyik életkorban végezzük, illetve hogy a betegség kialakulásához milyen is az időbeli viszonya: a prenatalis tesztelés során az anyaméhben fejlődő magzat szöveteiből vett mintákban (amnionfolyadékban úszó vagy a magzati eredetű méhlepényhez tarrtozó chorionboholy vagy a köldökzsinór sejtjei jól reprezentálják a magzat genetikai összetételét), a posztnatális mintákban gyakran vérből, nyálkahártyakaparékból vagy bőrből vesszük a vizsgálati mintát. Ritkán lehetőség van egy a családban feltárt örökletes betegség kialakulását már az első tünetek megjelenése előtt előrejelezni (preszimptómás tesztelés).

1. tablazat: 1. táblázat További példák az egyes genetikai tesztelési alkalmazásokra. (*A disztális izomgyengeséggel és atrophiával, valamint szenzoros kieséssel, csökkent ingerületvezetési sebességgel járó AD öröklődő Charcot-Marie-Tooth betegség 1-es típusának hátterében az esetek 70-80%-ában egy 1,5Mb mérteű duplikáció mutatható ki

A kutatási célú genetikai vizsgálatokat arra is használják, hogy többet megtudjanak a gének variánsainak egészséggel és betegségekkel való összefüggéseikről. Előfordulhat, hogy az eredmények nem segítik közvetlenül a résztvevőket, de mások számára előnyökkel járhatnak, segítve a kutatókat az emberi test működésének megértésében.