Next-Generation Sequencing in Kombination mit Multiplex Ligation-Dependent Probe Amplification zur Detektion einer neuen Kopienzahlvariation bei einem Kind mit heterozygoter familiärer Hypercholesterinämie
Die familiäre Hypercholesterinämie (FH) ist eine häufige autosomal-dominant vererbte Störung des Lipidstoffwechsels, die primär durch Mutationen im LDLR-Gen (Low-Density-Lipoprotein-Rezeptor) verursacht wird. Während die heterozygote FH (HeFH) typischerweise milde klinische Phänotypen aufweist, können homozygote FH (HoFH), compound-heterozygote Mutationen oder Doppelgenmutationen in LDLR zu schweren Komplikationen wie beschleunigter Atherosklerose und vorzeitiger koronarer Herzkrankheit führen. Eine präzise genetische Diagnose ist entscheidend für die Prognose und Therapieentscheidungen, da Lipidspiegel allein nicht zuverlässig zwischen HeFH und HoFH unterscheiden. Dieser Fallbericht unterstreicht die Bedeutung der Integration von Next-Generation Sequencing (NGS) mit Multiplex Ligation-Dependent Probe Amplification (MLPA) zur Identifizierung von Kopienzahlvariationen (CNVs), die etwa 10% der pathogenen LDLR-Varianten ausmachen.
Klinische Präsentation und Familienanamnese
Eine 31 Monate alte Patientin wurde mit multiplen planen und sehnigen Xanthomen vorgestellt, die erstmals im Alter von 18 Monaten beobachtet wurden. Die Xanthome (Durchmesser: 0,3–1,5 cm) waren an Fingern, Handgelenken, Ellbogen, Gesäß und Knien lokalisiert. Trotz normaler Körpergröße (95 cm) und Gewicht (14 kg) zeigte das Lipidprofil extrem erhöhte Werte für Gesamtcholesterin (TC: 23,88 mmol/L; Norm <5,18 mmol/L) und LDL-Cholesterin (LDL-C: 17,94 mmol/L; Norm <3,37 mmol/L). Die abdominale Sonographie war unauffällig.
Die Eltern der Patientin wiesen mildere Dyslipidämien auf: Der Vater hatte TC- und LDL-C-Werte von 7,17 mmol/L bzw. 4,1 mmol/L, die Mutter TC 8,15 mmol/L und LDL-C 3,69 mmol/L. Beide Eltern zeigten keine Xanthome oder kardiovaskulären Auffälligkeiten. Die Diskrepanz zwischen dem schweren Phänotyp des Kindes und den milderen Befunden der Eltern ließ eine compound-genetische Defekthypothese entstehen.
Genetische Teststrategie
Next-Generation Sequencing (NGS)
Die NGS-Analyse des LDLR-Gens bei der Patientin und ihren Eltern identifizierte eine paternal vererbte Frameshift-Mutation in Exon 4: *chr19:11216187-11216188 (NM_000527), c.606delC (p.H203Tfs3)**. Diese Mutation, die einen vorzeitigen Translationsabbruch verursacht, wurde als „likely pathogenic“ klassifiziert. Die Schwere der Lipidstoffwechselstörung und Xanthome ließen jedoch einen zusätzlichen genetischen Beitrag vermuten.
Während der Datenanalyse deuteten Auffälligkeiten in der Tiefe der Abdeckung (Depth of Coverage, DOC) der NGS-Leserouten auf potenziell heterozygote Deletionen in den Exons 13 und 14 von LDLR hin. Eine 50%ige Reduktion der DOC weist auf eine heterozygote Deletion hin. Obwohl NGS für die CNV-Detektion weniger sensitiv ist als für Punktmutationen, motivierte dieser Befund weitere Untersuchungen.
Multiplex Ligation-Dependent Probe Amplification (MLPA)
Zur Bestätigung der vermuteten CNV wurde MLPA durchgeführt. Diese Technik nutzt Sondenpaare, die an benachbarte DNA-Sequenzen hybridisieren; Deletionen oder Duplikationen verändern die Ligationseffizienz, die mittels Kapillarelektrophorese nachweisbar ist. MLPA bestätigte eine heterozygote Deletion der Exons 13–14 im LDLR-Gen bei der Patientin und ihrer Mutter (Abbildung 1). Die väterlichen MLPA-Ergebnisse waren normal.
Genetische Diagnose und Implikationen
Die Patientin trug zwei distinkte LDLR-Mutationen:
- Paternale Mutation: Exon-4-c.606delC (p.H203Tfs*3), eine Frameshift-Variante mit Bildung eines truncatierten, nichtfunktionellen Proteins.
- Maternale Mutation: Exon-13–14-Deletion, eine großskalige CNV, die ligandbindende Domänen des LDL-Rezeptors beeinträchtigt.
Diese compound Heterozygote führte zur Reklassifizierung der Diagnose von HeFH zu HoFH und erklärte den ungewöhnlich schweren Phänotyp. Während HeFH-Patienten typischerweise erst im Erwachsenenalter eine koronare Herzkrankheit entwickeln, besteht bei HoFH ein hohes Risiko für kardiovaskuläre Ereignisse bereits im Kindesalter. Eine frühzeitige aggressive Lipidsenkung (z. B. LDL-Apherese, PCSK9-Inhibitoren) ist bei HoFH entscheidend, während HeFH primär diätetisch und mit Statinen ab dem 10. Lebensjahr behandelt wird.
Herausforderungen in der FH-Diagnostik
NGS bleibt das Hauptwerkzeug der genetischen FH-Diagnostik, doch seine Limitierungen in der CNV-Erkennung unterstreichen den Bedarf komplementärer Methoden wie MLPA. In diesem Fall hätte eine alleinige NGS-Analyse die maternale Exon-13–14-Deletion übersehen, was zu einer Fehlklassifikation als HeFH geführt hätte. Die Exon-auflösende MLPA eignet sich ideal für die LDLR-CNV-Analyse, mit 100%iger Konkordanz zu NGS in früheren Studien bei auffälliger DOC.
Die klinische Überlappung zwischen schwerer HeFH und HoFH erschwert die Diagnose weiter. Einige HeFH-Patienten weisen LDL-C-Werte >13 mmol/L auf, die im HoFH-Bereich liegen. Genetische Tests klären diese Ambivalenz und ermöglichen eine präzise Risikostratifizierung.
Klinische Empfehlungen
- Kernfamilientrio-Testung: Gleichzeitige Analyse von Patient und Eltern erhöht die Mutationsdetektion, insbesondere für De-novo– oder Compound-Varianten.
- CNV-Screening: MLPA oder ähnliche Methoden sollten NGS in der FH-Diagnostik ergänzen. Labore müssen NGS-DOC-Daten auf Regionen mit halbierter Signaltiefe prüfen.
- Frühintervention: HoFH-Patienten benötigen umgehende Therapien, einschließlich LDL-Apherese und genspezifischer Ansätze, um Morbidität im Kindesalter zu verhindern.
Schlussfolgerung
Dieser Fall verdeutlicht die Bedeutung der Kombination von NGS mit MLPA zur CNV-Detektion in LDLR für eine präzise FH-Klassifikation. Die compound Heterozygote (paternale Punktmutation und maternale CNV) unterstreicht die genetische Komplexität schwerer pädiatrischer Hypercholesterinämien. Kliniker sollten bei unverhältnismäßigem Phänotyp trotz Einzelmutation stets CNVs in Betracht ziehen. Proaktive genetische Beratung und frühzeitige Therapie können den Krankheitsverlauf bei HoFH signifikant verbessern.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001224