semi-dominanten Vererbung bei GDF2 im Zusammenh. mit PAH

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8624726/
AbstraktDie pulmonale arterielle Hypertonie (PAH) tritt manchmal zusammen mit der hereditären hämorrhagischen Teleangiektasie (HHT) auf. Obwohl die HHT nach den Curaçao-Kriterien klinisch diagnostizierbar ist, kann sie aufgrund ihrer klinischen Heterogenität und der starken Überschneidung mit PAH schwierig zu diagnostizieren sein. Eine genetische Analyse der assoziierten Gene ACVRL1 , ENG , SMAD4 und GDF2 kann helfen, die Verdachtsdiagnose zu bestätigen oder zu verwerfen. Als Teil der klinischen Routine und zur Erstellung einer genetischen Diagnose haben wir eine Kohorte von Patienten mit PAH und überlappenden HHT-Merkmalen durch ein maßgeschneidertes NGS-Panel (Next Generation Sequencing) mit 21 Genen analysiert, das intern entwickelt und validiert wurde. Wir haben eine homozygote Missense-Variante in GDF2 entdecktbei einem pädiatrischen Patienten mit diagnostizierter PAH in Verbindung mit HHT und einer Missense-Variante zusammen mit einer heterozygoten Deletion bei einem anderen idiopathischen PAH-Patienten (kombinierte heterozygote Vererbung). Um die Variantentrennung zu etablieren, haben wir alle verfügbaren Familienmitglieder analysiert. In beiden Fällen waren die Eltern Träger der Varianten, aber keiner war betroffen. Unsere Ergebnisse erweitern das klinische Spektrum und das Vererbungsmuster im Zusammenhang mit GDF2- pathogenen Varianten, was auf eine unvollständige Penetranz und/oder Variabilität der Expressivität mit einem semidominanten Vererbungsmuster hindeutet.Schlüsselwörter: GDF2 , hereditäre hämorrhagische Teleangiektasie, pulmonale arterielle Hypertonie, Massive Parallel Sequencing, NGS, genomische Medizin, personalisierte Medizin 1. EinleitungDie pulmonale arterielle Hypertonie (PAH) ist eine schwere Erkrankung, definiert als anhaltend erhöhter mittlerer pulmonalarterieller Druck (mPAP ≥ 20 mmHg) mit einem mittleren pulmonalarteriellen Keildruck (PAWP) ≤ 15 mmHg und einem pulmonalen Gefäßwiderstand (PVR) ≥ 3 UW [  1  ]. PAH verursacht eine fortschreitende rechtsseitige Herzinsuffizienz, die unbehandelt zum vorzeitigen Tod führt [  1  ,  2  ]. Es ist bekannt, dass es eine genetische Komponente gibt, die zu einer Prädisposition für die Entwicklung der Krankheit beiträgt. Pathogene Varianten im Gen, das für den Bone Morphogenetic Protein Type 2 Receptor ( BMPR2 ), einen Rezeptor für die Transforming Growth Factor-beta (TGF-β)-Superfamilie, kodiert, erklären etwa 20–25 % der Fälle von idiopathischer PAH (IPAH) und 60 % der Fälle heritable PAH (HPAH) [ 3  ,  4  ,  5  ].Die Ätiologie der PAH ist sehr heterogen und tritt gelegentlich mit unterschiedlichen klinischen Entitäten wie der hereditären hämorrhagischen Teleangiektasie (HHT) auf. HHT ist gekennzeichnet durch Epistaxis, mukokutane Teleangiektasien und multiple arteriovenöse Malformationen (AVMs) in Lunge, Magen-Darm-Trakt, Leber, Gehirn, Nasenschleimhaut, Wirbelsäule und Bindehaut [6  ]  . Die AVMs bestehen aus dem Fehlen dazwischenliegender Kapillaren und führen zu direkten Verbindungen zwischen Arterien und Venen [  6  ]. Nach den Curaçao-Kriterien [  7  ,  8 ] wird die Diagnose einer HHT bei einem Patienten mit mindestens drei der folgenden klinischen Merkmale gestellt: Epistaxis, mukokutane Teleangiektasien, viszerale AVM und/oder eine Familienanamnese von HHT. HHT kann manchmal schwierig zu diagnostizieren sein, da beobachtbare Manifestationen bis zum Erwachsenenalter fehlen können [  9  ]. Daher gelten Gentests als Goldstandard in der pädiatrischen Population für Patienten mit HHT in der Familienanamnese, und selbst wenn die Ergebnisse des Gentests positiv sind, wird die Diagnose unabhängig von der Familienanamnese oder den Symptomen bestätigt.Derzeit sind alle bekannten genetischen Defekte, die HHT verursachen, im TGF-β-Signalweg zu finden. Die Identifizierung pathogener Varianten in Activin-A-Rezeptor Typ I-ähnlich ( ACVRL1 oder ALK1 ), Endoglin ( ENG ), Wachstumsdifferenzierungsfaktor 2 ( GDF2 , auch bekannt als BMP9 oder SMAD9 ) oder SMAD-Familienmitglied 4 ( SMAD4 ) etabliert eine definitive molekulare Bestimmung Diagnose, auch wenn die klinischen Merkmale nicht schlüssig sind. Auf Endothelzellen sind BMPR2 und ACVRL1 an einer komplexen Signalübertragung beteiligt, bei der ENG als Korezeptor und SMAD1, SMAD4 und SMAD9 als Signalvermittler fungieren [  10  ,  11  ,  12  ,  13] . ]. Diese Ergebnisse liefern einen weiteren Beweis für die Bedeutung der BMP-Signalgebung und ihrer Dysregulation bei der Pathogenese von PAH und HHT. Pathogene Varianten in ENG und ACVRL1 machen 80 % der Gesamtzahl der Patienten mit HHT aus [  14  ,  15  ,  16  ,  17  ]. Auch pathogene Varianten in SMAD4 sind verantwortlich für ein kombiniertes Syndrom der juvenilen Polyposis mit oder ohne HHT [MIM# 174900, 175050], das bei etwa weniger als 2 % der HHT-Patienten auftritt [ 18  ]  . Schließlich wurden pathogene Varianten von GDF2 bei PAH-Patienten beschrieben [  19  ,  20  ,  21 ] und es wurde gezeigt, dass sie einen HHT-ähnlichen Phänotyp verursachen [  22  ].Die genetische Analyse der assoziierten Gene ist äußerst nützlich, um die anfängliche Verdachtsdiagnose, die Differentialdiagnose mit PAH, das Fortschreiten und das Management der Krankheit und der familiären Risiken auf der Grundlage der Ergebnisse zu bestätigen. In Familien, in denen es ein betroffenes Mitglied mit einer bekannten krankheitsverursachenden Variante gibt, und für solche Familienmitglieder, die keine Symptome einer HHT zeigen, ist ein diagnostischer Gentest eine kostengünstigere Lösung als ein herkömmliches klinisches Screening und kann von einer frühen Behandlung profitieren, wenn notwendig [  23  ]. Um die molekulare Diagnose von PAH-Patienten anzugehen, haben wir daher ein benutzerdefiniertes NGS-Panel angewendet, das die Gene ACVRL1 , ENG , SMAD4 und GDF2 sowie 17 zusätzliche Gene im Zusammenhang mit PAH umfasste [ 24  ]. In der vorliegenden Studie haben wir eine homozygote missense-pathogene Variante in GDF2 bei einem Patienten mit PAH-HHT und eine missense-Variante und eine Kopienzahlvariante (CNV) bei einem Patienten mit IPAH identifiziert . In beiden Fällen waren ihre gesunden Eltern Träger der gleichen GDF2- Varianten im heterozygoten Zustand. Diese Ergebnisse liefern weitere Beweise für die semidominante Vererbung mit variabler Expression und unvollständigem Penetranzmodell im Zusammenhang mit GDF2- Varianten. Dies unterstützt auch das koexistierende variable klinische Spektrum von PAH und HHT bei Personen mit GDF2- pathogenen Varianten. 