© Copyright by Wydawnictwo Naukowe PWN S.A., Warszawa 2023

Wszystkie prawa zastrzeżone.

Przedruk i reprodukcja w jakiejkolwiek postaci całości bądź części książki bez pisemnej zgody wydawcy są zabronione.

Autorzy i Wydawnictwo dołożyli wszelkich starań, aby wybór i dawkowanie leków w tym opracowaniu były zgodne z aktualnymi wskazaniami i praktyką kliniczną. Mimo to, ze względu na stan wiedzy, zmiany regulacji prawnych i nieprzerwany napływ nowych wyników badań dotyczących podstawowych i niepożądanych działań leków, Czytelnik musi brać pod uwagę informacje zawarte w ulotce dołączonej do każdego opakowania, aby nie przeoczyć ewentualnych zmian we wskazaniach i dawkowaniu. Dotyczy to także specjalnych ostrzeżeń i środków ostrożności. Należy o tym pamiętać, zwłaszcza w przypadku nowych lub rzadko stosowanych substancji.

Recenzent: dr n. med. Łukasz Przysło
Kierownik Kliniki Neurologii Rozwojowej i Epileptologii Instytutu „Centrum Zdrowia Matki Polki” w Łodzi; wiceprzewodniczący Zarządu Głównego Polskiego Towarzystwa Neurologów Dziecięcych

Wydawca: Anna Plewa

Redaktor prowadzący: Barbara Nowak-Pacholczak

Redaktor merytoryczny: Arkadiusz Gudowski

Producent: Marta Kubica

Projekt okładki i stron tytułowych: Lidia Michalak-Mirońska

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2023r. (Wydanie I)

Warszawa 2023

PZWL Wydawnictwo Lekarskie

ISBN 978-83-01-23119-4

ISBN 978-83-01-23119-4

DOI: https://doi.org/10.53271/2023.024

Wydawnictwo Naukowe PWN S.A.

ul. G. Daimlera 2

02-460 Warszawa

pwn.pl

Księgarnia wysyłkowa:

tel. 42 680 44 88; infolinia: 801 33 33 88

e-mail: wysylkowa@pzwl.pl

Skład wersji elektronicznej na zlecenie Wydawnictwo Naukowe PWN S.A.:
Michał Latusek

Informacje w sprawie współpracy reklamowej: BR.PZWL@pwn.pl

AUTORZY

Dr n. med. Jakub Behrendt

Klinika Intensywnej Terapii i Patologii Noworodka, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Dr n. biol. Karolina Chwiałkowska

Centrum Bioinformatyki i Analizy Danych, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku

Dr hab. n. med. Ewa Emich-Widera, prof. SUM

Katedra i Klinika Neurologii Dziecięcej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Dr n. med. Sylwia Górczyńska-Kosiorz

Pracownia Cytogenetyki i Genetyki Molekularnej, Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny nr 1 im. prof. S. Szyszko, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Lek. Milena Greczan

Klinika Pediatrii, Żywienia i Chorób Metabolicznych, Instytut „Pomnik-Centrum Zdrowia Dziecka” w Warszawie

Dr n. med. Anna Jakubiuk-Tomaszuk

Klinika Neurologii Dziecięcej, Uniwersytecki Dziecięcy Szpital Kliniczny im. L. Zamenhofa w Białymstoku

Prof. dr hab. n. med. Aleksandra Jezela-Stanek

Zakład Genetyki i Immunologii Klinicznej, Instytut Gruźlicy i Chorób Płuc w Warszawie

Dr n. med. Beata Kazek

Centrum Wspomagania Rozwoju PERSEVERE Sp. z o.o. w Katowicach

Dr n. biol. Urszula Korotko

Centrum Bioinformatyki i Analizy Danych, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku

Mirosław Kwaśniewski

Centrum Bioinformatyki i Analizy Danych, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku

Dr n. o zdr. Urszula Lechowicz

Zakład Genetyki i Immunologii Klinicznej, Instytut Gruźlicy i Chorób Płuc w Warszawie

Dr hab. n. med. Patryk Lipiński

Klinika Pediatrii, Żywienia i Chorób Metabolicznych, Instytut „Pomnik-Centrum Zdrowia Dziecka” w Warszawie

Dr hab. n. med. Hanna Mierzewska, prof. IMiD

Klinika Neurologii Dzieci i Młodzieży, Instytut Matki i Dziecka w Warszawie

Dr n. chem. Magdalena Niemira

Laboratorium Genomiki i Analiz Epigenetycznych, Centrum Badań Klinicznych, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku

Dr hab. n. med. Tadeusz Osadnik

Katedra i Zakład Farmakologii, Wydział Nauk Medycznych w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach; Poradnia Genetyczna i Diagnostyki Prenatalnej, Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny nr 1 im. Prof. S. Szyszko w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Dr hab. n. med. Justyna Paprocka, prof. SUM

Katedra i Klinika Neurologii Dziecięcej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Mgr Agnieszka Podbioł-Palenta

Pracownia Cytogenetyki i Genetyki Molekularnej, Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny nr 1 im. prof. S. Szyszko, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Dr n. med. Dariusz Rokicki

