Harvinaisten perinnöllisten aineenvaihduntasairauksien kantajatiheys suomalaisissa

Samankaltaiset tiedostot
VASTASYNTYNEIDEN HARVINAISTEN SYNNYNNÄISTEN AINEENVAIHDUNTA- SAIRAUKSIEN SEULONTA

Vastasyntyneen aineenvaihduntatautien seulonta

Vastasyntyneiden aineenvaihduntasairauksien laajentuva seulonta Suomessa

arvostelija OSDA ja UDDI palveluhakemistoina.

Työn laji Arbetets art Level Aika Datum Month and year Sivumäärä Sidoantal Number of pages

Vallitseva periytyminen. Potilasopas. Kuvat: Rebecca J Kent rebecca@rebeccajkent.com

VASTAUS 1: Yhdistä oikein

S Laskennallinen systeemibiologia

Aika/Datum Month and year Kesäkuu 2012

Pro gradu -tutkielma Meteorologia SUOMESSA ESIINTYVIEN LÄMPÖTILAN ÄÄRIARVOJEN MALLINTAMINEN YKSIDIMENSIOISILLA ILMAKEHÄMALLEILLA. Karoliina Ljungberg

Koht dialogia? Organisaation toimintaympäristön teemojen hallinta dynaamisessa julkisuudessa tarkastelussa toiminta sosiaalisessa mediassa

Perinnöllisyyden perusteita

Luonnontieteiden popularisointi ja sen ideologia

Kymmenen kärjessä mitkä ovat suomalaisten yleisimmät perinnölliset sairaudet?

Kreatransporttihäiriö

Tiedonjyväsiä cavalierien geenitestauksista imuroituna maailmalta

Vastasyntyneiden metabolinen seulonta Risto Lapatto Lastenklinikka, HYKS ja HY

Parkinsonin tauti on monitekijäinen tauti, jonka synnyssä erilaisilla elämän aikana vaikuttavilla tekijöillä ja perimällä on oma osuutensa.

Peittyvä periytyminen. Potilasopas. Kuvat: Rebecca J Kent rebecca@rebeccajkent.com

Suomalainen genomitieto ja yksilöllistetty terveydenhuolto Olli Kallioniemi October 9, 2013

Geenitutkimuksista. Potilasopas. Kuvat: Rebecca J Kent rebecca@rebeccajkent.com

Maailman muutosta tallentamassa Marko Vuokolan The Seventh Wave -valokuvasarja avauksena taidevalokuvan aikaan

Katsaus korruption vaikutuksesta Venäjän alueelliseen talouskasvuun ja suoriin ulkomaisiin investointeihin

Vastasyntyneen aineenvaihduntasairauksien seulonta Risto Lapatto Lastenklinikka, HYKS ja HY

Avainsanat: BI5 III Biotekniikan sovelluksia 9. Perimä ja terveys.

DNA:n informaation kulku, koostumus

! #! %! & #!!!!! ()) +

Perinnöllisyys 2. Enni Kaltiainen

D ADEK-vitamiini Vitamiini- tai hivenainevalmiste Ei Ei korvattava. Kliininen ravintovalmiste

Selainpelien pelimoottorit

Hallintomallit Suomen valtionhallinnon tietohallintostrategioissa

Epigeneettinen säätely ja genomin leimautuminen. Tiina Immonen BLL Biokemia ja kehitysbiologia

Tiedekunta/Osasto Fakultet/Sektion Faculty Valtiotieteellinen tiedekunta

VERIRYHMÄT JA VERIRYHMÄVASTA-AINEET

Fabryn taudin neurologiset oireet ja löydökset. Aki Hietaharju Neurologipäivät Helsinki

Uusia mahdollisuuksia FoundationOne

Potilasopas. 12 Mitä Genetiikan Laboratoriossa Tapahtuu?

Katsaus elintarvikevälitteisiin epidemioihin Shp-SIRO-FiRe-päivät

X-kromosominen periytyminen. Potilasopas. TYKS Perinnöllisyyspoliklinikka PL 52, Turku puh (02) faksi (02)

Geneettisen tutkimustiedon

Genomin ilmentyminen

Harvinaiset sairaudet Euroopassa

Harvinaissairauksien diagnostiikan ja hoidon tulevaisuuden näkymiä

DNA sukututkimuksen tukena

Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita

Perinnöllisyys harvinaisten lihastautien aiheuttajana. Helena Kääriäinen Terveyden ja hyvinvoinnin laitos Tampere

Miten genomitieto on muuttanut ja tulee muuttamaan erikoissairaanhoidon käytäntöjä

Vastasyntyneiden aineenvaihduntasairauksien seulonta Risto Lapatto HY ja HYKS Lastenklinikka

Mevalonaattikinaasin vajaatoiminta (MKD) ja Hyperimmunoglobulinemia D-oireyhtymä (HIDS)

Viekirax-valmisteen (ombitasviiri/paritapreviiri/ritonaviiri) riskienhallintasuunnitelman yhteenveto

PLENADREN RISKIENHALLINTASUUNNITELMAN JULKINEN YHTEENVETO VERSIO 3.0

vauriotyypit Figure 5-17.mhc.restriktio 9/24/14 Autoimmuniteetti Kudosvaurion mekanismit Petteri Arstila Haartman-instituutti Patogeeniset mekanismit

Uusia mahdollisuuksia FoundationOne CDx. keystocancer.fi

Fenyyliketonuria. Harri Niinikoski, Jaana Heikkilä ja Kirsti Näntö-Salonen KATSAUS

ikiön seulonta- ja kromosomitutkimukset

Vastasyntyneiden harvinaisten aineenvaihduntatautien seulonta

Epigeneettinen säätely ja genomin leimautuminen. Tiina Immonen Medicum, Biokemia ja kehitysbiologia

NCL australiankarjakoirilla

Bioinformatiikan maisteriohjelman infotilaisuus Exactum D122

Avainsanat: perimä dna rna 5`-ja 3`-päät replikaatio polymeraasientsyymi eksoni introni promoottori tehostajajakso silmukointi mutaatio

Experimental Identification and Computational Characterization of a Novel. Extracellular Metalloproteinase Produced by Clostridium sordellii

Mitä uutta DNA:sta. - koko perimän laajuiset analyysimenetelmät ja niiden sovellukset. Heidi Nousiainen, FT Erikoistuva kemisti, HUSLAB

III Perinnöllisyystieteen perusteita

Raskausfysiologiaa ja genetiikkaa

RUORI/TP 2: Elintarvikkeiden aiheuttamien sairauksien tautitaakka I Jouni Tuomisto

HARVINAISTEN PERINNÖLLISTEN SAIRAUKSIEN LABORATORIODIAGNOSTIIKKA

Sidekudosoireyhtymät. Perinnölliset sidekudosoireyhtymät. Marfanin oireyhtymä (s. 284) Luusto. Silmät. Perinnölliset sidekudoksen sairaudet 24.8.

Miten geenit elelevät populaatioissa, vieläpä pitkiä aikoja?

Miten geenitestin tulos muuttaa syövän hoitoa?

Farmakogeneettiset testit apuna lääkehoidon arvioinnissa

Yksityiskohtaiset mittaustulokset

Immuunijärjestelmän toimintamekanismit

Vastasyntyneiden aineenvaihduntaseula HY ja HYKS Lastenklinikka

!"#$%&'$("#)*+,!!,"*--.$*#,&--#"*/".,,%0

SÄTEILYN GENEETTISET VAIKUTUKSET

SELVITYS SIITÄ MITEN ERÄÄT PERINNÖLLISET SAIRAUDET (KUTEN GPRA JA FUCOSIDOSIS) PERIYTYVÄT ENGLANNINSPRINGERSPANIELEISSA

Peptidi ---- F K V R H A ---- A. Siirtäjä-RNA:n (trna:n) (3 ) AAG UUC CAC GCA GUG CGU (5 ) antikodonit

Autoimmuunitaudit: osa 1

Kromosomimuutokset. Potilasopas. Kuvat: Rebecca J Kent rebecca@rebeccajkent.com. Huhtikuussa 2008

Hammaslääketiede Perinnöllisten tautien diagnostiikka ja perinnöllisyysneuvonta

Ravitsemus muistisairauksien ehkäisyssä. Mikko Rinta Laillistettu ravitsemusterapeutti Diacor terveyspalvelut Oy

Harvinaisten sairauksien tutkimisen eettiset pulmat

Lasten immuunipuutokset. Merja Helminen Lasten infektiolääkäri TaYS lastenklinikka 2004

LASTEN VIITEARVOISTA. Esa Hämäläinen, oyl, dos HUSLAB Lasten ja Nuorten sairaala

Perinnöllisyyden perusteita

Jokaisesta sairausgeenistä saa lisätietoa klikkaamalla kyseisen sairauden kohtaa ohjelmassa.