2. Materialien und MethodenDiese Studie wurde von der Ethikkommission für wissenschaftliche Forschung jedes teilnehmenden Zentrums und von der Ethikkommission des La Paz University Hospital (CEIC-HULP PI-1210) genehmigt. Alle Patienten oder Eltern der an diesem Projekt beteiligten Kinder unterzeichneten eine klinische Einverständniserklärung, um ihre Teilnahme zu akzeptieren.2.1. Fälle PräsentationDie in die Studie eingeschlossenen Indexpatienten wurden aus dem spanischen pädiatrischen PAH-Register (REHIPED) ausgewählt. Vor der genetischen Diagnose wurden Informationen zur Familienanamnese erhoben. DNA-Proben des Probanden und der Eltern wurden entnommen. Sowohl Probanden als auch Verwandte ersten Grades wurden in die Studie aufgenommen, nachdem jeweils eine schriftliche Einwilligung nach Aufklärung eingeholt worden war. Die relevantesten klinischen Informationen der beiden eingeschlossenen Patienten sind in zusammengefasst Tabelle 1 .Tabelle 1Klinische Informationen. Die wichtigsten klinischen Charakteristika der Patienten und Ergebnisse, die in den von der Diagnose bis zur Gegenwart durchgeführten Tests erzielt wurden.Nummer PatientPatient 1Patient 2ÄtiologieGruppe 1: PAH assoziiert mit HHTGruppe 1: idiopathische PAHSexMännlichWeiblichAlter bei Diagnose (Jahre)54Aktuelles Alter (Jahre)1312NYHA-FunktionsklasseIIICHLetzte bekannte PAH-TherapienBosentan: 125 mg BID
Tadalafil: 40 mg/TagMacitentan: 10 mg/Tag
Tadalafil: 40 mg/TagHerzkatheteruntersuchung (mPAP und Herzindex)5 Jahre 1 : 55 mmHg;
8,7 l/min/m 2
8 Jahre: 20 mmHg4 Jahre: 33 mmHg;
4,2 l/min/m 2
9 Jahre: 44 mmHg;
3,6 l/min/ m2Abdominale und thorakale Computertomographie5 Jahre: Keine radiologischen Anomalien von Bedeutung4 Jahre: Keine radiologischen Anomalien von BedeutungKraniale Kernspinresonanz6 Jahre: Keine signifikanten Anomalien
11 Jahre: Keine signifikanten AnomalienNicht ausgeführtMagen-Darm-Endoskopie8 Jahre: Keine Teleangiektasien festgestelltNicht ausgeführt 1 Jahr: Jahre alt.Patient 1 wurde zum ersten Mal im Jahr 2013 untersucht, als er fünf Jahre alt war. Er klagte über Atemnot bei Anstrengung und wiederkehrende Nasenbluten. Die periphere Sauerstoffsättigung war zu diesem Zeitpunkt normal. Eine transthorakale Echokardiographie (TTE) ergab indirekte Daten einer signifikanten pulmonalen Hypertonie. Während der ersten Rechtsherzkatheterisierung (RHC) betrug der mittlere Pulmonalarteriendruck (mPAP) 55 mmHg, der Pulmonalarterienkeildruck (PAWP) 8 mmHg und der pulmonale Gefäßwiderstand (PVR) 5,4 Holzeinheiten (WU). Der Herzindex (CI) war überraschend hoch (8,7 l/min/ m2), im Einklang mit der Erstdiagnose von PAH im Zusammenhang mit einem hohen Herzzeitvolumen. Dennoch wies keiner der Elternteile Symptome auf, die auf die Krankheit hindeuten, und es war keine relevante Familienanamnese bekannt. Obwohl bei der Patientin zunächst eine IPAH