Klinika Pediatrii, Żywienia i Chorob Metabolicznych, Instytut „Pomnik-Centrum Zdrowia Dziecka” w Warszawie

Dr n. med. Adriana Roży

Zakład Genetyki i Immunologii Klinicznej, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku

Dr hab. n. med. Krzysztof Szczałuba

Zakład Genetyki Medycznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny

Prof. dr hab. n. med. Robert Śmigiel

Katedra i Klinika Pediatrii, Endokrynologii, Diabetologii i Chorób Metabolicznych, Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu

Dr n. med. Agnieszka Tomaszewska

Poradnia Genetyczna i Diagnostyki Prenatalnej, Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny nr 1 im. Prof. S. Szyszko w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Prof. dr hab. n. med. Anna Tylki-Szymańska

Klinika Pediatrii, Żywienia i Chorób Metabolicznych, Instytut „Pomnik-Centrum Zdrowia Dziecka” w Warszawie

Dr n. med. Angelika Wawrzkiewicz-Witkowska

Poradnia Genetyczna i Diagnostyki Prenatalnej, Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny nr 1 im. Prof. S. Szyszko w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Lek. Dorota Wesół-Kucharska

Klinika Pediatrii, Żywienia i Chorób Metabolicznych, Instytut „Pomnik-Centrum Zdrowia Dziecka” w Warszawie

PRZEDMOWA

By leczyć ciało ludzkie, konieczna jest wiedza o całości zjawisk.

Hipokrates

Drodzy Czytelnicy!

Czy wyobrażacie sobie obecnie neurologię dziecięcą bez diagnostyki i badań genetycznych? Dla większości jej obszarów nie jest to już na pewno możliwe. Stąd ideą napisania niniejszej książki jest potrzeba wynikająca z praktyki i wielu lat naszej wspólnej, genetyczno-neurologicznej pracy i współpracy.

Genetyka jest tak szybko rozwijającą się dziedziną nauki, że do aktualizowania wiedzy w tym zakresie nie trzeba nikogo przekonywać. Jest też narzędziem diagnostycznym, które niestety, ale niezmiennie nastręcza problemów klinicznych (zwłaszcza wyniki o niejasnym znaczeniu, gdzie brak obecnie wiedzy na temat zidentyfikowanych wariantów genów czy aberracji chromosomowych). Podstawą jest jednak opanowanie ogólnych reguł genetyki oraz zrozumienie zasad, a nade wszystko wskazań do najczęściej wykonywanych badań diagnostycznych, ponieważ istotą każdej diagnostyki są objawy i konkretny Pacjent.

Wraz z pogłębiającą się wiedzą i dostępnością testów genetycznych, nie zapominajmy nigdy, że podstawę stanowią Pacjent, wywiad rodzinny, historia naturalna choroby oraz objawy. Dopiero za tym ma miejsce badanie genetyczne, a nie odwrotnie, jak to niestety obecnie bardzo często się zdarza. Badanie genetyczne, w tym ocena chromosomów (aCGH), czy sekwencjonowanie eksomowe (WES), wymaga danych klinicznych, które kwalifikują czy uzasadniają ich wykonanie, a w dalszym etapie umożliwiają właściwą interpretację uzyskanych wyników. Bez podstaw klinicznych testy genetyczne nie mają wartości diagnostycznej.

Z tego powodu treść podręcznika została podzielona na dwie części. W pierwszej części przedstawiono klinikę i praktyczne możliwości zastosowania badań genetycznych w wybranych, częstych zaburzeniach rozwoju. Druga część to omówienie zasad testów diagnostycznych (analizy chromosomów i sekwencjonowania eksonów) oraz wybrane aspekty zaburzeń mitochondrialnego DNA.

Aleksandra Jezela-Stanek

CZĘŚĆ I

DIAGNOSTYKA KLINICZNA I DOSTĘPNE TERAPIE

  1

Zaburzenia ze spektrum autyzmu – czy wymagane jest badanie genetyczne

Beata Kazek, Ewa Emich-Widera, Aleksandra Jezela-Stanek

Część kliniczna – omówienie choroby

Autyzm to zaburzenie rozwoju o podłożu neurobiologicznym. Jest jednostką nozologiczną, której charakterystyka i rozpoznanie opiera się na objawach, bowiem etiologia i patogeneza zaburzeń ze spektrum autyzmu (ASD, autism spectrum disorder) ciągle nie są poznane. Do rozpoznania ASD konieczne jest stwierdzenie współistnienia zaburzeń komunikacji społecznej i nienormotypowych wzorców zachowania. Zaburzenia zostały ujęte w klasyfikacjach chorób i problemów zdrowotnych – międzynarodowej ICD-11 z 2022 roku, rekomendowanej przez Światową Organizację Zdrowia (WHO, World Health Organization) oraz amerykańskiej DSM-5 z 2013 roku (tab. 1.1).

