Exom-Diagnostik – Exom Sequenzierung

Insbesondere für Kinder mit einer Intelligenzminderung, syndromalen Krankheitsbildern oder komplexen Phänotypen ist die Exomanalyse inzwischen diagnostischer Standard und Leistung der gesetzlichen Krankenkasse. Eine Exom-Analyse hat - abhängig von der individuellen Indikation - eine diagnostische Aufklärungsrate von 30 % oder mehr.

Eine Exom-Analyse kann als Single-Exom oder als Trio-Exom (Vergleich der DNA-Sequenzen des Kindes mit den Eltern) durchgeführt werden.

Bedeutung der Trio-Exom-Analyse:

Bei früh manifestierenden Entwicklungsstörungen liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit entweder eine Neumutation vor oder es handelt sich um eine rezessive Erkrankung. In beiden Fällen ist es bei der Auswertung von NGS-Analysen hilfreich zu wissen, welche Genveränderung bei den Eltern nicht vorliegt (eine Neumutation beim Kind) bzw. vorliegt (eine Anlageträgerschaft für eine rezessive Erkrankung bei beiden Elternteilen). Es ist daher sinnvoll, umfassende NGS-Analysen im Trio-Ansatz unter Einbeziehung der elterlichen Blutproben durchzuführen. Dies vermindert die Anzahl der eingeschränkt bewertbaren Varianten und erhöht die diagnostische Aufklärungsrate und Sicherheit.

Unser Anforderungsformular für die Exom-/Exom-Trio-Diagnostik enthält:

Anhand von Leitsymptomen eine Auflistung wichtiger Differentialdiagnosen, die methodisch nicht über eine Exom-Sequenzierung erfasst werden.
Für die Exom-Trio-Analyse eine Einwilligungserklärung für beide Eltern.

Bitte beachten Sie:

Eine gute Beschreibung des klinischen Phänotyps ist hilfreich; gerne können Sie uns zusätzlich zu den Angaben auf dem Anforderungsformular Vorbefunde über unser Upload-Portal übermitteln.

Exom-Analysen in der Pränataldiagnostik

Information zu pränatalen Exomanalysen finden Sie hier.

Zum Anforderungsformular pränatale Diagnostik

Gerne steht unser ärztliches Team für Rücksprache und Planung im Einzelfall zur Verfügung: 089 / 3090886 - 0

Weitere Hinweise – FAQs

Wie werden die NGS-Daten ausgewertet?

Ziel der diagnostischen Varianteninterpretation ist es, die klinische Fragestellung zu beantworten und die Ursache der bestehenden Symptomatik zu klären. Dementsprechend werden Varianten dann berichtet, wenn sie zum aktuellen Zeitpunkt sicher oder mit hinreichender Wahrscheinlichkeit als krankheitserklärend bewertet werden. Die Varianteninterpretation erfolgt am MGZ durch hochspezialisierte Naturwissenschaftler in enger Zusammenarbeit mit dem ärztlichen Team.

Was sind HPO-Terms?

Als HPO (Human Phenotype Ontology) wird eine Datenbank-verknüpfte, international standardisierte Terminologie bezeichnet, mit deren Hilfe ein klinischer Phänotyp detailliert beschrieben werden kann. Dazu werden die klinischen Befunde eines Patienten mit standardisierten Begriffen („HPO-Terms“) quasi in ein Computer- und Datenbank-gängiges Format „übersetzt“. Die einzelnen HPO-Terms sind in den internationalen Gendatenbanken jeweils mit Krankheitsgenen verknüpft. Dies ermöglicht es, in der softwaregestützten Varianteninterpretation diejenigen Varianten zu priorisieren, die in Krankheitsgenen liegen, die zu den HPO-Terms des Patienten „passen“.

Wie werden Varianten klassifiziert?

Die Varianten werden nach den Empfehlungen des ACMG („American College for Medical Genetics and Genomics“, PMID: 25741868) für monogenetische Erkrankungen klassifiziert. Das ACMG Klassifizierungssystem dient der Einteilung von Sequenzvarianten in 5 Klassen (Klasse 1 = Normvariante ohne klinische Relevanz, Klasse 2 = wahrscheinliche Normvariante, Klasse 3 = Variante unklarer klinischer Relevanz (VUS), Klasse 4 = wahrscheinlich pathogene Variante, Klasse 5 = pathogene Variante).

Wie ist mit unklaren Sequenzvarianten umzugehen?