diagnostiziert wurde, ergaben weitere Untersuchungen das Vorhandensein von Teleangiektasien im Gesicht und am Rücken, was dazu führte, dass die Diagnose gemäß den Curaçao-Kriterien auf „mögliche PAH in Verbindung mit HHT“ erweitert wurde [  7  ,  8 ]. Obwohl Tests auf okkultes Blut im Stuhl positive Ergebnisse zeigten, zeigten weder eine Computertomographie noch eine Koloskopie das Vorhandensein von arteriovenösen Missbildungen im Magen-Darm-Trakt. Ab der Diagnose wurde eine doppelte initiale orale Therapie mit Tadalafil (40 mg/24 h) und Bosentan (125 mg/12 h) eingeleitet, wodurch der Patient bis heute stabil blieb.Patientin 2 wurde ebenfalls 2013 im Rahmen der Beurteilung von Brustschmerzen diagnostiziert, als sie vier Jahre alt war. In ähnlicher Weise zeigte der TTE Daten einer signifikanten pulmonalen Hypertonie. Dann zeigte der RHC einen mPAP von 33 mmHg, einen PAWP von 6 mmHg, ein CI von 4,2 l/min/m 2und PVR von 6,5 WU. Bei diesem Patienten hatten weder der Indexfall noch seine Verwandten ersten Grades relevante Anzeichen oder Symptome, die auf eine HHT hindeuten. Bei der Diagnose war die Thorax-Computertomographie unauffällig. Ebenso waren die Blutproben immer normal gewesen, ohne Anzeichen einer Anämie während der Nachsorge. Die Sauerstoffsättigung in Ruhe und unter Belastung war ebenfalls unauffällig. Derzeit bleibt die Patientin ohne jegliche Einschränkung in ihrem täglichen Leben stabil und schätzt eine Funktionsklasse I im Alter von zwölf Jahren unter doppelter oraler Therapie mit Macitentan und Tadalafil ein.2.2. Sequenzierung der nächsten GenerationEine genetische Analyse wurde bei den Probanden und ihren Eltern durchgeführt, nachdem DNA aus peripherem Blut erhalten worden war. Die Proben wurden in ein angepasstes NGS-Panel (Next Generation Sequencing) mit 21 intern entwickelten Genen (HAP v1.2) aufgenommen, darunter: ACVRL1 ; GDF2 ; BMPR1B ; BMPR2 ; CAV1 ; EIF2AK4 ; DEU ; KCNA5 ; KCNK3 ; NOTCH3 ; SMAD1 ; SMAD4 ; SMAD5 ; SMAD9 ; TBX4 ; TOPBP1 ; SARS2 ; CPS1 ;ABCC8 ; CBLN2 ; MMACHC . Dieses benutzerdefinierte Panel wurde mit dem NimbleDesign-Tool (Roche, Indianapolis, IN, USA) entworfen. Fragmentierung und Bibliotheksvorbereitung wurden mit dem SeqCap EZ Choice Enrichment Kit (Roche, Indianapolis, IN, USA) durchgeführt. Die Sequenzierung erfolgte mit der Illumina MiSeq-Plattform (Illumina, San Diego, CA, USA) nach Herstellerangaben [  25  ].Die Variantenpriorisierung wurde gemäß einem benutzerdefinierten Filteralgorithmus unter Berücksichtigung der Qualität der Basenpaar-Reads, der Varianten-Allelhäufigkeit in Pseudokontrollpopulationen und der Pathogenitätsprädiktoren durchgeführt, wie zuvor beschrieben [ 25 ]  und  zusammengefasst in Abbildung 1 . Abschließend wurden Varianten gemäß den vom American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) beschriebenen Richtlinien klassifiziert [  26  ]. Abbildung 1 Filterpipeline für NGS-Panel HAP v1.2. Modifiziert nach Tenorio et al. 2020 [  25  ].Darüber hinaus haben wir zur Durchführung der Analyse von CNVs ein eigens entwickeltes benutzerdefiniertes Skript namens „LACONv“ v1 (  github.com/kibanez/LACONv  , aufgerufen am 21. Juni 2021) [  