Diagnozę zaburzeń ze spektrum autyzmu stawia lekarz psychiatra na podstawie wywiadu, badania i obserwacji pacjenta, wyników badania psychopedagogicznego, logopedycznego oraz opinii z pobytu dziecka w placówkach edukacyjnych, czy grupach terapeutycznych. Z dostępnych obecnie narzędzi do diagnoz najczęściej wykorzystywany jest zestaw kwestionariuszy do diagnozy spektrum autyzmu ASRS (autism spectrum rating scales), a przede wszystkim, uznawany za złoty standard diagnostyczny, test ADOS-2 (autism diagnosis observation schedule) – protokół obserwacji do diagnozowania zaburzeń ze spektrum autyzmu. Szacuje się, że częstość występowania zaburzeń ze spektrum autyzmu wynosi 1–2% populacji ogólnej.

Tabela 1.1. Zaburzenia ze spektrum autyzmu w obowiązujących klasyfikacjach chorób i problemów zdrowotnych

Pomimo wieloletnich, szeroko zakrojonych badań nad etiologią ASD, nadal nie udało się wykryć czynnika sprawczego. Etiologia ASD pozostaje nieznana, podstawową rolę przypisuje się czynnikom genetycznym z wyzwalającym udziałem czynników środowiskowych (przedkoncepcyjnych, płodowych, ciążowo-porodowych, wczesnorozwojowych, w tym infekcyjnych, autoimmunologicznych, toksycznych i destabilizujących homeostazę).

Analizy populacyjne wskazują, iż spośród zaburzeń neuropsychiatrycznych wieku rozwojowego autyzm jest najczęściej występującym zaburzeniem uwarunkowanym genetycznie. Badania prowadzone wśród bliźniąt z autyzmem wykazały, że odziedziczalność waha się w granicach 64–91%. Podobnie dane populacyjne z Danii, Szwecji, Finlandii, Izraela i Australii Zachodniej potwierdzają, że mediana odziedziczalności w autyzmie wynosi 80,8%. Jeśli u osoby z ASD nie zidentyfikowano dziedzicznego czynnika etiologicznego, ryzyko dla kolejnego potomstwa (rodzeństwa osoby chorej) wynosi ok. 10–20%. Ryzyko wystąpienia ASD u rodzeństwa rośnie, jeśli probant (osoba, u której wystąpiły zaburzenia) jest płci żeńskiej oraz jest większe u rodzeństwa płci męskiej. Również ryzyko powtórzenia jest znacznie wyższe, jeśli dwoje rodzeństwa już jest dotkniętych chorobą – wtedy wzrasta do 30–50%. Natomiast w sytuacji, gdy zidentyfikowano wariant genetyczny de novo, ryzyko powtórzenia się zaburzenia u rodzeństwa jest równe częstości występowania ASD w populacji (ok. 1%), zwiększone o ryzyko chorób genetycznych związanych z wiekiem rodziców.

Kolejnym potwierdzeniem wpływu genetyki na rozpowszechnienie ASD jest wyraźna predylekcja występowania zaburzenia do płci – chłopcy istotnie częściej zapadają na ASD. Diagnozy ASD u płci męskiej są stawiane nawet 4 razy częściej niż u płci żeńskiej. Według części badaczy i praktyków proporcja ta może być zachwiana na niekorzyść kobiet i dziewcząt wskutek niedodiagnozowania trudności neurorozwojowych w tej grupie.

Dotychczas nie ustalono pojedynczego genu odpowiadającego za autyzm. Zidentyfikowano ponad 100 genów zaangażowanych w możliwy rozwój ASD. Może się to dokonywać za pośrednictwem zmienionej komunikacji neuronalnej, czy wskutek rozregulowania ekspresji genów podczas rozwoju mózgu.

Zaburzenia ze spektrum autyzmu mogą przebiegać bez innych trudności rozwojowych, kiedy zaburzeniom tym nie towarzyszą żadne znane nieprawidłowości dotyczące funkcjonowania układu nerwowego, czyli występuje postać przez niektórych autorów określana mianem czystego autyzmu (pure autism). Zaburzenia autystyczne mogą również być jednym z objawów u pacjenta, który cierpi na inne schorzenie podstawowe, w przebiegu którego zaburzenia autystyczne stanowią jedną z manifestacji problemów zdrowotnych – mówi się wtedy o autyzmie syndromologicznym (objawowym, zespołowym). W autyzmie zespołowym, obok cech autystycznych, mogą pojawić się poważne deficyty motoryczne, padaczka lekooporna, opóźnienie/regres rozwoju psychoruchowego, cechy dysmorfii czy też objawy nieneurologiczne.

Czynniki genetyczne mogą stanowić podłoże etiologiczne u 5–25% dzieci z rozpoznanym autyzmem. Zaburzenia ze spektrum autyzmu mogą być związane z zespołami genetycznymi wtórnymi do zmiany liczby chromosomów, powstałymi w procesie duplikacji, delecji i translokacji, uwarunkowanymi monogenowo, a także wskutek zmian w wielu genach. Do najczęściej spotykanych należą: zespół łamliwego chromosomu X (Fra X): 1–2%, stwardnienie guzowate: 1%, zespół Retta: 0,5%, zespół Angelmana, neurofibromatoza: < 1%. Inne wymieniane przez badaczy to rzadkie mikrodelecje lub defekty pojedynczego genu związane z ASD, w tym zespół Downa, zespół Williamsa, zespół Cowdena, zespół Sotosa, zespół Moebiusa oraz zespół Smitha, Lemliego i Opitza.