BI4 IHMISEN BIOLOGIA

Sylvant (siltuksimabi) RISKIENHALLINTASUUNNITELMAN JULKINEN YHTEENVETO

Virukset luonnonvesissä. Dos. Leena Maunula, Elintarvikehygienian ja ympäristöterveyden osasto, ELTDK, HY

a) dominoivaan: esiintyy joka sukupolvessa, sairaille vanhemmille voi syntyä terveitä lapsia

DNA Tiina Immonen, FT, yo-lehtori HY Biolääketieteen laitos, Biokemia ja kehitysbiologia

K&V kasvattajaseminaari Marjukka Sarkanen

Etunimi: Henkilötunnus:

Euromit2014-konferenssin tausta-aineistoa Tuottaja Tampereen yliopiston viestintä

6 GEENIT OHJAAVAT SOLUN TOIMINTAA nukleiinihapot DNA ja RNA Geenin rakenne Geneettinen informaatio Proteiinisynteesi

Dira Eli Interleukiini-1-Reseptorin Salpaajan Puute

C. difficile-diagnostiikan vaikutus epidemiologiaan, potilaan hoitoon ja eristyskäytäntöihin. Miksi lasten C. difficileä ei hoideta? 16.3.

NGS-tutkimukset lääkärin työkaluna Soili Kytölä, dos. sairaalageneetikko HUSLAB, genetiikan laboratorio

Geenitekniikan perusmenetelmät

Proscar , versio 3.0 RISKIENHALLINTASUUNNITELMAN JULKINEN YHTEENVETO

Transkriptio:

Harvinaisten perinnöllisten aineenvaihduntasairauksien kantajatiheys suomalaisissa Venla Laitinen LK Opiskelijanumero 012608115 Helsinki 18.6.2013 Tutkielma venla.miettunen@helsinki.fi Ohjaaja: Risto Lapatto, tittelit HELSINGIN YLIOPISTO Lääketieteellinen tiedekunta

i HELSINGIN YLIOPISTO HELSINGFORS UNIVERSITET Tiedekunta/Osasto Fakultet/Sektion Faculty Lääketieteellinen tiedekunta Laitos Institution Department Lastenklinikka Tekijä Författare Author Venla Laitinen Työn nimi Arbetets titel Title Harvinaisten perinnöllisten aineenvaihduntasairauksien kantajatiheys suomalaisissa Oppiaine Läroämne Subject Lääketiede Työn laji Arbetets art Level Tutkielma Aika Datum Month and year 18.6.2013 Sivumäärä -Sidoantal - Number of pages 25 Tiivistelmä Referat Abstract Fenyyliketonuria, LCHAD-puutos, MCAD-puutos, propionihappovirtsaisuus, perinnöllinen fruktoosi-intoleranssi sekä 21-hydroksylaasin puute ovat kaikki harvinaisia perinnöllisiä aineenvaihduntasairauksia, jotka ilmenevät vastasyntyneisyyskaudella tai varhaislapsuudessa ja jotka hoitamattomina voivat olla seurauksiltaan kohtalokkaita. Tutkimuksessa määritettiin näiden sairauksien taustalla olevien geenien (PAH, HADHA, ACADM, PCCA ja PCCB, ALDOB sekä CYP21A2) kaikkien yhden emäksen mutaatioiden kantajatiheys suomalaisissa. Laajuudeltaan vastaavanlaista määritystä ei ole aiemmin tehty. Aineistona oli 64:lle näiden sairauksien suhteen terveelle potilaalle ajettu eksomianalyysi, jonka kaikki yhden emäksen mutaatiot oli alustavasti analysoitu ja koottu Excel-taulukoihin. Kaikki tutkittavien geenien mutaatiot koottiin erillisiin taulukoihin ja analysoitiin manuaalisesti vertaamalla NCBI:n geenipankin tietoihin. Kantajatiheyksiksi saatiin fenyyliketonurialle alle 1 : 64, LCHAD-puutokselle 1 : 64, MCAD-puutokselle 1 : 64, propionihappovirtsaisuudelle 1 : 64, fruktoosi-intoleranssille yhteensä 1 : 32 sekä 21-hydroksylaasin puutteelle 1 : 64. Tuloksia voidaan jatkossa käyttää apuna määritettäessä tarvetta laajentaa vastasyntyneiden seulontaa. Avainsanat Nyckelord Keywords PKU, LCHAD deficiency, MCAD deficiency, Propionic acidaemia, Hereditary fructose intolerance, 21 hydroxylase deficiency, Mutations, Carrier frequency, Finland Säilytyspaikka Förvaringställe Where deposited Muita tietoja Övriga uppgifter Additional information

ii Sisällysluettelo 1 Johdanto 1 2 Kirjallisuuskatsaus 2 2.1 Genetiikan perustaa 2 2.2 Hardy-Weinbergin laki..3 2.3 Suomalaisen populaation erityispiirteitä 3 2.3 Tutkimuksen kohteena olevien sairauksien perustaa.4 2.3 Aiemmin tutkittua..7 3 Aineisto ja menetelmät.9 4 Tulokset..10 4.1 Fenyyliketonuria..10 4.2 LCHAD-puutos 12 4.3 MCAD-puutos..13 4.4 Propionihappovirtsaisuus.14 4.5 Perinnöllinen fruktoosi-intoleranssi.16 4.6 Synnynnäinen lisämunuaishyperplasia 17 5 Pohdintaa 18 Lähteet...21

1 1 Johdanto Fenyyliketonuria (PKU), pitkäketjuisten rasvahappojen hydroksiasyyli-coadehydrogenaasin (LCHAD) puutos, keskipitkäketjuisten rasvahappojen CoAdehydrogenaasin (MCAD) puutos, propionihappovirtsaisuus (PA), perinnöllinen fruktoosi-intoleranssi (HFI) sekä synnynnäinen lisämunuaishyperplasia (CAH) ovat kaikki imeväisiässä taikka varhaislapsuudessa ilmeneviä synnynnäisiä aineenvaihduntasairauksia, joiden yleisimmät muodot ovat autosomissa peittyvästi periytyviä. Jokainen edellä mainittu sairaus on oireiltaan vakava, jopa henkeä uhkaava. Osassa näitä sairauksia ennen oireiden ilmaantumista aloitettu hoito voi olla hengen pelastava taikka estää vakavien pysyvien haittojen, kuten kehitysvammaisuuden, syntymistä. Tämän tutkielman tavoitteena oli määrittää fenyylialaniinihydroksylaasi(pah)- geenimutaatioista johtuvan PKU:n, HADHA-geenimutaatioista johtuvan LCHADpuutoksen, ACADM-geenimutaatioista johtuvan MCAD-puutoksen, PCCA- ja PCCBgeenimutaatioista johtuvan PA:n, ALDOB-geenimutaatioista johtuvan HFI:n sekä yleisimmän CAH:n aiheuttajan, CYP21A2-geenimutaatioista johtuvan 21- hydroksylaasin puutoksen kantajatiheys suomalaisessa väestössä. Minkään tutkimuksen kohteena olevan geenin kaikkien mutaatioiden kantajatiheyttä suomalaisissa ei ole aiemmin määritetty. Joidenkin geenien valtamutaatioiden esiintyvyyksistä sen sijaan on tehty erinäisiä tutkimuksia ja arvioita (1, 2). Sen lisäksi, että oli puhtaasti tieteellisesti mielenkiintoista selvittää tarkemmin mitä geenimutaatiota löytyy ja mikä niiden esiintyvyys aineistossa oli, tietoa voidaan käyttää jatkossa apuna myös arvioitaessa tarvetta laajentaa vastasyntyneiden seulontaa. Kantajatiheyden määritys tehtiin ensin 64 eri potilaalle ajetuista geenisekvensseistä. Excel-ohjelman avulla etsittiin kaikki yhden emäksen mutaatiot mitä tutkittavista geeneistä löytyi ja määritettiin niiden kantajatiheys tutkimusaineistossa. Koska aineiston potilaat edustavat hyvin suomalaista populaatiota, voimme olettaa, että kantajatiheys on sama myös koko väestössä. Tutkimus on retrospektiivinen ja täysin kvantitatiivinen. Yksittäisen ihmisen genomi ei juurikaan, yksittäisiä korjaamattomia

