Genetische Diagnostik in der pädiatrischen Rheumatologie

Bei der Identifikation neuer Krankheitsgene muss zunächst zwischen Assoziationsstudien, Kopplungsanalysen und Screening-Ansätzen, die mittels NGS durchgeführt werden, unterschieden werden. Bei genomweiten Assoziationsstudien (genome-wide-association-study: GWAS) werden die Genotypen möglichst großer Fall- und Kontrollgruppen miteinander verglichen. Wenn ein allelischer Polymorphismus (single nucleotide polymorphism: SNP, d. h. ein spezifischer Basenaustausch) statistisch signifikant gehäuft in der Fallgruppe autritt, so spricht man von einer mit dem Phänotyp assoziierten Variante. Im Idealfall liegt dieser Basenaustausch in einem bereits bekannten Gen, dessen Produkt und Funktion bekannt sind. Das ist jedoch häufig nicht der Fall, denn GWAS basieren üblicherweise auf der Genotypisierung häufiger Sequenz-Polymorphismen (SNPs). Der „lead-SNP“ ist daher nicht notwendigerweise mit der kausalen Mutation gleichzusetzen. Die für den Phänotyp ursächliche Sequenzveränderung kann z. B. mit dem assoziierten SNP im Kopplungsungleichgewicht stehen und selbst nicht Teil des initialen Sets getesteter SNP-Fragmente sein. Viele SNPs sind noch keinem konkreten Gen zugeordnet und daher bezüglich ihrer Funktion unverstanden. Eine sich an die GWAS anschließende Feinkartierung und Sequenzierung kann helfen diese Frage klären (Li et al. 2015). An dieser Stelle soll als Beispiel eines in der Kinderrheumatologie durchgeführten GWAS die Analyse von 982 Kindern mit einer systemischen JIA aufgeführt werden. Die Ergebnisse der Analyse bestätigen die starke Assoziation der HLA-Klasse-II-Moleküle mit der Erkrankung, was darauf hinweist, dass die Pathogenese der sJIA auch von Elementen der adaptiven Immunität geprägt ist (Ombrello et al. 2015).

Ähnlich wie die GWAS Loci im Genom aufspürt, die für die Krankheitsentstehung von Bedeutung sind, kann auch die klassische Kopplungsanalyse Hinweise auf die Regionen im Genom geben, an denen sich die ursächlichen molekulargenetischen Veränderungen befinden (Shaw und Stevens 2008). Bei monogener Vererbung, d. h. der Suche einer spezifischen Mutation innerhalb einer Familie, war früher der erste Schritt die Durchführung dieser Analysetechnik. Aufgrund der mittlerweile besseren Verfügbarkeit werden auch hier heute bereits primär eine „Whole exome Sequenzierung“ (WES) oder eine „Whole Genome Sequenzierung“ (WGS) durchgeführt und so ein Großteil der möglichen Sequenzveränderungen gesichtet.