Zaburzenia ze spektrum autyzmu mogą również być przejawem wrodzonych zaburzeń neurometabolicznych, szczególnie w postaciach przebiegających z regresem rozwoju o nieznanej etiologii. Zgodnie z wytycznymi American College of Medical Genetics (ACMG) skrining w kierunku chorób metabolicznych jest uzasadniony, jeśli zaburzeniom autystycznym towarzyszą: napady padaczkowe, zaburzenia ruchowe, w tym objawy pozapiramidowe (głównie dystonia, parkinsonizm), zaburzenia wzrostu i odżywiania, wymioty (w tym cykliczne), zaburzenia świadomości, ale również nadmierna senność, zaburzenia dermatologiczne.

Wrodzone wady metabolizmu (WWM) związane z deficytem enzymatycznym lub zaburzeniami transportu białek występują z częstością 1 : 8000 urodzeń. WWM odpowiadają za 5% patogenezy całościowych zaburzeń rozwoju. W obrazie klinicznym niektórych chorób neurometabolicznych mogą występować cechy autystyczne, np. w: hiperamonemiach pierwotnych, drgawkach pirydoksynozależnych, zespole Smitha, Lemliego i Opitza, deficycie liazy adenylobursztynianowej, deficycie dehydrogenazy semialdehydu bursztynianu, deficycie kreatyniny, zaburzeniach transportera glukozy GLUT (glucose transporter), niektórych chorobach mitochondrialnych, chorobie Sanflippo, acydurii propionowej.

Różnicowanie

W diagnostyce różnicowej ASD należy uwzględnić inne zaburzenia rozwoju mowy, komunikacji, w tym komunikacji społecznej, zaburzenia funkcjonowania zmysłów oraz zaburzenia zachowania (tab. 1.2).

Tabela 1.2. Diagnostyka różnicowa zaburzeń ze spektrum autyzmu – wybrane zaburzenia

Opis zaburzenia

Afazja rozwojowa

Zaburzenia rozwoju mowy (rozumienia, nadawania) spowodowane wczesnym (prenatalnym, okołoporodowym, wczesnodziecięcym) uszkodzeniem struktur kory mózgowej lewej półkuli mózgu, odpowiedzialnej za odbiór, przetwarzania i zapamiętywanie informacji językowych

Afazja u dzieci

Rozpad istniejącego już wcześniej systemu językowego w następstwie uszkodzenia struktur lewej półkuli mózgu, powodujący wtórne zaburzenia funkcji poznawczych i językowych

Alalia

Brak lub znaczne zaburzenia rozwoju mowy (powtarzania, rozumienia, nadawania) spowodowane brakiem dominacji lewej półkuli mózgu dla przetwarzania języka oraz obniżeniem sprawności sekwencyjnego przetwarzania informacji

Zaburzenia słuchu obwodowego

Podstawą prawidłowego rozwoju mowy jest sprawnie działający słuch; z procesem słyszenia ma związek umiejętność mówienia i kontakt słowny z otoczeniem – słuch odpowiada nie tylko za słyszenie i rozumienie innych, ale również za autokontrolę własnej mowy; zaburzenia słuchu i wtórne do nich zaburzenia komunikacji, szczególnie u dziecka z niższymi możliwościami poznawczymi lub współwystępującymi zaburzeniami w zakresie innych zmysłów (np. wzroku), mogą istotnie zmienić funkcjonowanie i zachowanie dziecka

Niepełnosprawność umysłowa

Rozpoznanie zawiera dwa kryteria – niską sprawność procesów poznawczych oraz zmniejszoną kompetencję społeczną – pozostają one w oczywistym związku z neurobiologią, ale również pod głębokim wpływem czynników społecznych i kulturowych

Zaburzenia przetwarzania sensorycznego, w tym zaburzenia przetwarzania słuchowego

Integracja sensoryczna to proces odbierania, przetwarzania i organizowania docierających do ciała bodźców ze wszystkich układów zmysłów; w zaburzeniach ujawnia się nieumiejętność wykorzystania otrzymywanych przez zmysły informacji w celu płynnego, codziennego funkcjonowania

Nadpobudliwość psychoruchowa/zaburzenia hiperkinetyczne z deficytem uwagi i samokontroli zachowania

Wyraźnie nieprawidłowe nasilenie zaburzeń uwagi, nadmiernej aktywności i niepokoju występujące w różnych sytuacjach i utrzymujące się w czasie

Reaktywne zaburzenia przywiązania w dzieciństwie

Początek przed 15. r.ż., na zaburzenia składają się silnie sprzeczne lub ambiwalentne reakcje społeczne, zaburzenia emocjonalne przejawiające się brakiem reaktywności emocjonalnej, reakcjami wycofania, reakcjami agresywnymi wobec złego samopoczucia u siebie oraz innych i/lub bojaźliwym nadmiarem czujności

Mutyzm wybiórczy

Ekspresja i rozumienie języka w szerokiej normie rozwojowej, niemożność mówienia w specyficznych sytuacjach, w których mówienie jest w sposób naturalny oczekiwane, np. w szkole

Zasady diagnostyki, w tym badania genetyczne

Z uwagi na brak jednego, wspólnego czynnika etiologicznego oraz niejednorodny obraz kliniczny – począwszy od wysoko funkcjonujących osób z czystym autyzmem, po pacjentów z autyzmem objawowym, ze sprzężonymi niepełnosprawnościami i schorzeniami współwystępującymi – nie ma jednego badania z zasobów diagnostyki medycznej, które powinno być przeprowadzone u wszystkich pacjentów z ASD.

