Kongenitale Muskeldystrophien

Dr. Marius Kuhn, Dr. Dieter Gläser in Zusammenarbeit mit Prof. Wolfgang Müller-Felber und Dr. Katharina Vill
Bislang sind in über 300 Genen ursächliche Mutationen für eine neuromuskuläre Erkrankung beschrieben worden. Klinisch überlappende Phänotypen erschweren zudem die genetische Ursachenfindung erheblich.
Anamnese

Ein Ehepaar mit drei Kindern stellt sich in der neuromuskulären Sprechstunde vor. Bei ihrem 14-jährigen Sohn sei eine deutliche Bewegungseinschränkung in beiden Ellenbogen und Schultern aufgefallen. Die Familie berichtet weiter, die Kraft des Jungen sei schon immer leicht reduziert gewesen, auch sei er schon immer etwas langsamer gerannt als seine Altersgenossen. Dem habe man aber zunächst keine besondere Bedeutung beigemessen und gedacht, dass sich dies im Laufe der Zeit schon geben würde. Die geistige Entwicklung ist altersgerecht. Aus therapeutischer Sicht bekommt der Junge einmal wöchentlich Physiotherapie. Für zu Hause wurden Dehnübungen verordnet, die er allerdings mehr oder weniger intensiv ausübt. Im Rahmen der körperlichen Untersuchung zeigen sich bei dem Jungen eine grenzwertige Verkürzung der Wadenmuskulatur und sonographisch deutliche myogene Veränderungen. Aufgrund der Kontraktur der Ellenbogengelenke wird bei dem Jungen unter anderem der CK-Wert (Kreatinkinase) im Blut bestimmt, der mit ca. 4000 U/l deutlich erhöht ist und einen Indikator für einen Muskelzerfall darstellt. Die Elektrokardiographie ergibt, bis auf einige Extrasystolen und Herzfrequenzsprünge während der Untersuchung, keine wesentlichen Auffälligkeiten. Seine 3 Jahre jüngere Schwester scheint von der gleichen Grunderkrankung betroffen zu sein, da bei ihr ebenfalls ein deutlich erhöhter CK-Wert von ca. 2400 U/l gemessen wurde. Bei beiden gesunden und nicht verwandten Eltern besteht keine CK-Erhöhung und auch die jüngste Tochter ist klinisch unauffällig.

 

Klinische Verdachtsdiagnose

Aufgrund der klinischen Auffälligkeiten und biochemischen Parameter besteht bei dem Jungen und seiner Schwester am ehesten der Verdacht auf eine milde kongenitale Myopathie. Differentialdiagnostisch wäre auch eine genetische Erkrankung aus dem Formenkreis der Gliedergürtelmuskeldystrophien denkbar. Anhand der Familienanamnese ist von einem autosomal rezessiven Erbgang auszugehen. Beide Erkrankungsgruppen sind klinisch und genetisch sehr heterogen. Im Rahmen einer Muskelbiopsie in Verbindung mit immunhistochemischen Analysen oder einem Immuno-Blot könnte die der Erkrankung zugrunde liegende Ursache möglicherweise weiter eingegrenzt werden. Da eine Muskelbiopsie allerdings für den Patienten einen sehr schmerzhaften, invasiven Eingriff darstellt und eine eindeutige Diagnose in den meisten Fällen nicht erreicht wird, ist als nächster diagnostischer Schritt eine molekulargenetische Untersuchung indiziert. Hierzu ist eine sogenannte Multi-Gen-Panel-Analyse hinsichtlich einer Myopathie mittels Next Generation Sequencing (NGS) sinnvoll.

