Variantes genéticas en el exoma como responsables de las enfermedades raras en pediatría

Abstract

[ES]Introducción. La secuenciación masiva de nueva generación, o NGS, es un conjunto de técnicas moleculares que permiten identificar rápidamente el orden de los nucleótidos, siendo útil para detectar variantes genéticas. La secuenciación del exoma completo (WES) es una técnica de NGS que ha cobrado gran importancia en los últimos años, especialmente en enfermedades muy heterogéneas, como las enfermedades raras, siendo útil en enfermedades como trastornos del neurodesarrollo, talla baja o anomalías congénitas. Aunque tiene ventajas en rapidez y coste, su complejo análisis bioinformático y la limitación en la detección de ciertas alteraciones son desafíos importantes. Objetivos. Estudiar la utilidad de la secuenciación del exoma completo en el diagnóstico de las enfermedades raras en pediatría. Material y métodos. Se diseñó un estudio observacional retrospectivo realizado en pacientes pediátricos con sospecha de enfermedades raras genéticas derivados a la Unidad de Referencia de Diagnóstico Avanzado de Enfermedades Raras de Castilla y León (DiERCyL) a los que se les realizó una prueba genética de WES en los años 2019 y 2020. Resultados. Se analizan 438 pacientes con estudio de WES, con una edad de 10,76±4,97 años, siendo el 39,5% mujeres, donde el grupo de edad mayoritario es el de 10-15 años. Se reciben pacientes de todas las provincias siendo las que más derivan Burgos (31,6%) Salamanca (21,1%) y León (11,9%). Las especialidades que precisan con más frecuencia la realización de WES son neurología (47,7%) y endocrinología (23,8%). La prevalencia de características clínicas de los pacientes varía, siendo el retraso del lenguaje la más común (36,6%). El rendimiento diagnóstico de la WES en este estudio es del 52,1% sin demostrarse diferencias ni por provincias ni por especialidad. Por el contrario, se demuestran diferencias en la positividad de la prueba en relación con la alteración del fenotipo (p<0,001), microcefalia (p=0,001) y otros trastornos neurológicos. Las variantes puntuales más frecuentes son las missense (54,1%), teniendo el 78,6% de todas las variantes una interpretación patogénica o probablemente patogénica. De los 124 pacientes a los que se realiza estudio de progenitores, 54 son variantes de novo. Solo se describen 2 variantes del número de copias. Los genes NF1, PTPN11 y SCN1A son los que más frecuentemente se alteran. Conclusiones. DiERCyL recibe pacientes de todas las provincias y especialidades de pediatría, con diferentes tasas diagnósticas, pero en conjunto, con un rendimiento diagnóstico superior al encontrado en la literatura. Las variantes más frecuentes son las variantes puntuales de tipo missense, de significado patogénico y probablemente patogénico, siendo infrecuente la detección de variantes del número de copias. Se ha encontrado que la presencia de determinadas características clínicas aumenta el riesgo de resultados concluyentes.

[EN]Introduction. Next-generation sequencing (NGS) is a set of molecular techniques that allow for the rapid identification of nucleotide order, proving useful in detecting genetic variants. Whole exome sequencing (WES) is an NGS technique that has gained significant importance in recent years, especially in highly heterogeneous diseases such as rare diseases, proving helpful in conditions such as neurodevelopmental disorders, short stature, or congenital anomalies. Despite its advantages in speed and cost, its complex bioinformatic analysis and limitation in detecting certain alterations pose significant challenges. Objectives. To study the usefulness of whole exome sequencing in the diagnosis of rare diseases in pediatrics. Materials and methods. An observational retrospective study was designed, conducted on pediatric patients with suspected genetic rare diseases referred to the Reference Unit for Advanced Diagnosis of Rare Diseases of Castilla and León (DiERCyL) who underwent WES genetic testing in the years 2019 and 2020. Results. A total of 438 patients with WES studies were analyzed, with a mean age of 10.76±4.97 years, of which 39.5% were females, with the majority in the age group of 10-15 years. Patients were received from all provinces, with Burgos (31.6%), Salamanca (21.1%), and León (11.9%) being the provinces with the highest referral rates. The specialties requiring WES testing most frequently were neurology (47.7%) and endocrinology (23.8%). The prevalence of clinical characteristics varied, with language delay being the most common (36.6%). The diagnostic yield of WES in this study was 52.1%, with no differences demonstrated by province or specialty. However, differences were observed in test positivity related to phenotype alteration (p<0.001), microcephaly (p=0.001), and other neurological disorders. The most frequent single nucleotide variants were missense mutations (54.1%), with 78.6% of all variants having a pathogenic or likely pathogenic interpretation. Out of 124 patients who underwent parental studies, 54 had de novo variants. Only 2 copy number variants were described. The genes NF1, PTPN11, and SCN1A were the most frequently altered. Conclusions. DiERCyL receives patients from all provinces and pediatric specialties, with different diagnostic rates, but overall, with a diagnostic yield superior to that found in the literature. The most frequent variants are missense mutations, with pathogenic or likely pathogenic significance, and the detection of copy number variants is infrequent. It has been found that the presence of certain clinical characteristics increases the risk of conclusive results.