Osoby ze zdiagnozowanymi przez psychiatrę zaburzeniami ze spektrum autyzmu powinny być konsultowane i monitorowane przez pediatrę/internistę oraz, w zależności od potrzeb zdrowotnych, przez lekarzy: neurologa, genetyka, audiologa, okulistę, gastrologa, endokrynologa. Obraz kliniczny uzasadnia podejmowanie dalszych kroków diagnostycznych.

Diagnostyka genetyczna

Ogólnie można powiedzieć, że badanie wariantów liczby kopii (CNV) i sekwencjonowanie, tj. identyfikacja wariantów pojedynczych nukleotydów (SNV) są metodami umożliwiającymi analizę wszystkich 23 par chromosomów i DNA mitochondrialnego (mtDNA) w poszukiwaniu mutacji, które mogą być związane z chorobą. Badania te stanowią podstawę badań genetycznych również w kierunku identyfikacji genetycznego podłoża ASD. Istnieją jednak zmiany genetyczne niemożliwe do identyfikacji wyżej wymienionymi metodami. W określonych sytuacjach klinicznych konieczne więc bywa zlecenie jeszcze innych badań specjalistycznych, w tym badania w kierunku zespołu łamliwego chromosomu X, analizy mtDNA, zaburzeń metylacji dla zespołu Angelmana czy polimorfizmów dla celów analizy czynników farmakogenetyki. Sekwencjonowanie całego genomu (WGS), które coraz szerzej wchodzi na rynek, może wykrywać warianty zarówno duże, jak i małe, więc w niektórych przypadkach także dać odpowiedź na pytania dotyczące powyższych testów specjalistycznych. Należy też pamiętać, że dokładność badania aCGH jest różna, zależnie od zastosowanej macierzy, a w ramach badania całego eksomu (WES), z uwagi na stosowane przez konkretne laboratorium algorytmy i oprogramowanie, możliwa jest też identyfikacja zmian CNV, disomii jednorodzicielskiej czy potwórzenia trinukleotydów. W tabeli 1.3 przedstawiono podsumowanie badań genetycznych stosowanych w ASD.

Badanie WGS

Genom jest definiowany jako cały materiał dziedziczny człowieka w postaci DNA, stąd celem WGS jest zsekwencjonowania go w całości. W praktyce najnowsze analizy WGS zapewniają analizę sekwencji eksomu (WES), lecz także większości pozostałego genomu (fragmentów niekodujących), chociaż wysoce powtarzalne obszary nie są uwzględniane. W sumie WGS analizuje kilkakrotnie większy obszar niż WES. Chociaż coraz więcej wariantów związanych z chorobą identyfikowanych jest poza eksomem, ich liczba jest nadal niewielka porównaniu z liczbą wariantów związanych z chorobą, które raportowane są w obrębie eksomu.

Obecnie w wielu ośrodkach akademickich i nowoczesnych laboratoriach WGS powoli zastępuje WES. Po co jednak sekwencjonować kilka razy więcej DNA, aby zapewnić stosunkowo niewielki wzrost wydajności diagnostycznej? WGS obejmuje na ogół detekcję dużych CNV, a w wielu laboratoriach także zapewnia informacje o powtórzeniach trinukleotydowych (co ma znaczenie np. w diagnostyce zespołu łamliwego chromosomu X), mtDNA (niektóre laboratoria z doskonałym pokryciem) i farmakogenetyce. WGS może być po prostu ostatecznie tańsze i wygodniejsze niż zlecanie wszystkich tych badań osobno. WGS to także inwestycja w przyszłość, ponieważ liczba wariantów pozaeksomowych związanych z chorobami jest coraz większa.

Tabela 1.3. Genetyczne badania diagnostyczne zalecane w przypadku ASD

Test genetyczny

Wskazanie do analizy

Charakterystyka

Warianty liczby kopii (CNV), czyli analiza chromosomów metodą mikromacierzy (aCGH)

Wszystkie przypadki ASD, jeśli nie zleca się analizy WGS lub nie stosuje algorytmów bioinformatycznych przeznaczonych do tego typu analiz w badaniu WES

Tradycyjnie wykonywane za pomocą technologii mikromacierzy, ostatnio wiele laboratoriów oferuje taką samą lub lepszą rozdzielczość za pomocą sekwencjonowania

Sekwencjonowanie całego eksomu (WES)/sekwencjonowanie całego genomu (WGS)