27  ] verwendet.2.3. SegregationsanalyseNeben der Untersuchung der Probanden wurde die Analyse aller verfügbaren Verwandten ersten Grades der Indexfälle abgeschlossen. Proben wurden von den Eltern des Probanden und den Geschwistern erhalten und die genetische Segregationsstudie wurde durch Sanger-Sequenzierung durchgeführt.Bei Patientin 2 führten wir einen SNP-Array durch, um die bei der Probandin und ihren Verwandten festgestellte Deletion zu bestätigen. Zu diesem Zweck wurde eine SNP-Array-Studie mit der Plattform Infinium OmniExpressExome 8 v1.6 (Illumina) durchgeführt. Bilddaten wurden mit dem im Genome Studio-Paket (Illumina, San Diego, CA, USA) enthaltenen Chromosome Viewer-Tool analysiert. Im Chromosome Viewer wurden Gene-Call-Scores < 0,15 an jedem Locus als „keine Anrufe“ betrachtet. Zusätzlich wurde für alle SNPs eine Allelfrequenzanalyse durchgeführt. Alle genomischen Koordinaten wurden gemäß Humangenom-Build 19 von 2009 (GRCh37/NCBI-Build 37.1) ermittelt. Die Deletionsgrößen wurden auf dem Genombrowser unter Verwendung des Genombrowsers der Universität von Kalifornien in Santa Cruz (  genome.ucsc.edu/  , Zugriff am 25. Juni 2021) aufgetragen.Bei nicht betroffenen Trägern wurde eine vollständige und spezifische diagnostische Nachsorge durchgeführt, um die Krankheit auszuschließen. 3. ErgebnisseBei Patient 1 identifizierten wir eine homozygote Missense-Variante in Exon 1 von GDF2 ( Tabelle 2 ) beim Indexpatienten ( GDF2 :  NM_016204.4  :c.328C > T:p.(Arg110Trp)). Diese Variante bewirkt eine Substitution eines Arginins durch Tryptophan an Aminosäureposition 110. Die Eltern und der Bruder waren heterozygot für dieselbe Variante, was darauf hindeutet, dass das Kind eine Kopie von jedem Elternteil geerbt hat ( Figur 2 A). In-silico-Analysen zeigten, dass diese Variante in mehreren Bevölkerungsdatenbanken fehlte, und die Mehrheit der pathogenen Vorhersagewerkzeuge (dbNSFP) deutete auf eine schädliche Wirkung für diese Variante hin. Daher wurde diese Variante unter Anwendung der ACMG-Kriterien als wahrscheinlich pathogene Variante (LP) eingestuft ( Tabelle 2 ). Figur 2 Stammbaum beider Familien mit GDF2 -Varianten. Segregationsanalyse von GDF2 bei allen verfügbaren Familienmitgliedern. Die Figur zeigt ein Fragment der GDF2- Sequenz mit entsprechenden Aminosäuren darunter. ( A ) Patient 1: Es stellt die homozygote Missense-Variante an Nukleotidposition c.328 (c.328C > T) in Exon 1 von GDF2 (NM_016204.3) dar, die die Aminosäuresubstitution Arginin gegen Tryptophan an Peptidposition 110 bewirkt ( p.Arg110Trp) beim Indexpatienten. Darüber hinaus zeigt es die gleiche heterozygote Missense-Variante, die bei gesunden Eltern und Brüdern gefunden wird. ( B ) Patient 2: Die Missense-Variante an Nukleotidposition c.445 in Exon 2 von GDF2(NM_016204.4), die bei der Indexpatientin und Mutter die Aminosäuresubstitution Glutamin gegen Lysin an Peptidposition 149 bewirkt und die von ihrem Vater geerbte Deletion. Doppelstrich bedeutet Blutsverwandtschaft. Legende: +/+ homozygot für das alternative Allel; +/− heterozygot für das alternative Allel; löschen: löschen.Tabelle 2Informationen zu Varianten.GennameChr.