2 mutaatioita lukuun ottamatta, muutu elinaikana, joten geenitutkimuksen tila on pysyvä. Täten vaikkakin aineistoa tarkasteltiin retrospektiivisesti, voidaan ajatella tulosten koskevan myös nykyhetkeä. 2 Kirjallisuuskatsaus 2.1 Genetiikan perustaa Ihmisen rakennetta ja toimintoja ohjaa perimä eli genomi. Siihen tarvittava informaatio on kätketty solujen tumissa sijaitseviin deoksiribonukleiinihappomolekyyleihin (DNA-). DNA-molekyyli on kaksoiskierteinen juoste, joka muodostuu kahdesta vastakkaisesta nauhasta. Nauhat koostuvat alayksiköistä, nukleotideista. Kukin nukleotidi sisältää kolme osaa: deoksiriboosisokerin ja sen 5 -hiileen liittyvän fosforihappotähteen sekä 1 - hiileen liittyvän puriini- tai pyrimidiiniemäksen. Alayksiköt liittyvät toisiinsa kovalenttisin sidoksin siten, että seuraavan nukleotidin fosfaattiosa liittyy edellisen nukleotidin sokeriosan 3 -hiileen. Täten muodostuu sokeri-fosfaattiketju, johon emäkset kiinnittyvät ikään kuin tikapuiden puolat. (3), (4) Geenien sisältämä informaatio on kätketty DNA-molekyylien emäsjärjestykseen. Kolme peräkkäistä emästä muodostaa kodonin, joka vastaa valmistettavan proteiinin tiettyä aminohappoa. Yhtä aminohappoa kohden voi olla monta eri kodonia, mutta kodonia vastaa aina vain yksi aminohappo. Siten mutaatio yhdessä kodonin emäksessä saattaa olla täysin harmiton, johtaa aminohapon vaihtumiseen toiseksi ja siten proteiinin toimimattomuuteen tai väärintoimintaan taikka lopettaa synteesin ennenaikaisesti. (3), (4)

3 2.2 Hardy-Weinbergin laki Populaatiogenetiikan keskeisen teoreeman, Hardy-Weinbergin lain mukaan populaation geenifrekvenssi ei muutu siirryttäessä sukupolvesta toiseen ja populaation genotyyppifrekvenssit pysyvät muuttumattomana vaikka populaation koko muuttuisikin. Lisäksi p² + 2pq + q² = 1 ; p ja q ovat jonkin geenin kahden alleelin A ja a frekvenssit populaatiossa. Kaavasta voidaan laskea mahdollisten genotyyppien AA (p²), Aa (2pq) ja aa (q²) suhteelliset osuudet. Oletuksena on, että alleeleja on ainoastaan kaksi, jolloin p + q = 1. Edellä mainittua kaavaa voidaan käyttää apuna esimerkiksi laskettaessa resessiivisen taudin kantajatiheyttä populaatiossa. (3) 2.3 Suomalaisen populaation erityispiirteitä Kuten edeltä käy ilmi, Hardy-Weinbergin lain mukaan populaation geenifrekvenssi ei muutu siirryttäessä sukupolvesta toiseen. Jotta tämä pitäisi täysin paikkansa, edellytyksenä on, että pariutuminen tapahtuisi täysin sattumanvaraisesti, populaation koon pitäisi olla rajattoman suuri, mutaatioita ei saisi tapahtua, uusia alleeleita ei saisi tulla populaatioon eikä poistua siitä. Kaikilla genotyypeillä täytyisi myös olla yhtäläiset suvunjatkamismahdollisuudet. Tällaista ihannepopulaatiota ei ole olemassakaan, mutta käytännössä Hardy-Weinbergin laki kuitenkin toimii tavallisissakin populaatioissa tietyllä hetkellä. (3) Poikkeamia Hardy-Weinbergin lakiin aiheuttavat siis ei-sattumanvarainen pariutuminen, sukulaisavioliitot, sattuma, perustajavaikutus, muuttoliike, mutaatiot sekä valinta. Sattuman osuus geenitiheyden muuttajana on suuri erityisesti pienissä populaatioissa. Suomen alkuperäinen väestö on ollut kooltaan hyvin pieni ja maaseuduilla muuttoliike on ollut vähäistä. Pienikokoisen alkuperäisväestön vuoksi myöskin perustajavaikutuksella on osuutensa suomalaisten geenijakaumassa. Suomeen onkin kasaantunut muualla maailmassa harvinaisia perinnöllisiä sairauksia, joissa

4 geenimutaatio on lähes kaikilla sama. Näitä 36 sairautta kutsutaan nimellä suomalainen tautiperintö. (3) 2.3 Tutkimuksen kohteena olevien sairauksien perustaa Fenyyliketonuria (PKU) on aineenvaihduntasairaus, jossa fenyylialaniinin metabolia tyrosiiniksi on puutteellista johtuen joko mutaatiosta geenissä, joka koodaa fenyylialaniinihydroksylaasientsyymiä (PAH) taikka PAH-entsyymin kofaktorin, biopteriinin (BH4) puutteesta. Yleensä taudin syynä on mutaatio PAH-geenissä, vain muutamalla prosentilla syynä on BH4-kofaktorin puute (5). PAH-geeni sijaitsee kromosomin 12 pitkässä haarassa (6). PKU:ssa PAH-entsyymin puutteellinen toiminta johtaa fenyylialaniinin kertymiseen elimistöön sekä tyrosiinin liian vähäiseen muodostumiseen. Lisäksi muiden aminohappojen kuljetus aivoihin häiriintyy. Korkeat fenyylialaniinipitoisuudet ovat aivoille toksisia etenkin sikiökaudella ja varhaislapsuudessa (5). Ylimääräinen fenyylialaniini metaboloidaan fenyylipyruvaatiksi, joka eritetään fenyyliketoneina virtsaan. Hoitamattomana PKU häiritsee aivojen kehittymistä, mistä seurauksena voi olla mm. epilepsia, poikkeava lihastonus sekä vääjäämättä myös kehitysvammaisuus. PKU voidaan diagnosoida jo kahden vuorokauden iässä ja sen hoitona yleisemmässä muodossa on tiukka ruokavalio, joka sisältää niukasti proteiinia. Ajoissa diagnosoiduista ja oikein hoidetuista PKUpotilaista tulee terveitä veronmaksajia (5). LCHAD-puutos on sairaus, jossa pitkäketjuisten rasvahappojen beetaoksidaatio mitokondrioissa on häiriintynyt, mistä seurauksena on riittämätön energiatuotanto sekä toksisten aineenvaihduntatuotteiden kertyminen elimistöön (7). Syynä sairauteen on siis LCHAD-entsyymin toimimattomuus taikka puuttuminen, mikä johtuu mutaatioista HADHA-geenissä. Edellä mainittu geeni sijaitsee kromosomin 2 lyhyessä haarassa. Sairaus ilmenee yleensä imeväisiässä taikka varhaislapsuudessa oirekirjonaan syömisvaikeudet, letargia, hypoglykemia tai jopa hypoglykeeminen kooma, hypotonia, hepaattinen steatoosi, kardiomyopatia ja johtumishäiriöt, lihaskivut johtuen rabdomyolyysistä liikunnan yhteydessä sekä korioretinopatia ja perifeerinen neuropatia

5 (1), (8), (9). Pahimmillaan LCHAD-puutos voi aiheuttaa äkkikuoleman jo vastasyntyneisyyskaudella. Osa oireista johtuu metaboliittien kertymisestä kudoksiin, osa taas energian puutteesta. Sairauden hoitona on vähärasvainen ruokavalio ja tarvittavat rasvat nautitaan keskipitkäketjuisina valmisteina. Lisäksi infektioiden yhteydessä huolehditaan tiheästä ruokailusta ja nautitaan ylimääräisiä hiilihydraatteja lipolyysin välttämiseksi (7). Kuten LCHAD-, myös MCAD-puutos aiheuttaa häiriön rasvahappojen beetaoksidaatiossa. Sairaudessa keskipitkäketjuisten rasvahappojen metabolointi asetyylikoentsyymi-a:ksi on häiriintynyt (10). Syynä MCAD-puutokseen ovat mutaatiot ACADM-geenissä, joka sijaitsee kromosomin 1 lyhyessä haarassa (11). Oireilu alkaa usein infektion tai paaston aikana kun ravinnonsaanti on heikentynyt (12). Tilanne voi edetä tajuttomuuteen ja jopa kuolemaan (8). Oireisella potilaalla on laboratoriotutkimuksissa yleensä nähtävissä hypoketoottinen hypoglykemia (10). Muita tyypillisiä laboratoriolöydöksiä oireilevilla potilailla ovat hyperammoninemia sekä maksa-arvojen nousu (10). Potilaalla voi ilmetä myös hepatomegaliaa sekä enkefalopatiaa (13). Taudin pitkäaikaisseurauksina voi olla muun muassa eriasteisia kehitysviiveitä, käytöshäiriöitä, keskittymisvaikeuksia, epilepsiaa ja CP:tä (8). Kuten LCHAD-puutoksen, myös MCAD-puutoksen hoidon perusta on paaston välttäminen ja tiheä ruokailu erityisesti infektioden aikana (10). Propionihappovirtsaisuus on sairaus, joka johtuu propionyyli-coakarboksylaasientsyymin (PCC) puutoksesta (14). Syynä tähän ovat mutaatiot propionyylikoentsyymi-a-karboksylaasi-alfa-polypeptidi(pcca)- tai PCC-beetapolypeptidi(PCCB)-geeneissä (15). PCCA-geeni sijaitsee kromosomin 13 pitkässä haarassa (16), PCCB-geeni puolestaan kromosomin 3 pitkässä haarassa (17). PCCentsyymin tehtävänä on metaboloida propionyyli-coa:ta metyylimalonyyli-coa:ksi. PCC:n puutteellinen toiminta johtaa keskeisten metaboliareittien, mukaan lukien ureasyklin ja sitruunahappokierron, tukkeutumiseen, (18). Seurauksena on propionyyli- CoA:n kertyminen elimistöön ja sen metabolointi propionihapoksi. Suurimmalla osalla potilaita propionihappovirtsaisuus johtaa oireiluun jo päivien kuluttua syntymästä. Oirekuvaan kuuluu oksentelua, syömisvaikeuksia, hypotoniaa ja letargiaa (15). Muita taudille tyypillisiä piirteitä ovat ketoosi, neutropenia, ajoittainen trombosytopenia,