Wszystkie przypadki ASD, jeśli nie zleca się analizy WGS lub nie stosuje algorytmów bioinformatycznych przeznaczonych do tego typu analiz w badaniu WES. Pojawiająca się alternatywa dla zindywidualizowanych testów dla wszystkich przypadków ASD

WES zastępuje sekwencjonowanie panelowe. W wielu laboratoriach WGS obejmuje zakres analizy WES, CNV, FraX, mtDNA i/lub PGx

Zespół łamliwego chromosomu X (FraX)

Wszystkie przypadki ASD, jeśli nie wykonano analizy WGS

Może, ale nie musi być włączony jako część analizy WGS (należy sprawdzić w laboratorium)

Mitochondrialne DNA (mtDNA)

Wszystkie przypadki ASD, jeśli nie są objęte analizą WGS. Szczególnie ważne w autyzmie regresywnym, w obecności objawów somatycznych (ból, zmęczenie, nudności, depresja itp.) lub z jakimikolwiek współwystępującymi schorzeniami neurologicznymi, neurorozwojowymi lub wieloukładowymi

Może, ale nie musi być włączony jako część WES lub WGS (należy sprawdzić w laboratorium). Trzeba sprawdzić także, czy pokrycie ocenianego genomu jest odpowiednie

Zespół Angelmana

Analiza zaburzeń imprintingu/metylacji w regionie 15q11-13. Pacjenci z klinicznym podejrzeniem, zwłaszcza w przypadku braku mowy, padaczki, nieprawidłowych ruchów, specyficznych zaburzeń behawioralnych lub dysmorficznych rysów twarzy

Obecnie w przypadku wskazania do wykonania tego testu, należy go zamówić osobno

Farmakogenetyka (PGx)

Gdy planowane są leki psychotropowe

Umożliwia przepisanie właściwego leku w odpowiedniej dawce

Postępowanie terapeutyczne

Wobec braku znanej przyczyny zaburzeń autystycznych u zdecydowanej większości pacjentów autystycznych nie można wdrożyć leczenia przyczynowego. Na obecnym etapie pozostaje skupianie się na postępowaniu objawowym. W terapii zaburzeń ze spektrum autyzmu ważne jest ustalenie potrzeb dziecka i rodziny. Terapia najczęściej przebiega w sposób zindywidualizowany, obejmując, w zależności od potrzeb, pomoc psychopedagogiczną, zajęcia logopedyczne, fizjoterapię z terapią SI. Dzięki współpracy lekarzy specjalistów i terapeutów możliwe jest wprowadzanie dodatkowych zajęć terapeutycznych, w tym np. treningów słuchowych, terapii metodą BFB (biofeedback). Nie do przecenienia są treningi umiejętności społecznych, które dają szansę na wykorzystanie w praktyce umiejętności nabywanych podczas indywidualnych terapii. Dla wielu pacjentów poważnym wsparciem może być również terapia żywieniowa. Niezwykle istotny jest czynny udział rodziców i opiekunów w terapii – warunkiem powodzenia działań terapeutycznych prowadzonych przez specjalistów jest ich kontynuacja i utrwalanie w naturalnym środowisku rozwoju dziecka, którym jest dom i grupa rówieśnicza. Nierzadko osoby autystyczne są poddawane farmakoterapii – niemniej nie ma leku na autyzm, leki służą poprawie funkcjonowania, koncentracji uwagi, korekcie nastroju, wyrównaniu samoregulacji (w tym snu i jedzenia), czy zmniejszeniu tików, zaburzeń obsesyjno-kompulsywnych, hiperaktywności lub zachowań trudnych.

W przypadku autyzmu syndromologicznego leczenie obejmuje również sprzężone z autyzmem objawy i dolegliwości. Ustalenie podłoża etiologicznego, w tym defektów molekularnych, immunologicznych czy neurometabolicznych, daje szansę na podjęcie działań ukierunkowanych na przyczynę.

Wytyczne dla rodziny, w tym w zakresie badań genetycznych 

Użyteczne dla celów klinicznych wydaje się wykonywanie badań genetycznych, zwłaszcza w przypadku autyzmu syndromologicznego, czyli współistniejącego z wadami wrodzonymi, dysmorfią, opóźnieniem rozwoju psychoruchowego lub w związku z obciążonym wywiadem rodzinnym.

Dodatkowo warto zauważyć, że jeśli wynik badania genetycznego potwierdzi rzadki defekt genetyczny, istnieje możliwość odnalezienia (np. za pomocą mediów społecznościowych) rodziny, w której dziecko ma ten sam deficyt genetyczny. Kontakt z takimi rodzinami umożliwia skorzystanie z wypróbowanego doświadczenia w obliczu wielu problemów, których rozwiązania na próżno byłoby szukać w podręcznikach.

Istnieje więc wiele wyzwań związanych z badaniami genetycznymi oraz poradnictwem w zaburzeniach ze spektrum autyzmu. Bez wątpienia jednak diagnostyka genetyczna ma swoje uzasadnione miejsce w wielospecjalistycznej opiece nad osobami ze spektrum autyzmu.