KoordinatecDNA-
Position 1Proteinposition
_VarianteneffektACMG-
KlassifizierungPopulationshäufigkeit 4
_GDF2Chr10:48416366c.328C > Tp.(Arg110Trp)MisssinnLP 2AbwesendGDF2Chr10:48414423c.445G > Ap.(Glu149Lys)MisssinnVU 3Abwesend 1 Die verwendete Version des Referenzgenoms ist hg19. Das für die Variantenannotation verwendete Transkript ist: GDF2 (  NM_016204.4  ); 2 VUS: Variante unbekannter Bedeutung. 3 LP: wahrscheinlich pathogen. 4 Die Populationshäufigkeit wurde aus gnomAD-Genomen (europäisch, nicht finnisch) erhalten.Bei Patient 2 haben wir eine Missense-Variante ( GDF2 :  NM_016204.4  :c.445G > A:p.(Glu149Lys)) in Exon 2 von GDF2 ( Tabelle 2 ), fehlt in Pseudokontrollpopulationsdatenbanken. Basierend auf den Ergebnissen der Variantentrennungsanalyse stellen wir fest, dass diese Variante von ihrer Mutter vererbt wurde. Diese Patientin erbte von ihrem Vater auch eine 4,24 MB große Deletion, die sich auf Chromosom 10 in der Region q11.22–q11.23 befindet und 41 Gene umfasst ( AGAP4 , FAM25E , PTPN20B , SYT15 , GPRIN2 , ANXA8L1 , FAM25G , NPYAR , FAM25BP , AGAP10P , ANTXRL , ASAH2B , AGAP9 , ANXA8 , ZNF488 ,RBP3 , GDF2 , GDF10 , FAM25C , FRMPD2 , MAPK8 , ARHGAP22 , WDFYA , LRRC18 , VSTM4 , C10orf128 , DRGX , ERCC6 , CHAT , SLC18A3 , OGDHL , PARG , AGAP7 , TIM23 , NOCOA4 , MSMB , AGAP6 , ASAH2 ), die GDF2 enthielten ( Figur 3 ). Figur 3 Auflösung des SNP-Arrays, durchgeführt bei Proband 2 und Familienmitgliedern, die die 4,2-Mb-Deletion in der q11.22-q11.23-Region von Chromosom 10 (in Orange) zeigen. 4. DiskussionDie jüngsten Fortschritte bei der massiven parallelen Sequenzierung haben zu einer Verbesserung des Wissens über die genetischen Grundlagen von PAH beigetragen. Obwohl viele Jahre lang angenommen wurde, dass nur die primären Formen von PAH mit einem genetischen Faktor assoziiert sind, haben mehrere Studien gezeigt, dass assoziierte Formen wie PAH, die mit HHT assoziiert sind, auch einen genetischen Beitrag leisten [ 22  ]  . HHT wird unseres Wissens seit dem Nachweis heterozygoter Varianten in ACVRL1 , ENG , SMAD4 und GDF2 klassisch als autosomal-dominant vererbtes vaskuläres Malformationssyndrom beschrieben [  14  ,  15  ,  16  ,  17  ].Varianten in GDF2 waren die jüngste genetische Entdeckung im Zusammenhang mit PAH in Verbindung mit HHT [  22  ] und es ist eines der Gene mit einem höheren Grad an Evidenz für eine Assoziation mit der Entwicklung von PAH [  28  ]. Nach den von Wooderchak et al. (2013) beeinflussen pathogene Varianten in GDF2 die Proteinverarbeitung und/oder -funktion negativ; Ein bmp9-defizientes Zebrafischmodell zeigte, dass BMP9, kodiert durch GDF2 , an der Angiogenese beteiligt ist [  22  ]. Diese Daten bestätigen einen genetischen Beitrag eines vaskulären Anomalie-Syndroms, das eine phänotypische Überlappung mit HHT aufweist [  22 ]. Dies steht in direktem Zusammenhang mit den wichtigsten biologischen Prozessen, die bei PAH fehlreguliert sind: Proliferation, Apoptose und Migration von Endothelzellen.In der vorliegenden Studie identifizierten wir zwei Missense-Varianten in GDF2 und eine CNV, die dieses Gen bei einem PAH-HHT-Patienten, aber auch bei einem idiopathischen PAH-Fall enthält. Bei Patient 1 hat die Segregationsanalyse der Variante bestätigt, dass sowohl die Eltern als auch der ältere Bruder heterozygote Träger der gleichen Variante in GDF2 waren . Es gibt zunehmend Hinweise auf homozygote Varianten in GDF2im Zusammenhang mit