6 hypogammaglobulinemia, kehitysviiveet sekä proteiini-intoleranssi. Mikäli tautia ei hoideta akuuttivaiheessa, se voi johtaa metaboliseen asidoosiin, koomaan ja lopulta kuolemaan (19). Taudin hoidossa on olennaisessa osassa ruokavalio. Perinnöllinen fruktoosi-intoleranssi on suomalaiseen tautiperimään kuuluva tauti (20), jossa maksan aldolaasi B entsyymi ei toimi normaalisti. Tämän aiheuttavat mutaatiot aldolaasi B(ALDOB)-geenissä (21). ALDOB-geeni sijaitsee kromosomin 9 pitkässä haarassa (22). Aldolaasi B-entsyymin tehtävänä on metaboloida fruktoosi-1-fosfaattia. Kun tämä ei toimi, seurauksena on fruktoosi-1-fosfaatin kertyminen soluihin (23), mikä voi johtaa suoraan tai epäsuorasti hypoglykemiaan, maksa- ja munuaisvaurioon, koomaan ja jopa kuolemaan (21). Oireet tulevat esiin fruktoosin tai sakkaroosin nauttimisen jälkeen ja niiden vakavuus riippuu fruktoosin määrästä elimistössä. Oirekuvassa voi olla muun muassa ripulia, oksentelua, ruokahaluttomuutta, hypoglykemiaoireita, maksan suurenemista ja ikterusta sekä munuaisten toimintahäiriö (20). Hoitona perinnöllisessä fruktoosi-intoleranssissa on täysin fruktoositon ruokavalio. Synnynnäinen lisämunuaishyperplasia on tila, jossa jokin lisämunuaiskuoren kortisolisynteesin entsyymeistä toimii vajavaisesti. Yleisin aiheuttaja on steroidi-21- hydroksylaasin puute, joka johtuu mutaatioista CYP21A2-geenissä (24). Tämän geenin sijainti on kromosomin 6 lyhyessä haarassa (25). 21-hydroksylaasin toimiessa puutteellisesti tai puuttuessa täysin, lisämunuaiskuori valmistaakin ylimäärin androgeeneja. 21-hydroksylaasin puute on ilmiasultaan kirjava. Karkea jako voidaan tehdä klassiseen ja ei-klassiseen tyyppiin, klassinen voidaan vielä jakaa suolanmenettäjiin ja klassiseen virilisoivaan muotoon. Klassisessa virilisoivassa muodossa androgeenien ylimäärä johtaa jo ennen syntymää tyttösikiöiden virilisoitumiseen. Lisäksi sekä tytöillä että pojilla kasvupyrähdys tulee liian varhain ja aikuispituus jää siten vajaaksi. (26) Suolanmenettäjillä myös aldosteronin tuotanto on liian vähäistä, mikä johtaa natriumin liialliseen erittämiseen virtsaan. Seurauksena voi olla henkeä uhkaava tilanne jo vastasyntyneenä. Ei-klassisessa tyypissä oireet ovat vähäisimmät, tytöillä genitaalit ovat yleensä normaalit ja vanhempana oirekuvaan voi tulla hirsutismi, miestyyppinen kaljuuntuminen, kuukautishäiriöitä ja alentunut fertiliteetti. Pojilla voi olla pienet kivekset ja varhainen kasvupyrähdys. (24) Perusajatuksena hoidossa on korvata puuttuvat hormonit, eli kortisoni ja

7 suolanmenettäjillä myös aldosteroni. Näin estetään myös ACTH:n eritystä aivolisäkkeestä, lisämunuaiskuoren liikakasvu sekä androgeenien liikaeritys. 2.3 Aiemmin tutkittua PKU:n esiintyvyys on Suomessa huomattavasti pienempi kuin maailmalla yleisesti. Tätä selittää negatiivinen perustajavaikutus. 1970-luvun alussa Suomessa tehtiin laaja vastasyntyneiden seulonta, jossa ei löydetty yhtäkään PKU-tapausta (27). PKU:n esiintyvyyden Suomessa on arvioitu olevan alle 1 : 100 000 (8). Tämän perusteella Hardy-Weinbergin lakia käyttäen voidaan laskea kantajatiheyden olevan Suomessa alle 1 : 158. Yleisesti maailmalla PKU:n esiintyvyys vaihtelee välillä 1 : 4500 1 : 200 000 ollen keskimäärin 1 : 25 000. Koska PKU on muissa etnisissä ryhmissä huomattavasti yleisempää kuin kantasuomalaisssa, on sen esiintyvyys Suomessa kasvamassa muuttoliikkeen vuoksi. PAH-geenin mutaatioita tunnetaan yli 500, joista muutama yleisin on taustalla suurimmassa osassa tautitapauksia (5). LCHAD-puutoksesta aiemmin tehtyjen tutkimusten perusteella syy on yleisimmin mutaatio c. G1528C HADHA-geenissä. Valtamutaation kantajafrekvenssiksi Suomessa on 1200 potilaan aineistossa arvioitu 1 : 240 (1) ja ilmaantuvuus tämän ja Hardy- Weinbergin lain avulla laskettuna olisi noin 1 : 230 000. Saksassa LCHAD-puutoksen ilmaantuvuus on erään tutkimuksen mukaan 1 : 250 000 (28), Puolassa puolestaan 1: 115 000 (29). MCAD-puutos on maailmalla LCHAD-puutosta yleisempi, joten sitä on myös tutkittu enemmän. Valtamutaatiot ja niiden yleisyys vaihtelevat eri etnisissä ryhmissä: aiemmin tehtyjen tutkimusten perusteella eurooppalais-pohjoiskaukaasialaisissa valtamutaatio on c. 985A>G ACADM-geenissä, joka on maailmalla yleisimmin esiintyvä mutaatio. Se on valkoisen rodun edustajilla 90 %:ssa tapauksista sairauden aiheuttava mutaatio (2). Maailmanlaajuisesti kyseinen mutaatio on sairauden aiheuttaja 50 90 % :ssa tapauksista (30). Muita löydettyjä mutaatioita ovat muun muassa 461T>G (korealainen potilas) (31) sekä c. 799G>A ja c. 443G>A, jotka löytyivät hispanoille tehdyssä