Auch wenn es Ziel der diagnostischen Exom-Analyse ist, eine sichere oder sehr wahrscheinliche Krankheitsursache zu identifizieren, kann es in Einzelfällen möglich sein, dass eine oder mehrere Varianten berichtet werden, deren Krankheitsrelevanz zum aktuellen Zeitpunkt nicht sicher belegt aber auch nicht vollständig ausgeschlossen werden kann. In der Regel sind dies Varianten, die Gene betreffen, die aufgrund der klinischen Angaben priorisiert wurden, für die es jedoch nicht genügend Evidenz für eine sichere Bewertung gibt. Unklare Sequenzvarianten sollten weder über- noch unterbewertet werden, was manchmal nicht ganz einfach ist. In jedem Fall sollten sie kritisch im Kontext des differenzierten klinischen Phänotyps des Patienten bewertet werden. Manchmal ist eine weitere Abklärung durch zusätzliche Untersuchungen oder durch den Nachweis/Auschluss bei Familienangehörigen möglich. Oft ermöglicht auch eine Datenbankabfrage zu einem späteren Zeitpunkt eine sichere Einordnung.

Werden Varianten im Intron erfasst?

Mit einem Exom untersucht man nur die proteinkodierenden Bereiche des Genoms, also die einzelnen Exons der Gene. Introns werden nicht mitanalysiert. Eine Ausnahme sind die Bereiche der Introns, die unmittelbar an Exons angrenzen, denn hier sind wichtige krankheitsursächliche Varianten zu finden, die das Spleißen (das „Herausschneiden“ der Introns) beeinträchtigen. Tief intronische Varianten, die (seltener) auch pathogen sein können, z.B. weil sie regulatorische Funktionen betreffen, werden daher im Exom nicht erfasst. Auch hier gibt es eine Ausnahme: Der Exom-Kit, der im MGZ diagnostische Anwendung findet, wurde individuell so adaptiert, dass tief intronische Varianten, die bekannt und von besonderer diagnostischer Relevanz sind, zusätzlich miterfasst werden.

Was kann man im Exom sonst noch nicht erkennen?

Die aktuelle Standardtechnik in der Exomdiagnostik ist das „short-read-sequencing“, das technische Limitationen hat. So gibt es Bereiche unseres Genoms, die hochrepetitiv oder an mehreren Stellen in sehr ähnlicher Form repräsentiert sind (sogenannte „Dark-Matter“-Regionen der NGS-Sequenzierung). Hier ist es für die bioinformatischen Algorithmen noch schwer, die abgelesenen bis zu 500 Basen langen Sequenzabschnitte des Genoms („reads“) sicher der richtigen chromosomalen Lokalisation zuzuordnen. Dies kann zur Folge haben, dass Varianten in derartigen Bereichen nicht oder nicht sicher erkannt werden. Darüber hinaus gibt es genetische Veränderungen mit speziellen Pathomechanismen, die der NGS-Standardsequenzierung bzw. bioinformatischen Auswertung nicht zugänglich sind, hierzu gehören strukturelle Varianten (Inversionen, Rekombinationen), Repeat-Expansionen oder Methylierungsveränderungen. In der Differentialdiagnostik wichtige Erkrankungen, die auf derartigen Pathomechanismen beruhen, müssen durch spezielle Untersuchungsmethoden erfasst werden und sind auf unserem Anforderungsformular für die Exomdiagnostik aufgeführt.

Was tun wenn das Exom keine Diagnose erbracht hat?

„Der Patient muss doch was haben“ ist unser Schlagwort, wenn es nach allen Bemühungen nicht möglich war, die diagnostische Fragestellung zu klären. Manchmal müssen wir akzeptieren, dass dies nach heutigem Stand von Wissen und Technik nicht möglich ist. Immer sollte die Empfehlung gegeben werden, die Möglichkeiten einer genetischen Testung in regelmäßigen Abständen zu re-evaluieren. Bei bestimmten Indikationen kann eine Genomsequenzierung in Erwägung gezogen werden. Gerne steht unser ärztliches Team für eine Rücksprache zur Verfügung, um in einer individuellen Besprechung des Falles sicherzustellen, dass alle wichtigen diagnostischen Untersuchungen erfolgt sind. Offen steht auch die Möglichkeit einer interdisziplinären Fallbesprechung in einer Expertenrunde oder - in bestimmten Situationen – auch eine Vermittlung an wissenschaftliche Projekte, wo mit neuartigen Methoden nach neuen Krankheitsursachen geforscht wird.

Wie wird mit Zufalls- und Zusatzbefunden umgegangen?

Das Labor, das die genetische Analyse durchführt, sollte gemäß nationaler und internationaler Leitlinien (s. Referenzen unten) eine interne Richtlinie haben, wie mit Zusatz- und Zufallsbefunden umgegangen wird.

