Klinik und Genetik bei erblichen Netzhautdystrophien

Die retrospektive Kohortenstudie analysierte die medizinischen Akten von Patient:innen, die sich zwischen Juni 2019 und Juli 2023 in der Spezialsprechstunde für erbliche Netzhauterkrankungen an der Universitäts-Augenklinik Bonn vorstellten. Alle Daten wurden retrospektiv pseudonymisiert erhoben.

Die Erhebung erfolgte auf Grundlage medizinischer Dokumentationen. Erfasst wurden demografische Angaben, klinische Informationen einschließlich führender Symptome, Diagnosealter, Alter bei Symptombeginn sowie genetische Diagnosen. Altersangaben bei Symptombeginn, die nur ungenau angegeben wurden, wurden standardisiert interpretiert: „Kindesalter“ wurde als 4 Jahre, „Jugendalter“ als 14 Jahre definiert.

Die Datenakquise erfolgte mit Microsoft Excel (Version 16.89.1, Microsoft, Redmond, Washington, USA). Der Beobachtungszeitraum wurde über das Intervall zwischen der ersten und der letzten dokumentierten Konsultation bestimmt. Bei nur einer Konsultation oder mehreren innerhalb eines Kalenderjahres wurde der Beobachtungszeitraum mit 0 Jahren festgelegt.

Die klinische Diagnosestellung basierte auf der augenärztlichen Untersuchung einschließlich Funduskopie, multimodaler Bildgebung (mittels u. a. optischer Kohärenztomographie, Fundusphotographie, Blaulicht-Fundusautofluoreszenzaufnahmen und Infrarotbildgebung (meist Nah-Infrarot-Reflexion, seltener auch Nah-Infrarot-Autofluoreszenz)) und Funktionstestung wie dem Elektroretinogramm (ERG, Ganzfeld-ERG, ergänzt durch multifokales ERG bei ausgewählten Fragestellungen) sowie Gesichtsfelduntersuchungen mittels kinetischer und/oder manueller Perimetrie, abhängig von der klinischen Fragestellung und dem Krankheitsstadium. Der bestkorrigierte Visus wurde bei Erst- und Letztvorstellung dokumentiert, standardisiert in logMAR-Werten angegeben und zusätzlich als Dezimalwert in Klammern ergänzt. Falls beide Augen dokumentiert waren, wurde der Mittelwert gebildet.

Wir weisen darauf hin, dass Varianten der Klasse 3 (VUS) streng genommen keinen beweisenden Charakter besitzen. Aufgrund des retrospektiven Studiendesigns und der heterogenen zeitlichen Einordnung der genetischen Diagnostik erfolgte jedoch keine nachträgliche, standardisierte Reklassifikation aller Varianten. Eine separate Auswertung der Aufklärungsrate ausschließlich für Varianten der Klassen 4 und 5 war daher nicht valide möglich. Fälle ohne nachgewiesene krankheitsverursachende Mutation wurden ebenso vermerkt. Patienten mit fehlenden Angaben in bestimmten Variablen wurden aus den entsprechenden Einzelanalysen ausgeschlossen; die Stichprobengröße wurde jeweils in den Diagrammen ausgewiesen. Die statistische Auswertung erfolgte mit R (Version 4.0.2, R Core Team, Wien, Österreich; https://www.r-project.org/). Es kamen deskriptive und multivariable Analyseverfahren zur Anwendung.

Insgesamt wurden 1000 konsekutive Patient:innen mit erblichen Netzhauterkrankungen (51 % weiblich) eingeschlossen. Das mittlere Alter zum Zeitpunkt der Erstvorstellung betrug 40 Jahre (Spanne 0 bis 84 Jahre; ± SD 17,6 Jahre). Der bestkorrigierte Visus lag im Mittel bei 0,55 logMAR (Spanne 0,02–1,2; ± SD 0,2). Ein großer Anteil der Patient:innen (64,1 %) wurde longitudinal betreut mit einem durchschnittlichen Beobachtungszeitraum von 3,5 Jahren (Spanne 0 bis 38 Jahre, SD 5,14 Jahre) (Tab. 1).