Multi-Gen-Panel-Analyse

Bei einer Multi-Gen-Panel-Analyse werden durch eine massive parallele Sequenzierung viele Gene gleichzeitig untersucht, um möglichst schnell die genetische  Krankheitsursache  identifizieren zu können. Bei dem betroffenen Jungen wurden durch eine gezielte Anreicherung der Zielregionen und anschließendem Next Generation Sequencing die kodierenden Bereiche von 155 Genen parallel analysiert, in denen Mutationen als ursächlich für Muskelerkrankungen beschrieben sind. Dabei konnte die Veränderung c.8386A>G (p.Lys2796Glu) im COL6A3-Gen homozygot nachgewiesen werden. Dies bedeutet, dass die Aminosäure Lysin an der Position 2796 des Proteins durch die Aminosäure Glutaminsäure ausgetauscht ist. Die Veränderung ist bislang noch nicht in der Literatur oder in Mutationsdatenbanken aufgeführt. Sie liegt allerdings in einer Genregion, in der schon mehrere „missense“ Mutationen als pathogen klassifiziert wurden. Durch eine Segregationsanalyse konnte die Veränderung bei der betroffenen Schwester ebenfalls homozygot nachgewiesen werden. Die nicht-betroffene Schwester trägt die Veränderung nicht, was die angenommene Pathogenität dieser Variante unterstützt. Die Eltern tragen diese Genveränderung erwartungsgemäß jeweils heterozygot.

Mutationen im COL6A3-Gen

Veränderungen im COL6A3-Gen führen in der Regel zu einer rezessiv vererbten kongenitalen Muskeldystrophie, der Ullrich-Myopathie (UCMD), oder zu einer dominant vererbten, spätmanifesten Bethlem-Myopathie. Die beiden Erkrankungen zeigen jedoch ein klinisch  breites, überlappendes phänotypisches Spektrum und werden durch den Erkrankungsbeginn charakterisiert. Außerdem sind in der Literatur einzelne Fälle mit einer rezessiv vererbten Dystonie beschrieben, in denen Mutationen im COL6A3-Gen nachgewiesen werden konnten. Bei der UCMD handelt es sich in der Regel um eine autosomal rezessiv vererbte Erkrankung, d. h. es liegen bei den betroffenen Patienten Mutationen auf beiden, sich entsprechenden Allelen homozygot oder compound-heterozygot vor. Dies bedeutet, dass in der Regel beide Eltern eines betroffenen Patienten heterozygote Anlageträger für die Erkrankung sind und damit eine Wahrscheinlichkeit von 25 % haben, weitere betroffene Kinder zu bekommen.

 

In der Literatur sind in seltenen Fällen auch Mutationen beschrieben, die mit einer autosomal dominant vererbten UCMD oder einer autosomal rezessiven Bethlem-Myopathie assoziiert sind. Wesentlich häufiger führen Mutationen in den Genen COL6A1 und COL6A2 zu einer dieser beiden Erkrankungen. Beide Gene kodieren ebenfalls für eine Kollagen-VI-Untereinheit. Aufgrund der Familienvorgeschichte, dem frühen Krankheitsbeginn, dem klinischen Erscheinungsbild und den molekulargenetischen Untersuchungsergebnissen ist die molekulargenetische Diagnose einer bisher mild verlaufenden UCMD mit dem klinischen Bild bei dem Jungen gut vereinbar.

 

 

Abb: Reserve Sequenz der DNA-Analyse im COL6A3-Gen mit der Mutation c.8386A>G. Im Elektropherogramm sind daher die komplementären Basen T und C dargestellt. Betroffen sind die ersten beiden Kinder, geboren 1999 und 2002, mit der homozygoten Mutation [C]. Die beiden Eltern sind jeweils heterozygot [Y] und die nicht betroffene Schwester trägt die Normalsequenz [T].

Schlussfolgerung

Die Multi-Gen-Panel-Analyse stellt bei der genetischen Diagnostik von besonders heterogenen Erkrankungen ein geeignetes Tool dar, um eine schnelle Ursachenfindung der Erkrankung zu ermöglichen. Eine frühe Diagnosestellung ist für die  Vorhersage  des  klinischen  Verlaufs  und  der therapeutischen Maßnahmen unerlässlich. In diesen Fällen kann damit auch auf eine invasive Diagnostik im Rahmen einer Muskelbiopsie verzichtet werden. Außerdem wird eine eindeutige Aussage zum Wiederholungsrisiko für Familienangehörige möglich. Eine Multi-Gen-Panel-Analyse ist bei heterogenen Erkrankungen zudem deutlich schneller und kosteneffektiver als Einzel-Gen-Analysen.