HHT. Im Jahr 2016 entdeckten Wang et al. eine homozygote pathogene Nonsens-Variante bei einem chinesischen Jungen mit einer suggestiven Diagnose von HHT, aber die blutsverwandten Eltern waren heterozygot und anscheinend nicht betroffene Träger. Es muss jedoch angemerkt werden, dass der Vater und sein Onkel väterlicherseits Epistaxis hatten, während die Mutter und seine jüngere Schwester vaskuläre Läsionen aufwiesen. Die Sanger-Sequenzierung ergab die gleiche homozygote Variante bei seiner Schwester, die zum Zeitpunkt der Veröffentlichung jedoch keine Symptome einer PAH zeigte [  29  ].Wie im vorherigen Fall waren unsere konsanguinen Eltern des Patienten und des Bruders heterozygote Träger derselben GDF2- Variante, zeigten jedoch zum Zeitpunkt dieser Studie keine Symptome, und es ist keine Familienanamnese bekannt. Darüber hinaus tragen beide blutsverwandten Eltern die gleiche heterozygote Variante, sodass wir spekulieren, dass die Variante in heterozygoter Form vom gemeinsamen Großvater über einen ihrer Eltern vererbt wurde. Mit anderen Worten, wir spekulieren, dass es mindestens drei weitere Familienmitglieder gibt (I-2, II-2 und II-3 in Figur 2 A) mit der gleichen heterozygoten Variante, die die Krankheit nicht entwickelt hatte. Hypothetisch stützen diese Ergebnisse die Idee, dass bei heterozygoten GDF2- Trägern eine unvollständige Penetranz oder variable Expressivität auftreten kann . Außerdem ist der ältere Bruder (IV-2 in Figur 2 A), der 16 Jahre alt ist, zeigte die gleiche heterozygote Variante, aber er zeigte keine Symptome. Dies kann durch die Tatsache erklärt werden, dass sich in 95 % der Fälle durch Teleangiektasien verursachte Epistaxis in der Nasenschleimhaut entwickeln, aber nur 50 % der Personen berichten, dass sie vor dem 10. Lebensjahr Nasenbluten haben [ 9 ] und ebenso orale oder  dermale  Teleangiektasien meist erst im dritten Lebensjahrzehnt beobachtet [  22  ,  30  ]. Wie wir bereits angemerkt haben, ist in vielen Fällen eine frühzeitige Diagnose der Krankheit schwierig, was die große Bedeutung des genetischen Screenings verdeutlicht.Wie bei mehreren zuvor beschriebenen Patienten zeigte sich unser Patient mit klinischen Merkmalen einer GDF2 -ähnlichen Störung, einschließlich Epistaxis und Hautläsionen, die als Teleangiektasien beschrieben werden, deren Ort und Aussehen jedoch im Vergleich zu HHT-Patienten atypisch sind. Dagegen zeigten Patienten mit homozygoten Varianten in GDF2 spinnenartige/lineare Teleangiektasien nur an ihrem Kinn und/oder ihren Wangen; Patienten mit Varianten in ACVRL1 , ENG und SMAD4 haben sie typischerweise an den Lippen und in der Mundhöhle [  22  ].Nicht nur bei Patienten mit HHT wurden homozygote Varianten in GDF2 nachgewiesen, sondern sie wurden auch bei Patienten mit PAH identifiziert [  20  ,  21  ,  31  ,  32  ]. Frühere Studien haben BMP9- und pBMP10-Plasmaspiegel zusammen mit der aus dem Serum stammenden endothelialen BMP-Aktivität bei Patienten mit homozygoten Nonsense- GDF2- Mutationen, PAH-Patienten und einem Patienten mit „HHT-ähnlichem“ Phänotyp gemessen. Sie bestätigten, dass dies zu reduzierten BMP9- und pBMP10-Spiegeln im Plasma führt, sogar bei asymptomatischen heterozygoten Eltern [  33  ]. Darüber hinaus wurde die Variante, die in dieser Studie spezifisch bei Patient 1 nachgewiesen wurde, zuvor von Hodson et al. in Heterozygotie beschrieben. [  32 ] bei einer Patientin, bei der im Alter von 46 Jahren PAH