Piśmiennictwo 1. Bai D., Yip B.H.K., Windham G.C. i wsp.: Association of genetic and environmental factors with autism in a 5-country cohort. JAMA Psychiatry. 2019, 76(10): 1035–1104. 2. Baird G., Simonoff F., Pickles A. i wsp.: Prevalence of disorders of the autism spectrum in population cohort of children in South Thames the Special Needs and Autism Project (SNAP). Lancet. 2006, 368: 210–215. 3. Baxter A.J., Brugha T.S., Erskine H.E. i wsp.: The epidemiology and global burden of autism spectrum disorders. Psychol. Med. 2015, 45: 601–613. 4. Cieszyńska-Rożek J.: Metoda Krakowska wobec zaburzeń rozwoju dzieci. Z perspektywy fenomenologii, neurobiologii i językoznawstwa. Wydawnictwo Omega Stage Systems, 2013. 5. Hankus M., Kazek B., Paprocka J. i wsp.: Preconception risk factors for autism spectrum disorder – a pilot study. Brain Sci. 2020, 10(5): 293. 6. Idring S., Pai D., Dalman C. i wsp.: Autism spectrum disorders in the Stockholm design: prevalance and validity. PLoS One. 2012, 7: e41280. 7. Jokiranta-Olkoniemi E., Cheslack-Postava K., Sucksdorff D. i wsp.: Risk of psychiatric and neurodevelopmental disorders among siblings of probands with autism spectrum disorders. JAMA Psychiatry. 2016, 73(6): 622–629. 8. Kim Y.S., Leventhal B.L., KochY.J. i wsp.: Prevalece of autism spectrum disorders in a total population sample. A. J. Psychiatry. 2011, 68: 459–65. 9. Kreiman B.L., Boles R.G.: State of the Art of Genetic Testing for Patients With Autism: A Practical Guide for Clinicians. Semin. Pediatr. Neurol. 2020, 34: 100804. 10. Ozonoff S., Young G.S., Carter A. i wsp.: Recurrence risk for autism spectrum disorders: A baby siblings research consortium study. Pediatrics. 2011, 128(3): e488–e495. 11. Palmer N., Beam A., Agniel D. i wsp.: Association of sex with recurrence of autism spectrum disorder among siblings. JAMA Pediatrics. 2017, 171(11): 1107–1112. 12. Paprocka J.: Autyzm i choroby neurometaboliczne. W: Autyzm u dzieci – wiedza kliniczna (red. E. Emich-Wiodera, B. Kazek, J. Paprocka). PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2022. 13. Rynkiewicz A., Janas-Kozik M., Słopień A.: Dziewczęta i kobiety z autyzmem. Psychiatr. Pol. 2019, 53(4): 737–752. 14. Satterstrom F.K., Kosmicki J.A., Wang J. i wsp.: Large-Scale Exome Sequencing Study Implicates Both Developmental and Functional Changes in the Neurobiology of Autism. Cell. 2020, 180(3): 568–584. e23. 15. Shuid A.N., Jayusman P.A., Shuid N. i wsp.: Association between Viral Infections and Risk of Autistic Disorder: An Overview. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2021, 18: 2817. 16. Tick B., Bolton P., Happé F. i wsp.: Heritability of autism spectrum disorders: a meta-analysis of twin studies. J. Child. Psychol. Psychiatry. 2016, 57(5): 585–595. 17. Vorstman J.A.S., Parr J.R., Moreno-De-Luca D. i wsp.: Autism genetics: Opportunities and challenges for clinical translation. Nature Reviews Genetics. 2017, 18(6): 362–376. 18. Werling D.M., Geschwind D.H.: Recurrence rates provide evidence for sex-differential, familial genetic liability for autism spectrum disorders in multiplex families and twins. Molecular Autism. 2015, 6: 27. 19. Wiliams J.G., Higgins J.P., Brayne C.E. i wsp.: Systematic review of prevalence of sudies of autism spectrum disorders. Arch. Dis. Child. 2006, 91: 8–15. 20. Yeargin-Alopp M., Rice C., Karapurkar T. i wsp.: Prevalence of autism in US metropolitan area. JAMA. 2003, 289: 49–55.

2

Terapie spersonalizowane w leczeniu padaczek

Justyna Paprocka, Aleksandra Jezela-Stanek

W ostatnich dwóch dekadach postępy w technikach analiz genetycznych, takich jak macierze oligonukleotydowe (aCGH) oraz sekwencjonowanie nowej generacji (NGS), pozwoliły na identyfikację przyczyn wielu zespołów padaczkowych/encefalopatii padaczkowych i/lub rozwojowych. Ponad połowa wszystkich padaczek ma podłoże genetyczne, a defekty pojedynczych genów, istotnych dla funkcjonowania kanałów jonowych lub receptorów neuroprzekaźników, zostały powiązane z kilkoma dziedzicznymi postaciami padaczki, także z tymi, które wcześniej klasyfikowano jako idiopatyczne, oraz z niektórymi postaciami ogniskowymi i zmianami chorobowymi, a także ze specyficznymi encefalopatiami rozwojowymi.