Die häufigsten klinischen Diagnosen in der untersuchten Kohorte waren Retinitis pigmentosa (29,6 %), Makuladystrophien (16,9 %) und Morbus Stargardt (12,1 %), wobei Letztere in der weiteren Analyse zusammengefasst wurden (Makuladystrophien insgesamt 29 %). Eine hohe Anzahl von Patient:innen mit Pseudoxanthoma elasticum (PXE, 13,6 %) reflektiert die Rolle des Zentrums als nationales Referenzzentrum für diese Erkrankung. Eine detaillierte Übersicht der Patienten und ihrer Diagnoseverteilung findet sich in Tab. 1 und Abb. 1a.

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Erste Symptome von Patienten mit Erkrankungen im Retinitis-pigmentosa-Spektrum (syndromal und nichtsyndromal) wurden im Alter von durchschnittlich 17 ± 19 (0–76) Jahren angegeben und schlossen zumeist Nachtblindheit (52 %) und Gesichtsfeldausfälle (20 %) ein. Die klinische Diagnosestellung erfolgte im Durchschnitt 10 ± 11 (0–53) Jahre und die molekulargenetische Abklärung 21 ± 14 (0–73) Jahre nach den initialen Symptomen.

Patienten mit der klinischen Diagnose einer Makuladystrophie (einschließlich Morbus Stargardt) wurden durchschnittlich im Alter von 31 ± 20 (0–81) Jahren symptomatisch, meist mit einer Visusminderung (68 %) oder Photophobie (11 %). Die Diagnosestellung erfolgte bei diesen Patienten früher als bei RP-Patienten mit einer klinischen Diagnosestellung 5 ± 8 (0–43) Jahre und einer molekulargenetischen Diagnose 10 ± 12 (0–60) nach den ersten Symptomen (Abb. 3).

Im Kollektiv der Patient:innen mit Erkrankungen mit Retinitis pigmentosa (Abb. 2) wurden am häufigsten Mutationen in den Genen RPGR (n = 36), USH2A (n = 30) und EYS (n = 18) identifiziert (Abb. 2c). Bei Patient:innen mit Makuladystrophien (Abb. 3) dominierten Veränderungen in ABCA4 (n = 110), PRPH2 (n = 26) und BEST1 (n = 24). Das Spektrum der nachgewiesenen Gene sowie deren Häufigkeit sind in Tab. 2 dargestellt.

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Syndromale Formen (z. B. PXE oder Usher- oder Bardet-Biedl-Syndrom) machten 178 Patienten aus und waren überwiegend durch Mutationen in ABCC6, USH2A, BBS1, MYO7A und BBS10 charakterisiert. Eine Auflistung der Häufigkeiten der verschiedenen Gene ist in Tab. 2 zu sehen.

Internationale Kohortenstudien zu IRDs berichten insgesamt vergleichbare – wenn auch variierende – genetische Aufklärungsraten. Unsere deutsche Kohorte von 1000 IRD-Patient:innen erreichte eine diagnostische Aufklärungsrate von 78 %, was im oberen Bereich liegt. Die Vergleichbarkeit der genetischen Aufklärungsraten zwischen Studien ist jedoch durch unterschiedliche Definitionskriterien eingeschränkt. Während viele Kohorten ausschließlich pathogene oder wahrscheinlich pathogene Varianten (ACMG-Klasse 4/5) berücksichtigen, schließt unsere Analyse auch klinisch konsistente VUS (Klasse 3) ein. Aufgrund des retrospektiven Studiendesigns und fehlender standardisierter Reklassifikation aller Varianten war eine getrennte Auswertung nach Variantenklassen nicht möglich. Die berichtete Aufklärungsrate ist daher als obere Abschätzung zu verstehen.