8 tutkimuksessa. Jälkimmäisen mutaation ei tiedetä ainakaan toistaiseksi aiheuttaneen lainkaan oireita (32). MCAD-puutoksen esiintyvyys vaihtelee; maailmanlaajuisesti esiintyvyys on 1 : 14 600 (30). Belgiassa sen arvellaan olevan noin 1:15 000 (33), Yhdysvalloissa 1 : 15 000-1 : 20 000 (34), Tanskassa sen sijaan 1: 8 954 1: 39 691 diagnosointimenetelmästä riippuen (35). Valtamutaation kantajatiheyden Suomessa on arvioitu olevan 1 : 50 suomalaisessa 200 verenluovuttajan aineistossa (2). Propionihappovirtsaisuus on harvinainen sairaus. Sen esiintyvyyden arvioidaan olevan maailmanlaajuisesti 1: 26 700 (36). Propionihappovirtsaisuus vaikuttaisi olevan yleisempää Saudi-Arabiassa (37), eräissä Amish-yhteisöissä (38) sekä Grönlannin eskimoilla (39). PA:n taustalla olevia mutaatioita on löydetty lukuisia: PCCA-geenin mutaatioita on löydetty 68 (60+8) kappaletta ja PCCB-geenin mutaatioita 75 (60+15) kappaletta (40). Molemmista geeneistä on löydetty silmukointiin vaikuttavia mutaatioita (41), lisäksi mutaatioiden joukossa on ainakin yhden emäksen missense-mutaatioita, nonsense-mutaatio sekä pieniä deleetioita ja insertioita (42). Ensimmäinen PA-tapaus Suomessa löydettiin 1980-luvulla (43). Vuonna 2009 Suomessa oli kaksi propionihappovirtsaisuutta sairastavaa potilasta. Perinnöllisen fruktoosi-intoleranssin (HFI) esiintyvyys vaihtelee eri etnisissä populaatioissa välillä 1 : 10 000 1: 100 000. Tämän perusteella laskettu kantajatiheys olisi siten 1 : 55 1 : 120 (44). HFI kuuluu suomalaisen tautiperimän tauteihin ja on Suomessa tavanomaista yleisempää (20). Tarkkaa kantajatiheyttä Suomessa ei ole määritelty; taudinkuvaan kuuluu luontainen vastenmielisyys makeaa kohtaan ja onkin todennäköistä, että suurin osa omavalintaiseen ravintoon selvinneistä potilaista elää tietämättöminä sairaudestaan ja siten diagnosoimattomina (20). HFI:n taustalta on löydetty yli 50 mutaatiota ALDOB-geenistä (22). Maailmanlaajuistesti yleisin mutaatio on c. 448G>C eli A149P, joka on taustalla 53% tapauksissa (45). Muita yleisimpiä mutaatioita ovat c. 524C>A eli A175D sekä c. 1005G>C eli N335K. Lisäksi on löydetty pieniä deleetioita, insertioita, silmukointiin vaikuttavia mutaatioita sekä missense- ja nonsense- mutaatioita (46).

9 CAH:n syynä on 95 % tapauksista 21-hydroksylaasin puute. 21-hydroksylaasin puutteen aiheuttaman klassisen CAH:n esiintyvyys on keskimäärin 1 : 10 000 1 : 15 000. Vähemmän vakavan, ei-klassisen muodon esiintyvyys vaihtelee suuresti eri etnisten ryhmien välillä. Pohjois-Euroopassa ei-klassinen muoto on harvinainen (47). Suomessa 21-hydroksylaasin puutteen taustalla vaikuttaisi olevan suuret deleetiot (kaksi päätyyppiä), suuret geenikonversiot (kaksi päätyyppiä), pistemutaatio c. 188A>T eli I172N sekä intronin 2 silmukointiin vaikuttava mutaatio (48, 49). Yleisin yksittäinen mutaatio Suomessa on c. 188A>T 78 21-hydroksylaasia sairastavan potilaan aineistossa ( 49). 3 Aineisto ja menetelmät Tutkielman aineisto koostuu 64 potilaalle ajetusta geenisekvenssistä. Tutkittavat ovat olleet muiden syiden vuoksi tutkittavina HUS-alueen sairaaloissa. Tutkittavat ovat kotoisin eri puolilta Suomea ja iältään vaihtelevia; mukana on sekä lapsia, että aikuisia. Otoksen potilaat eivät ole sukua toisilleen ja ovat analysoitavien sairauksien suhteen kliinisesti terveitä. Tutkittavista on otettu verikokeet, joista on ajettu eksomianalyysi eli kaikkien geenien tutkimus jonkin muun sairauden diagnosoimiseksi. Potilailla ei tiettävästi ole muuta yhteistä nimittäjää kuin se, että kaikki ovat olleet jonkin oireen tai sairauden vuoksi tutkittavina. Eksomianalyysin kohteet rikastettiin NimbleGen Sequence Capture M human Exome v1.0:lla ja sekvenoitiin Illumina Genome Analyzer- IIx:llä. Suomen molekyylilääketieteen instituutti teki analyysin ja aineiston alkukäsittelyn (50). Tutkittavat ovat vapaaehtoisesti antaneet näytteensä tutkittaviksi. Geenisekvensointi on tehty perifeerisestä verestä otetuille valkosoluille ja sekvenssiä on verrattu ihmisen geenikirjaston sekvenssiin. Jokaisen potilaan kaikki esiintyvät yhden emäksen mutaatiot on koottu Excel-taulukkoon. Taulukosta käy ilmi muun muassa se, missä kromosomissa ja geenissä tai intronissa mutaatio esiintyy, mutaation tarkempi sijoittuminen geenin

10 alueelle (emäksen numero), minkä tyyppinen mutaatio kyseessä on, mikä emäs on vaihtunut toiseksi, aiheutuuko siitä muutos syntyvään kodoniin, kuinka usein kyseinen mutaatio esiintyy 1000 genomes- projektin geeneissä sekä mikäli kyseessä on aiemmin tunnettu SNP-variaatio, sen rs-numero. Kaikkia näytteitä on käsitelty nimettöminä, eivätkä tutkittavien henkilötiedot ole edes tutkielman tekijän tiedossa. Excel-tiedostoista etsittiin geenin nimellä kaikki kyseisessä geenissä esiintyvät taulukkoon kootut mutaatiot. Jokaisesta mutaatiosta tarkistettiin, että se on juuri etsittävän geenin alueella esiintyvä mutaatio. Kaikki tutkittavien geenien mutaatiot koottiin erillisiin Excel-tiedostoihin tarkasteltaviksi. Jokainen eri mutaatio tarkastettiin, etsittiin sen mahdollinen aiempi esiintyvyys NCBI:n geenipankista, tarkistettiin sijaitseeko mutaatio introni-, eksoni- vaiko säätelyalueella, löytyikö mutaation patogeenisuudesta aiempaa tietoa ja oliko kyseessä yleisesti esiintyvä mutaatio. Mutaatiot järjesteltiin geenikohtaisesti eri luokkiin; intronimutaatiot, 5 -pään säätelyalueen mutaatiot, 3 -pään säätelyalueen mutaatiot sekä eksonimutaatiot, jälkimmäiset jaoteltiin vielä missense-, frameshift-, ja synonyymisiin mutaatioihin. Kantajatiheyden määrittämiseen otettiin mukaan todennäköisesti patogeeniset sekä todennetusti patogeeniset mutaatiot. 4 Tulokset 4.1 Fenyyliketonuria PKU:n esiintyvyyttä määriteltäessä tutkittiin näytteitä 64 potilaalta eli 128 alleelia kuten kaikkien muidenkin tutkittavien sairauksien kohdalla. Erilaisia PAH-geenin mutaatioita löytyi 285 kpl. Potilaita, joilta ei löytynyt yhtäkään mutaatiota, oli kolme. Yhtään patogeenisuudeltaan todennettua mutaatiota ei tullut esiin. Eksoneiden mutaatioita löytyi 142 (141 samanlaista ja yksi erilainen), joista jokainen aiheuttaa synonyymisen kodonin syntymisen. 3 UTR-alueen mutaatioita löytyi 17 kpl, joka oli kaikilla sama mutaatio, NCBI:n mukaan todennäköisesti ei-patogeeninen variaatio.

11 Intronimutaatioita löytyi yhteensä 51, joista kaksi oli sellaisia, joita ei löytynyt tietokannoista, 46 taas oli patogeenisuudeltaan testaamattomia (45+1). Intronien splice donor-alueen mutaatioita löytyi 65, yhteensä 38 potilaalta. Yksi näistä mutaatioista oli deleetio-insertiovariaatio, muut yhden emäksen mutaatioita. Yksi mutaatiotyyppi (31 kpl) on patogeenisuudeltaan testaamaton. 5 UTR-alueen mutaatioita löytyi 2 ja 5 UTRalueen patogeenisyydeltään testaamattomia mutaatioita löytyi 8 kpl. PAH-mutaatiot 160 140 120 100 80 60 40 20 0 142 51 17 10 65 Kuva 1. PAH-geenin mutaatiot. (Yhteensä 285 kpl.) Tässä aineistossa PKU:n todennetusti patogeenisia mutaatioita ei ollut siis yhtäkään. Jokainen patogeenisuudeltaan testaamaton mutaatio oli, lukuun ottamatta yhtä 5 UTRalueen mutaatiota (esiintyvyys 19 : 1000), 1000 genomes- projektissa yleisesti esiintyvä mutaatio (esiintyvyys 130 300 : 1000). Näidenkin mutaatioiden patogeenisuus on siis epätodennäköistä. PKU:n kantajatiheys suomalaisissa on tämän tutkimuksen perusteella pienempi kuin 1 : 64.