Quellen / Literaturangaben:

S1-Leitlinie: Molekulargenetische Diagnostik mit Hochdurchsatz-Verfahren der Keimbahn, beispielsweise mit Next-Generation Sequencing (AWMF Register-Nr. 078/016)
Matthijs et al. Guidelines for diagnostic next-generation sequencing.
Eur J Hum Genet 2016; 24: 2-5.

Definition Zusatzbefunde:
Als Zusatzbefunde (im Sinne von englisch: „Secondary Findings“) werden Varianten bezeichnet, die nicht mit dem ursprünglichen Untersuchungsgrund zusammenhängen, aber dennoch aktiv gesucht werden. Auf diese Weise können Erkenntnisse über die Gesundheit der Patientin oder des Patienten gewonnen werden, die über die ursprüngliche Fragestellung hinausgehen. Die sogenannnte „ACMG-Liste“ (ACMG = American College of Medical Genetics and Genomics) umfasst Gene, die als „medically actionable genes“ gelten, da pathogene Varianten in diesen Genen auch bei Gesunden zu relevanten gesundheitlichen Konsequenzen und entsprechenden Handlungsempfehlungen führen können.

Definition Zufallsbefunde:
Zufallsbefunde sind medizinische Erkenntnisse, die im Rahmen einer genetischen Untersuchung zufällig und unbeabsichtigt festgestellt werden und in keinem erkennbaren Zusammenhang mit der ursprünglichen diagnostischen Fragestellung stehen. Solche Befunde treten insbesondere bei umfassenden genetischen Analysen auf, da durch die Untersuchung großer genomischer Bereiche und die Anwendung spezifischer bioinformatischer Filterstrategien auch genetische Varianten auffallen können, die sich in der klinischen Bewertung als nicht erklärend für die diagnostische Fragestellung, aber als anderweitig bedeutsam für die Gesundheit des Patienten herausstellen.

Die interne Richtlinie des MGZ sieht folgenden Umgang mit Zusatz- und Zufallsbefunden vor:

Zusatzbefunde:

Zusatzbefunde (im Sinne von engl. „secondary findings“), die nicht mit der klinischen Fragestellung in Verbindung stehen, werden nicht erhoben.

Zufallsbefunde:

Gemäß nationaler und internationaler Empfehlungen (s. Referenzen unten) wird in der Auswertestrategie am MGZ versucht, die Wahrscheinlichkeit von Zufallsbefunden gering zu halten.
Für angeforderte gezielte Untersuchungen (Einzelgen- und Paneluntersuchungen) werden keine Zufallsbefunde außerhalb des beauftragten Untersuchungsumfang erhoben.
Für angeforderte Exom- oder Genomanalysen werden Zufallsbefunde mitgeteilt, die nach aktuellem Wissenstand (angelehnt an die Empfehlungen des American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG) eine Behandlungskonsequenz für den Patienten oder seine Familie haben, wenn der Patient hierzu seine Einwilligung erklärt hat.
Es besteht kein Anspruch auf eine Mitteilung von Zufallsbefunden entsprechend der vollständigen ACMG-Genliste, da diese zufällig gefunden, aber nicht aktiv gesucht werden. Wenn in einem Befund keine Befunde mit Behandlungskonsequenz berichtet werden, bedeutet dies daher nicht, dass derartige Befunde nicht vorliegen könnten.

Welche Möglichkeit besteht für Patientinnen und Patienten, die wissen wollen, ob bei ihnen genetische Varianten mit Relevanz für Therapie oder Prävention vorliegen?

Wünscht der Patient eine Information über Zusatzbefunde mit Behandlungsrelevanz, kann eine aktive Auswertung vorliegender Analysedaten auf entsprechende Befunde ärztlich angefordert werden.

Dies erfordert als prädiktive genetische Untersuchung gemäß Gendiagnostikgesetz (GenDG) vor der Untersuchung und nach Vorliegen des Ergebnisses eine genetische Beratung durch eine Fachärztin oder einen Facharzt für Humangenetik. Die Zusatzqualifikation für die fachgebundene genetische Beratung ist hierfür nicht ausreichend.
Die Auswertung und Befundung der Daten im Hinblick auf Zusatzbefunde mit Behandlungsrelevanz ist eine Selbstzahlerleistung. Sofern bereits eine genetische Beratung erfolgte, kann hierfür kann ein Kostenvoranschlag (Panel ID 919.0 „ACMG-Gene“) angefordert werden.
Für Patienten, bei denen keine genetische Beratung durch eine Fachärztin oder einen Facharzt für Humangenetik erfolgte, besteht die Möglichkeit einen – ggf. auch telemedizinischen – Termin im MGZ zu vereinbaren. Dies ist im Hinblick auf die Auswertung von Zusatzbefunden eine Selbstzahlerleistung.

Was ist bei einer pränatalen Exom-Analyse zu beachten?

Informationen finden Sie hier.

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