Termin „medycyna spersonalizowana” odnosi się do leczenia z wykorzystaniem terapii ukierunkowanej molekularnie, z uwzględnieniem specyficznej patofizjologii choroby. Jest to przeciwieństwo podejścia one-size-fits-all, w którym leczenie jest opracowywane dla ogółu chorych, jedynie z minimalnym uwzględnieniem różnic między nimi albo nawet bez niego. Padaczka stanowi interesujący, choć trudny obszar w personalizacji leczenia, co wynika z faktu dużej heterogenności genetycznej związanej z rozwojem i funkcjonowaniem mózgu. Jednak i na tym obszarze notuje się ogromny postęp – terapię zindywidualizowaną na podstawie genu sprawczego, a nawet specyficznego wariantu molekularnego. W tabeli 2.1 wymieniono kilka przykładów leczenia ukierunkowanego stosowanego w genetycznie uwarunkowanych zespołach padaczkowych/encefalopatiach padaczkowych i/lub rozwojowych. Ich charakterystyka została przedstawiona w dalszej części rozdziału.

Tabela 2.1. Przykłady leczenia ukierunkowanego stosowanego w genetycznie uwarunkowanych zespołach padaczkowych

Zespół [MIM]

Gen

Potencjalne leczenie farmakologiczne

Padaczka zależna od pirydoksyny, EPD [266100]

ALDH7A1

Pirydoksyna 100 mg i.v., do maksymalnej dawki 500 mg i.v. (ryzyko wystąpienia bezdechu, niewydolności oddechowej); rekomendowana dawka pirydoksyny do leczenia długoterminowego: 15–30 mg/kg m.c. u niemowląt oraz do 200 mg/dobę u noworodków

Padaczka ogniskowa z zaburzeniami mowy i z zaburzonym rozwojem intelektualnym lub bez niego, FESD [245570]

GRIN2A

GoF: antagoniści receptora NMDAR: memantyna, ketamina

Potencjalna korzyść: glicyna, D-seryna

Encefalopatia rozwojowa i padaczkowa 27, DEE27 [616139]

Zaburzenia rozwoju intelektualnego autosomalnie dominujące 6, z napadami lub bez nich, MRD6 [613970]

GRIN2B

GoF: antagoniści receptora NMDAR: memantyna, ketamina

Potencjalna korzyść: glicyna, D-seryna

Encefalopatia rozwojowa i padaczkowa 32, DEE32 [616366]

KCNA2

LoF: retygabina

Encefalopatia rozwojowa i padaczkowa 7, DEE7 [613720]

Drgawki łagodne noworodków 1, BFNS1 [613720]

KCNQ2

LoF: blokery kanałów sodowych

Encefalopatia rozwojowa i padaczkowa 14, DEE14 [614959]

Padaczka nocna płatów czołowych 5, ENFL5 [615005]

KCNT1

GoF: quinidine

Niedobór 5’-fosforanowej oksydazy pirydoksaminy, PNPOD [610090]

PNPO

Aktywna postać witaminy B₆ jako fosforan pirydoksalu (skuteczna u 60% chorych), pirydoksyna (40%)

Drgawki rodzinne niemowlęce z napadową choreoatetozą, ICCA [602066]

Drgawki łagodne rodzinne niemowlęce 2, BFIS2 [605751]

PRRT2

Karbamazepina, ewentualnie oksarbazepina

Encefalopatia rozwojowa i padaczkowa 6B, inna niż Dravet, DEE6B [619317]

Zespół Dravet, DRVT [607208]

Rodzinne drgawki gorączkowe 3A, GEFSP2 [604403]

Padaczka uogólniona z napadami gorączkowymi plus, typ 2, GEFSP2 [604403]

SCN1A

LoF: kwas walproinowy, benzodiazepiny, styrypentol, kannbidiol, dieta ketogenna, fenfluramina

Leki przeciwwskazane: lamotrygina, fenytoina

GoF i LoF: okskarbazepina

Encefalopatia rozwojowa i padaczkowa 11, DEE11 [613721]

Drgawki łagodne rodzinne niemowlęce 3, BFIS3 [607745]

SCN2A

< 3. miesiąca życia – GoF: wysokie dawki blokerów kanałów sodowych (karbamazepina, okskarbazepina, fenytoina, lakozamid, zonisamid). Nasilenie częstości napadów: lewetyracetam

> 3. miesiąca życia: LoF (dominujące to truncating mutation: bezodiazepiny, kwas walproinowy, styrypentol)

Encefalopatia rozwojowa i padaczkowa 13, DEE13 [614558]

SCN8A

GoF: kwas walproinowy, benzodiazepiny, styrypentol

Unikanie lewetyracetamu

Zespół niedoboru GLUT1 1, niemowlęcy, ciężki, GLUT1DS1 [606777]

Zespół niedoboru GLUT1 2, dziecięcy, GLUT1DS2 [612126]

SLC2A1

Dieta ketogenna

Stwardnienie guzowate-1, TSC1 [191100]

Stwardnienie guzowate-2, TSC2 [613254]

TSC1, TSC2

Wigabatryna, ewerolimus, kannabidiol

Nietypowa forma zespołu Retta, związana z objawami wczesnodziecięcej padaczki, CDKL5 [300203]

Ganaksolon

GoF – gain-of-function; LoF – loss-of-function.