12 4.2 LCHAD-puutos HADHA-geenin alueella esiintyviä mutaatioita löytyi näytteistä 33 kpl. 36 potilaalla ei esiintynyt ainuttakaan mutaatiota. Mutaatioista 30 esiintyi eksoneissa. 26 näistä aiheutti synonyymisen kodonin syntymisen ja neljä taas oli missense-mutaatiota. Missensemutaatiot olivat c.2060t>c eli Met687Thr, c.2026g>t eli Arg676Ser, c.1543c>t eli Glu515Lys sekä c.1528g>c eli Glu510Gln. Ensimmäisen patogeenisuutta ei ole ainakaan todennettu eikä mainita todennäköisenäkään, kaksi seuraavaa on tietokannoissa aiemmin esiintymättömiä mutaatioita, joiden patogeenisuus ei ole tiedossa. Viimeisin missense-mutaatio on todennetusti patogeeninen. Lisäksi aineistosta löytyi yksi 3 UTR-alueen mutaatio, yksi 5 UTR-alueen mutaatio, jota ei löytynyt tietokannoista sekä yksi intronimutaatio, jota ei myöskään löytynyt tietokannoista. 30 25 20 15 10 5 0 26 HADHA-mutaatiot 4 1 1 1 Kuva 2. HADHA-geenin mutaatiot. (Yhteensä 33 kpl.) Tämän tutkimuksen perusteella LCHAD-puutoksen c.1528g>c-mutaation kantajatiheys aineistossa oli 1:64. Myös muiden potentiaalisesti patogeenisten mutaatioiden ( c.2060t>c, c.2026g>t ja c.1543c>t) kantajatiheys aineistossa olisi 1:64. Yleistäen, LCHAD-puutoksen aiheuttavan mutaation c.1528g>c kantajatiheys

13 suomalaissa on 1:64. Potentiaalisesti patogeenisten mutaatioiden kantajatiheys aineistossa on yhteensä 1 : 16. 4.3 MCAD-puutos ACADM-geenin mutaatioita näytteistä löytyi 72 kpl. 24 potilaalla ei esiintynyt yhtäkään kyseisen geenin mutaatiota. Mutaatioista 28 sijaitsi eksoneissa. Näistä 26 (samanlaista) oli synonyymisia kodonin ja kaksi missense-mutaatiota. Toinen missense-mutaatio oli c. 985A>G, joka tutkimusten mukaan on yleisin valtamutaatio ja toinen taas c. 139G>A, joka ei NCBI:n tietojen mukaan ole ainakaan todennetusti patogeeninen mutaatio. 5 UTR-alueen mutaatioita oli 10 (2+1+3+4), joista yksi oli sellainen, jota ei vielä löytynyt tietokannoista. Intronimutaatioita oli yhteensä 30 (4+17+1+7+1). Lisäksi aineistosta löytyi vielä 4 (keskenään samanlaista) 3 UTR-alueen mutaatiota. ACADM-mutaatiot 35 30 25 20 15 10 5 0 26 2 30 10 4 Kuva 3. ACADM-geenin mutaatiot. (Yhteensä 72 kpl.) MCAD-puutoksen valtamutaation kantajatiheys oli tässä aineistossa 1:64. Muita todennetusti tai todennäköisesti patogeenisia mutaatioita ei tästä aineistosta löytynyt.

14 Voidaan siis yleistäen sanoa, että MCAD:n taustalla olevan valtamutaation c.985g>a kantajatiheys suomalaisissa on 1:64. 4.4 Propionihappovirtsaisuus Propionihappovirtsaisuuden aiheuttavat mutaatiot joko PCCA- tai PCCB-geenissä. PCCA-geenin mutaatioita löytyi aineiston potilailta yhteensä 33 kpl. Potilaita, joilla ei ollut yhtäkään kyseisen geenin mutaatiota, oli 38. Mutaatioista 31 oli eksoneissa. Näistä 12 oli synonyymistä ja 19 missense-mutaatiota. Jälkimmäisistä 17 kpl oli c.1423a>g (Ile449Val) ja 2 c.2017g>c (Val673Leu). Kumpikaan mutaatiotyyppi ei ole NCBI:n mukaan todistetusti patogeeninen tai todennäköisesti patogeeninen. Lisäksi löytyi yksi intronimutaatio sekä yksi 3 UTR-alueen mutaatio, joka kuului luokkaan deleetio/insertiovariaatio taikka nimetty toistoyksikkö (SHGC-12499). PCCB-geenin mutaatioita löytyi huomattavasti vähemmän, ainoastaan 6 kpl. Aineiston potilaista 60:llä ei ollut ainoatakaan PCCB-geenin mutaatiota. Mutaatioista 2 oli eksoneissa, molemmat missense-mutaatioita. Toinen mutaatio oli c. 932G>A (Cys291Tyr), joka NCBI:n mukaan on epäilyttävä, joskaan ei patogeenisuudeltaan todennettu, toinen puolestaan c. 1421A>G (Lys474Arg). Jälkimmäisen patogeenisuutta ei myöskään ole todennettu, eikä sitä pidetä todennäköisesti patogeenisenakaan. Muita mutaatioita olivat yksi 5 UTRalueen mutaatio sekä kaksi intronimutaatiota, joista toista ei löytynyt tietokannoista. Lisäksi oli vielä yksi 3 UTR-alueen mutaatio, jota ei myöskään löytynyt NCBI:stä.

15 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 12 PCCA-mutaatiot 19 1 1 Kuva 4. PCCA-geenin mutaatiot. (Yhteensä 33 kpl.) 2,5 2 1,5 1 0,5 0 2 2 PCCB-mutaatiot 1 1 Kuva 5. PCCB-geenin mutaatiot. (Yhteensä 6 kpl). Tämän aineiston potilailla ei siis ollut ainoatakaan todistettavasti patogeenista PCCAgeenin mutaatiota ja yksi patogeenisuudeltaan epäilyttävä PCCB-geenin mutaatio c. 932G>A. Tämän perusteella propionihappovirtsaisuuden kyseisen mutaation

16 kantajatiheys aineistossa on 1:64 potilasta. Yleistäen, propionihappovirtsaisuuden mahdollisesti aiheuttavan mutaation c. 932G>A kantajatiheys suomalaisissa on 1:64. 4.5 Perinnöllinen fruktoosi-intoleranssi Tämän tutkimuksen aineiston potilailta löytyi 52 ALDOB-geenin mutaatiota. 20 potilaalla taas ei ollut ainoatakaan kyseisen geenin mutaatiota. Mutaatioista kaksi sijoittui eksoneihin, molemmat olivat missense-mutaatioita ja NCBI:n mukaan patogeenisia. Toinen mutaatio oli c. 1005G>C (N335K) ja toinen c. 448G>C (A149P). Muita mutaatiota aineistossa oli 50, joista 3 UTR-alueella oli 50 kpl (40+9+1). Yksi mutaatio oli sellainen, jota ei esiintynyt tietokannoissa, muut eivät NCBI:n tietojen mukaan olleet todennetusti taikka todennäköisesti patogeenisia. 60 50 ALDOB-mutaatiot 50 40 30 20 10 0 2 MISSENSE-MUTAATIOT 3'UTR-MUTAATIOT Kuva 6. ALDOB-geenin mutaatiot. (Yhteensä 52 kpl.) Tämän aineiston potilailla HFI:n mutaation c. 1005G>C eli N335K kantajatiheys on 1:64 potilasta ja mutaation c. 448G>C eli A149P kantajatiheys myöskin 1:64 potilasta eli kummankin edellä mainitun mutaation kantajatiheys suomalaisissa on 1 : 64 tämän

17 tutkimuksen perusteella. Yhteensä patogeenisten mutaatioiden kantajatiheys aineistossa on 1: 32. 4.6 Synnynnäinen lisämunuaishyperplasia CYP21A2-geenin mutaatioita löytyi aineiston potilailta 190 kpl. 20 potilaalla ei ollut ainoatakaan mutaatiota. Mutaatioista 66 kpl oli eksoneissa; 51 synonyymista, 13 missense/frameshift-mutaatiota ja kaksi missense-mutaatiota. Missense-mutaatioista toinen oli patogeeninen c. 188A>T, toinen c. 913G>C. Jälkimmäinen on todennäköisesti ei-patogeeninen. Missense/frameshift-mutaatioita oli kaksi erilaista (6+7), molemmat sijaitsivat splice-acceptor-alueella, olivat todennäköisesti eipatogeenisia mutaatiota kuuluen luokkaan insertio/deleetiovariaatiot. Lisäksi aineistosta löytyi 109 intronimutaatiota, jotka löytyivät tietokannoista ja olivat 1000 genomesprojektissa yleisesti esiintyviä. Lisäksi löytyi viisi 3 UTR-alueen mutaatiota, jotka eivät ole todennetusti patogeenisia sekä 10 intronialueen mutaatiota, joita ei löytynyt tietokannoista. CYP21A2-mutaatiot 140 120 100 80 60 40 20 0 51 2 13 119 5 Kuva 7. CYP21A2-geenin mutaatiot. (Yhteensä 190 kpl.)