Zum Vergleich: Stone et al. (USA) identifizierten in einer US-Kohorte von 1000 konsekutiven IRD-Familien bei 76 % der Familien eine ursächliche Mutation [24]. Ähnlich erzielte eine große italienische Einzelzentrenstudie (n = 2790 Patienten) eine Aufklärungsrate von ~73 % (2036 von 2790 Fällen) [8]. In Großbritannien wurden am Moorfields Eye Hospital über 3195 Familien molekular diagnostiziert, was einer Rate von etwa 70–80 % entspricht [18]. Diese Zahlen verdeutlichen, dass moderne Sequenzierungsstrategien typischerweise bei rund 55–75 % der IRD-Patienten eine genetische Diagnose ermöglichen [28]. Höhere Quoten (über 75 %) werden v. a. durch umfassende Ansätze erreicht, die zusätzliche seltene Varianten aufspüren – etwa tief-intronische Varianten, die in Standardpanels leicht übersehen werden. So konnte beispielsweise durch gezielte Suche nach „versteckten“ Varianten die Diagnoserate in einer US-Panelkohorte um ~10 % gesteigert werden.

Trotz der enormen genetischen Heterogenität der IRDs kristallisieren sich in allen Studien bestimmte Core-Genes als häufigste Ursachen heraus. ABCA4 (Morbus Stargardt und weitere Makuladystrophien) ist konsistent das meistbetroffene Gen. In der britischen Moorfields-Kohorte war ABCA4 bei 20,8 % aller Familien mit molekularem Befund mutiert [18], in der italienischen Kohorte sogar bei 26,3 % der aufgeklärten Fälle [8]. Auch in unserer deutschen Kohorte stellt ABCA4 das häufigste Gen dar. Die hohe Prävalenz von ABCA4 betrifft jedoch v. a. Populationen europäischer Abstammung. In anderen Ethnien zeigt sich eine abweichende Verteilung der häufigsten IRD-Gene, wobei Gene wie EYS, USH2A oder RPGR eine größere Rolle spielen können [27].

Als zweithäufigste Ursache folgt bei uns ABCC6 (n = 56), welches jedoch aufgrund eines Forschungsschwerpunktes deutlich überrepräsentiert ist und gesondert betrachtet werden muss. Danach folgten übereinstimmend sich in mehreren Ländern RPGR, USH2A und PRPH2 [8, 18]. Unsere deutsche Kohorte bestätigt diese Liste und zeigt zudem einen hohen Anteil von EYS-assoziierter RP, was in anderen westlichen Kohorten teils weniger prominent war (z. B. nur ~1 % der Familien in UK) [18]. Unterschiede zeigen sich bei bestimmten spezialisierten Zentren: So war im UK-Kollektiv BEST1 (Morbus Best) mit ~3,9 % relativ häufig. Ebenso war die juvenile X‑chromosomale Retinoschisis durch Mutation im RS1-Gen in der UK an 3,5 % der Diagnosen beteiligt, während es in anderen Ländern seltener berichtet wird, was auf unterschiedliche Patientenalter, Überweisungsprofile, aber auch eine aktive Rekrutierung im Rahmen von Forschungstätigkeiten hindeutet [8, 18].

Darüber hinaus zeigen alle Studien ein großes Spektrum an seltenen Genen: In der US-Studie von Stone et al. verteilten sich Mutationen auf 104 Gene, wobei Mutationen in 80 dieser Gene jeweils in höchstens 5 Familien vorkamen [24]. Ähnlich umfasste die britische Kohorte insgesamt 135 verschiedene Gene, und die italienische Untersuchung fand Mutationen in 132 Genen, von denen 78 Gene nur bei ≤ 5 Patienten auftraten [8, 18]. In unserer Kohorte wurden 91 verschiedene krankheitsursächliche Gene identifiziert, wobei 70 Gene bei ≤ 5 Patienten identifiziert wurden (Tab. 2). Dieses Spektrum unterstreicht die enorme genetische Vielfalt von IRDs – die häufigen Gene (ABCA4, USH2A, RPGR, PRPH2) decken in der Regel etwa die Hälfte bis zwei Drittel aller Diagnosen ab, während der Rest auf eine große Zahl seltenerer Gene entfällt.