diagnostiziert wurde. Sie zeigte eine funktionelle Klasse 2 der Skala der Weltgesundheitsorganisation (WHO) mit einem mPAP von 38 mmHg, einem PAWP von 5 mmHg, einem PVR von 6,9 WU und einem CO von 4,8 l/min, ohne Familienanamnese [ 32  ]  . Hodsonet al. bestätigten, dass diese Variante eine beeinträchtigte Verarbeitung, Sekretion oder Stabilität von BMP9 aufwies, was darauf hinweist, dass diese Variante einen Funktionsverlust aufweist und wahrscheinlich die Ursache von PAH ist. Der Funktionsverlust von BMP9 kann die Expression von BMPR2 und ALK-1 verringern und seine Wechselwirkung mit ENG stören, die beide zur PAH-Pathogenese beitragen können [  32  ].Ebenso entdeckten wir bei Patient 2 eine Missense-Variante unbekannter Bedeutung, die von der Mutter geerbt wurde, und eine CNV, die GDF2 enthält, das von ihrem Vater geerbt wurde. Die Missense-Variante fehlt in Pseudokontrollpopulationsdatenbanken und wurde zuvor nicht beschrieben. Obwohl beide Eltern für diese Varianten heterozygot waren, ist keiner von ihnen betroffen. Auffallenderweise ist diese Probandin eine idiopathische Patientin und sie erfüllt keines der Curaçao-Kriterien. Obwohl die CNV 40 weitere Gene enthält, wurden bei der Person keine Komorbiditäten gemeldet. Frühere Studien haben über andere Patienten mit ähnlichen Deletionen (4,29 Mb und 4,28 Mb) berichtet, die einen früheren Krankheitsbeginn und keine Familienanamnese aufwiesen [  32 ]. Nach unserem besten Wissen wurde jedoch keine Segregationsanalyse der Varianten durchgeführt. In Anbetracht all dessen schlagen wir vor, dass das Vorhandensein einer der Varianten für die Entwicklung der Krankheit nicht ausreicht, sondern dass das Vorhandensein eines zweiten Treffers notwendig ist. Allerdings wäre es notwendig, diese Studie um funktionelle Studien zu erweitern.Die Analyse durch unser angepasstes Genpanel innerhalb der diagnostischen Routine hat es uns ermöglicht, eine homozygote Variante in GDF2 und eine heterozygote Verbindung von GDF2 zu beschreiben . Daher hat sich das Design unseres maßgeschneiderten Panels als effektiv für die genetische Diagnose von widersprüchlichen Fällen von PAH und HHT oder sogar mit überlappenden Merkmalen erwiesen. Darüber hinaus war es möglich, heterozygote Varianten bei gesunden Verwandten nachzuweisen, was ihnen helfen wird, eine detaillierte Verlaufskontrolle mit dem Ziel einer Früherkennung und/oder Prävention der Krankheit zu erhalten. Unsere Arbeit ergänzt die Vorstellung, dass Varianten in GDF2kann eine größere Prädisposition für die Entwicklung sowohl einer idiopathischen PAH als auch eines „HHT-ähnlichen“ Syndroms erzeugen. Ebenso haben wir fünf gesunde Personen mit heterozygoten Varianten beschrieben, was darauf hindeutet, dass es ein breiteres Spektrum an Vererbungsmustern gibt, die mit GDF2- Varianten, einer unvollständigen Penetranz oder sogar der Notwendigkeit des Vorhandenseins eines zweiten Mutationsereignisses bei einer Person für die Entwicklung der Krankheit verbunden sind .Schließlich wird angesichts der erzielten Ergebnisse die Bedeutung einer genetischen Beratung für Familien deutlich, die bei der Planung zukünftiger Schwangerschaften oder bei Vorliegen einer Familienanamnese hilfreich sein kann. DanksagungenWir möchten allen Patienten und Familien für ihre Zusammenarbeit und Teilnahme an dieser Studie sowie allen teilnehmenden Zentren des PAH-Konsortiums, einschließlich des REHAP-Registers, danken.