18 CAH:n mutaation c. 188A>T eli I172N kantajatiheys aineistossa oli 1:64. Muita tietokantojen mukaan todennetusti tai todennäköisesti patogeenisia mutaatioita ei aineistossa ollut. CAH:n aiheuttavan mutaation c. 188A>T kantajatiheys suomalaisissa on siis tämän tutkimuksen perusteella 1:64. 5 Pohdintaa Kuten edellä mainittiin, 1970-luvulla tehtiin laaja vastasyntyneiden seulonta, jossa ei löydetty yhtäkään PKU-potilasta. Tällöin seulottiin 71 135 vastasyntynyttä (51). PKU:n arvioitu esiintyvyys suomalaisissa on pienempi kuin 1 : 100 000. Arvio on tehty seulomalla edellisten lisäksi 3 685 kehitysvammaista potilasta, joiden joukosta löytyi kaksi tautitapausta (51). Arvion perusteella PKU:n kantajatiheys suomalaissa olisi Hardy-Weinbergin lain avulla laskettuna pienempi kuin 1 : 158. Tästä aineistosta ei löytynyt yhtäkään mutaatiota, jonka tiedettäisiin olevan PKU:n taustalla, joten tämän aineiston perusteella kantajatiheys on ainakin pienempi kuin 1 : 64. Tämä on hyvin sopusoinnussa aiempien tutkimusten kanssa. LCHAD:n taustalla on suomalaisilla yleisimmin mutaatio c. 1528G>C eli Glu510Gln HADHA-geenissä. Suomalaisten kantajatiheydeksi tämän mutaation suhteen on arvioitu 1 : 240 tutkimuksessa, jossa aineistona oli 1200 muusta syystä tutkittavana ollutta potilasta. Tämän aineiston potilaista puolestaan yhdeltä löytyi edellä mainittu valtamutaatio ja kyseisen valtamutaation kantajatiheydeksi saadaan 1: 64 tarkkuudella 0,5 1,5 : 64. Tämän tutkimuksen perusteella kantajatiheys olisikin noin neljä kertaa yleisempi kuin aiempien tutkimusten perusteella. Virhettä määritykseen aiheuttaa tässä tapauksessa aineiston pieni koko. Näin pienessä aineistossa sattuman vaikutus alleelijakaumaan on suuri, joka voi hyvinkin selittää eron aiempiin tutkimuksiin.

19 MCAD-puutoksen aiheuttava valtamutaatio eurooppalais-pohjoiskaukaasialaisessa väestössä on siis c. 985A>G ACADM-geenissä. Tässä tutkimuksessa aineistosta löytyi yksi kyseisen mutaation kantaja ja kyseisen mutaation kantajatiheys tämän tutkimuksen perusteella on 1 : 64 tarkkuudella 0,5 1,5 : 64. Kuten edeltä käy ilmi, aiempien tutkimusten mukaan tämän valtamutaation kantajatiheys suomalaisissa on 200 verenluovuttajan aineistossa 1 : 50. Muita mahdollisesti patogeenisia mutaatioita oli nyt tutkittavassa aineistossa kolme kappaletta, joista kaksi oli sellaista, joita ei löytynyt tietokannoista. Tässä tapauksessa virheen kantajatiheyden määritykseen voi aiheuttaa se, että nyt mukaan on otettu vain aiemmin tiedossa olevat patogeeniset mutaatiot. Uudet, tässä löydetyt mutaatiot on jätetty laskuista pois ja jää nähtäväksi, paljastuvatko ne myöhemmissä tutkimuksissa tautia aiheuttaviksi mutaatioiksi. Lisäksi virhelähteenä voi olla myös se, että laskuista jätettiin pois myös 5 UTR-alueen mutaatio, koska se ei aiheuta muutosta syntetisoituvan proteiiniin aminohappojärjestykseen. Säätelyalueen mutaationa se kuitenkin voi aiheuttaa vaikkapa sen, että geenin toiminta loppuu täysin. Propionihappovirtsaisuuden esiintyvyys maailmanlaajuisesti on keskimäärin 1: 26 700. Tämän perusteella, Hardy-Weinbergin lain avulla laskettuna, propionihappovirtsaisuuden keskimääräinen kantajatiheys olisi noin 1 : 81. Tästä aineistosta löytyi yksi patogeenisuudeltaan epäilyttävä mutaatio c. 923G>A, ja kyseisen mutaation kantajatiheys suomalaissa on tämän tutkimuksen perusteella 1 : 64 tarkkuudella 0,5 1,5 : 64. Propionihappovirtsaisuuden kantajatiheyden määrityksessä virhettä voi aiheuttaa se, että määrityksestä jätettiin pois kaksi intronimutaatiota, koska ne eivät aiheuta muutosta syntetoituvaan mrna:han. Kuitenkin on mahdollista, että ne aiheuttavat muutoksen esimerkiksi silmukointiin, jolloin lopullinen proteiinirakenne voisi muuttua paljonkin. Kyseiset mutaatiot olivat sellaisia, joita ei ollut rekisteröity tietokantoihin eli olivat aiemmin esiintymättömiä mutaatioita. Lisäksi laskuista jätettiin pois yksi 3 UTR-alueen mutaatio, joka myöskin voi säätelyalueen muutoksena vaikkapa hiljentää geenin toimintaa ja siten aiheuttaa sairauden. HFI kuuluu suomalaisen tautiperimän tauteihin ja on siten Suomessa tavanomaista yleisempää. Kuten aiemmin käy ilmi, mutaatio c. 448G>C eli A149P on

20 maailmanlaajuisesti yleisin HFI:a aiheuttava mutaatio ja mutaatio c. 1005G>C eli N335K kuuluu myöskin yleisimpiin patogeenisiin mutaatioihin. Tästä aineistosta löydettiin kaksi patogeenista mutaatiota, jotka olivat juuri edellä mainitut maailmanlaajuisesti yleisimpiin mutaatioihin kuuluvat mutaatiot. Näiden molempien kantajatiheys suomalaisissa on tämän tutkimuksen mukaan 1 : 64 tarkkuudella 0,5 1,5 : 64, yhdistettynä 1: 32 tarkkuudella 1,0 2,0 : 32. Aiempaa tietoa kantajatiheydestä suomalaisissa ei löytynyt kirjallisuudesta. HFI:n kantajatiheyden määrityksestä jätettiin pois yksi 3 UTR-alueen mutaatio, jota ei löytynyt tietokannoista. Sekin voi kuitenkin olla potentiaalisesti patogeeninen. Aiempien tutkimusten mukaan yleisin CAH:n taustalla oleva yksittäinen mutaatio suomalaisissa on 78 CAH-potilaan aineiston perusteella c. 188A>T eli I172N. Nyt tutkittavasta aineistosta löytyi yksi patogeeninen CYP21A2-geenin mutaatio, joka oli juuri edellä mainittu mutaatio ja kantajatiheys suomalaisissa on tämän tutkimuksen perusteella 1 : 64 tarkkuudella 0,5 1,5 : 64. Tämä on siis hyvin sopusoinnussa aiempien tutkimusten kanssa. Mahdollisena virhelähteenä CAH:n kantajatiheyden määrityksessä on se, että laskuista jätettiin pois 10 intronimutaatiota, vaikkakaan niiden patogeenisuudesta taikka hyvänlaatuisuudesta ei ole aiempaa tietoa. Yleisesti ottaen tutkimustulokset olivat hyvin sopusoinnussa aiempien tutkimusten kanssa. Aineistosta löytyi myös joitakin aiemmin esiintymättömiä mutaatioita, joiden patogeenisuuden määrittäminen jää tulevien tutkimusten varaan. Virhelähteinä tutkimuksessa voidaan pitää aineiston pienen koon lisäksi sitä, että kantajatiheyden määritykseen otettiin mukaan vain aiemmin tiedossa olevat todennetusti tai todennäköisesti patogeeniset mutaatiot. Lisäksi virhettä voi aiheuttaa inhimilliset tekijät; kaikki mutaatiot tarkastettiin manuaalisesti ja verrattin NCBI:n geenitietokannan tietoihin. Tulkinnassa on voinut tapahtua yksittäisiä virheitä. Kaikki tutkittavien mutaatiot on luokiteltu ja tallennettu Excel-taulukoina. Tutkimustuloksia voidaan käyttää apuna esimerkiksi arvioitaessa tarvetta laajentaa

21 vastasyntyneiltä seulottavien tautien määrää. Lisäksi tuloksia voidaan käyttää perustutkimuksessa. Lähteet (1) Tyni T., Pihko H. Long-chain-3-hydroxyacyl-CoA-dehydrogenase deficiency. Acta paediatrica 88(3):237-45, Mar 1999. (2) Heinonen O. et al. Keskipituisten rasvahappojen coa-dehydrogenaasin puutos yhteinen haaste kliinikolle ja laboratoriolle. Lääketieteellinen Aikakauskirja Duodecim 1996;112(1):35. (3) Aula P. et al. Perinnöllisyyslääketiede. Oppikirja. 2., uudistettu painos 2002, Kustannus Oy Duodecim, Helsinki. (4) Jorde L. et al. Medical Genetics. Oppikirja. 3., uudistettu painos 2006, Mosby, St. Louis, Missouri, USA. (5) Niinikoski H. et al. Fenyyliketonuria. Katsaus. Lääketieteellinen Aikakauskirja Duodecim 2009; 125(10):1069-75. (6) Genetics Home Reference. PAH. http://ghr.nlm.nih.gov/gene/pah. Päivitetty 1/2008. (7) Haglind C. B. et al. Growth in Long-Chain 3-Hydroxyacyl-CoA Dehydrogenase Deficiency. Journal of Inherited Metabolic Disease, Reports, 2013;8:81-90. (8) Autti-Rämö I. et al. Vastasyntyneiden harvinaisten aineenvaihduntatautien seulonta. FinOHTAn raportti 22, 2004. (9) Genetics Home Reference. LCHAD deficiency. http://ghr.nlm.nih.gov/condition/long-chain-3-hydroxyacyl-coa-dehydrogenasedeficiency. Päivitetty 7/2009.