Auch in deutschen Kohorten zeigen sich vergleichbare, jedoch nicht identische Genfrequenzen. So berichten jüngere Studien aus deutschen Referenzzentren ebenfalls eine Dominanz von ABCA4, USH2A und RPGR, jedoch mit teils deutlichen Unterschieden in der relativen Häufigkeit einzelner Gene, was auf zentrumsabhängige Überweisungsprofile und methodische Unterschiede hinweist. Ein direkter quantitativer Vergleich ist aufgrund unterschiedlicher Einschlusskriterien und Teststrategien nur eingeschränkt möglich [10, 25, 26].

In unserer deutschen Kohorte zeigt sich ein besonderes Profil: Wir beobachteten ungewöhnlich viele Fälle der PXE, verursacht durch biallelische Mutationen im ABCC6-Gen. PXE ist primär eine Systemerkrankung mit Störungen des Kalziumstoffwechsels und führt okulär durch zunehmende Kalzifizierungen der Bruch-Membran zu Netzhautdegeneration und dem Auftreten sekundärer Neovaskularisationen [6]. Interessanterweise taucht ABCC6 in den meisten IRD-Studien nicht unter den häufigen Genen auf. Die Präsenz von vielen PXE-Fällen in unserer Kohorte weist auf einen selektiven Überweisungseffekt hin, da es hier einen Forschungsschwerpunkt für diese Erkrankung gibt. Die Angaben hierzu sind somit gesondert zu betrachten und nicht repräsentativ [17, 19].

Bei der Interpretation und dem Vergleich der Kohorten ist die genetische Teststrategie ein entscheidender Faktor. Ältere Studien oder solche, die einen langen Einschlusszeitraum umfassen, kombinierten häufig Sanger-Sequenzierung ausgewählter Gene mit schrittweiser Erweiterung auf Panel- oder Exomtestung. Ein prominentes Beispiel ist die Studie von Stone et al. [24] in der die Teststrategie an der klinischen Diagnose ausgerichtet war: Jeder Patient wurde einem von 62 Krankheitsbildern zugeordnet und zunächst gezielt auf die Hauptgene dieser Untergruppe untersucht, bevor auf breitere Panels ausgeweitet wurde. Dieses pragmatische Vorgehen erklärte, warum 576 von 760 gelösten Familien (≈ 75 %) in Stones Kohorte ohne Einsatz von NGS diagnostiziert werden konnten – erst die restlichen Fälle erforderten umfangreichere Sequenzierung. Im Gegensatz dazu setzen neuere Kohortenstudien fast ausschließlich auf Next-Generation-Sequenzierung (typischerweise Panels mit allen bekannten IRD-Genen) oder direkt Whole-Exome- oder Whole-Genome-Sequenzierung. Dies erhöht tendenziell die Aufklärungsrate, da keine A‑priori-Einschränkung auf vermutete Gene erfolgt, so auch zum Großteil in unserer Kohorte.

Im internationalen Vergleich zeigt unsere deutsche IRD-Kohorte viele Übereinstimmungen mit anderen großen Studien: eine hohe Gesamtdiagnoserate um ~75 %, dominiert von Mutationen in ABCA4, RPGR, USH2A und PRPH2 sowie aufgrund des klinischen Schwerpunkts ABCC6. Methodisch profitieren moderne Kohorten von umfassenden NGS/WES/WGS-Ansätzen, ergänzt durch spezialisierte Analysen, um auch den verbleibenden ungelösten Fällen auf den Grund zu gehen.