22 (10) Heinonen O. et al. Keskipituisten rasvahappojen coa-dehydrogenaasin puutos yhteinen diagnostinen haaste kliinikolle ja laboratoriolle. Katsaus. Lääketieteellinen Aikakauskirja Duodecim 1996;112(1):35. (11) Genetics Home Reference. ACADM. http://ghr.nlm.nih.gov/gene/acadm. Päivitetty 11/2009. (12) Genetics Home Reference. MCAD deficiency. http://ghr.nlm.nih.gov/condition/medium-chain-acyl-coa-dehydrogenase-deficiency. Päivitetty 11/2009. (13) Feillet F. et al. Medium-chain acyl-coa-dehydrogenase (MCAD) deficiency: French consensus for neonatal screening, diagnosis, and management. Archives de pediatrie. 2012 Feb;19(2):184-93. (14) Grünert S.C. et al. Propionic acidemia: clinical course and outcome in 55 pediatric and adolescent patients. Orphanet journal of rare diseases. 2013 Jan 10;8:6. (15) Genetics Home Reference. Propionic acidemia. http://ghr.nlm.nih.gov/condition/propionic-acidemia. Päivitetty 7/2007. (16) Genetics Home Reference. PCCA. http://ghr.nlm.nih.gov/gene/pcca. Päivitetty 7/2007. (17) Genetics Home Reference. PCCB. http://ghr.nlm.nih.gov/gene/pccb. Päivitetty 7/2007. (18) Scholl-Bürgi S. et al. Amino acid metabolism in patients with propionic acidaemia. Journal of inherited metabolic disease. 2012 Jan;35(1):65-70. (19) Pena L. et al. Natural history of propionic acidemia. Molecular genetics and metabolism. 2012 Jan;105(1):5-9. (20) Perheentupa J. Fruktoosi-intoleranssi ja eräät sen sukulaissairaudet. Duodecim 1972: 88:97-101. (21) Ferri L. et al. Integration of PCR-Sequencing Analysis with Multiplex Ligation- Dependent Probe Amplification for Diagnosis of Hereditary Fructose Intolerance. Journal of inherited metabolic disease. 2012;6:31-7.

23 (22) Genetics Home Reference. ALDOB. http://ghr.nlm.nih.gov/gene/aldob. Päivitetty 7/2011. (23) Genetic Home Reference. Hereditary fructose intolerance. http://ghr.nlm.nih.gov/condition/hereditary-fructose-intolerance. Päivitetty 7/2011. (24) Genetics Home Reference. 21-hydroxylase deficiency. http://ghr.nlm.nih.gov/condition/21-hydroxylase-deficiency. Päivitetty 2/2010. (25) Genetics Home Reference. CYP21A2. http://ghr.nlm.nih.gov/gene/cyp21a2. Päivitetty 2/2010. (26) Partanen J. et Narko K. Synnynnäisen lisämunuaishyperplasian geenivirheet suomalaisilla potilailla. Katsaus. Lääketieteellinen Aikakauskirja Duodecim. 1993;109(6):512. (27) Visakorpi JK et al. Screening of newborn infants for phenylketonuria. (28) Schulze A et al. Expanded newborn screening for inborn errors of metabolism by electrospray ionization-tandem mass spectrometry: results, outcome, and implications. Pediatrics 2003 Jun;111(6 Pt 1):1399-406. (29) Sykut-Cegielska J. et al. Urgent metabolic service improves survival in long-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase (LCHAD) deficiency detected by symptomatic identification and pilot newborn screening. The journal of inherited metabolic disease. 34(1):185-195, Feb 2011. (30) Rhead WJ. Newborn screening for medium-chain acyl-coa dehydrogenase deficiency: a global perspective. The journal of inherited metabolic disease. 2006 Apr- Jun;29(2-3):370-7. (31) Woo HI. et al. Clinical, biochemical and genetic analyses in two Korean patients with medium-chain acyl-coa dehydrogenase deficiency. The korean journal of laboratory medicine 2011 Jan;31(1):54-60. (32) Anderson S. et al. Medium chain acyl-coa dehydrogenase deficiency detected among Hispanics by New Jersey newborn screening. American journal of medical genetics A. 2012 Sep;158A(9):2100-5.

24 (33) Van den Bulcke T. et al. Data mining methods for classification of Medium-chain Acyl-CoA dehydrogenase deficiency (MCADD) using non-derivatized tandem MS neonatal screening data. Journal of biomedical informatics 2011 Apr;44(2):319-25. (34) Grosse SD et al. The epidemiology of medium chain acyl-coa dehydrogenase deficiency: an update. Genetics in medicine; official journal of the American College of Medical Genetics. 2006 Apr;8(4):205-12. (35) Andresen BS. et al. MCAD deficiency in Denmark. Molecular genetics and metabolism 2012 Jun; 106(2):175-88. (36) Orphanet Report Series - Prevalence of rare diseases: Bibliographic data - November 2012 - Number 1. (37) Rafique M. Propionic acidaemia: demographic characteristics and complications. The journal of pediatric endocrinology and metabolism. 2013 Mar 18:1-5. (38) Kidd JR et al. Genetics of propionic acidemia in a Mennonite-Amish kindred. The American journal of human genetics. 1980 March; 32(2): 236 245. (39) Ravn K et al. High Incidence of Propionic Acidemia in Greenland Is Due to a Prevalent Mutation, 1540insCCC, in the Gene for the β-subunit of Propionyl CoA Carboxylase. The American journal of human genetics. 2000 July; 67(1): 203 206. (40) Kraus J.P. et al. Mutation analysis in 54 propionic acidemia patients. The journal of inherited metabolic disease. 2012 Jan;35(1):51-63. (41) Desviar L.R. et al. New splicing mutations in propionic acidemia. The journal of human genetics. 2006;51(11):992-7. (42) Pêres B. Propionic acidemia: identification of twenty-four novel mutations in Europe and North America. Molecular genetics and metabolism. 2003 Jan;78(1):59-67. (43) von Wendt L. et al. Propionic acidaemia. First case in the Finnish population. Annals of clinical research. 1983;15(5-6):194-6. (44) Coffee E. M. et al. Increased prevalence of mutant null alleles that cause hereditary fructose intolerance in the American population. The journal of inherited metabolic disease. 2010 Feb;33(1):33-42.

25 (45) Malay A.D. et al. Structure of the thermolabile mutant aldolase B, A149P: molecular basis of hereditary fructose intolerance. The journal of molecular biology. 2005 Mar 18;347(1):135-44. (46) Santer R. et al. The spectrum of aldolase B (ALDOB) mutations and the prevalence of hereditary fructose intolerance in Central Europe. Human mutation. 2005 Jun;25(6):594. (47) Jääskeläinen J et Voutilainen R. Long-term outcome of classical 21-hydroxylase deficiency: diagnosis, complications and quality of life. Acta paediatrica. 2000 Feb;89(2):183-7. (48) Levo A. et Partanen J. Mutation-haplotype analysis of steroid 21-hydroxylase (CYP21) deficiency in Finland.Implications for the population history of defective alleles. Human genetics. (1997) 99 : 488 497. (49) Jääskeläinen J. et al. Population-Wide Evaluation of Disease Manifestation in Relation to Molecular Genotype in Steroid 21-Hydroxylase (CYP21) Deficiency: Good Correlation in a Well Defined Population. The journal of clinical endocrinology and metabolism. 1997 Oct;82(10):3293-7. (50) Sulonen A. M. et al. Genome Biol 12 (2011) R94. (51) Visakorpi J. K. et al. The incidence of PKU in Finland. Acta paediatrica Scandinavica. (1971) 60: 666-668.