Genetisch-epidemiologische Register-Studien

Transkript

1 Genetisch-epidemiologische Register-Studien am Beispiel des familiären Darmkrebses "HNPCC" (Teil 2) Dr. med. Christoph Engel Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Epidemiologie (IMISE) Universität Leipzig

2 Nachtrag: Entartungshäufigkeit von Adenomen größenabhängig - < 1 cm (Häufigkeit 75-89%): 0,5-1,5% cm: 5,7-9,5% - 2 cm: 40-46% - >4 cm: 62,5-78% zeitabhängig - nach 5 Jahren: 2,8% - nach 10 Jahren: 8% - nach 20 Jahren: 24%

3 HNPCC: Klinische Kriterien Amsterdam-II-Kriterien Mindestens 3 Familienangehörige mit histologisch gesichertem CRC oder Karzinom des Endometriums, Dünndarms oder Urothels (Nierenbecken, Ureter), wobei folgende Kriterien sämtlich zutreffen müssen: - einer der Betroffenen ist ein erstgradig Verwandter der beiden anderen - zwei aufeinanderfolgende Generationen sind betroffen - bei mindestens einem Betroffenen Ersterkrankung <50. Lebensjahr - eine FAP ist ausgeschlossen Bethesda-Richtlinien (mindestens ein Kriterium muß zutreffen) 1. Patienten aus Amsterdam-Familien 2. Patienten mit synchronen oder metachronen HNPCC-Tumoren (CRC, Endometrium, Magen, Ovar, Dünndarm, Urothel, hepatobiliär) 3. Patienten mit CRC und einem erstgradig Verwandten mit CRC und/oder HNPCC-Tumor (einer davon <45. Lebensjahr) und/oder kolorektalem Adenom (<40. Lebensjahr) 4. Patienten mit CRC vor dem 45. Lebensjahr 5. Patienten mit Adenom vor dem 40. Lebensjahr

4 Mikrosatelliten-Analyse (I) repetetive DNA-Sequenzen - z.b. Monorepeats: 40 x "A"; Direpeats: 24 x "CA" - über das ganze Genom verteilt - starke interindividuelle Variabilität - nutzbar für Vaterschaftsnachweis, Knochenmarkstypisierungen, Kopplungsanalysen anfällig für Fehler bei der DNA-Replikation - "strand slippage" der DNA-Polymerase - Verkürzung oder Verlängerung der Repeats Screening-Verfahren in der HNPCC-Diagnostik:

5 Mikrosatelliten-Analyse (II) Nachweis durch Vergleich mehrere Mikrosatelliten zwischen normalem Gewebe (oder Blut) und Tumorgewebe desselben Patienten stabil instabil

6 Immunhistochemische Färbung des Tumors MSH6 MSH2 MLH1 normal Verlust reduziert normal normal normal

7 Vom Gen zum Protein Transkription -Umschreiben von DNA in prä-mrna Splicing - Herausschneiden nicht-codierender Regionen Translation - Übersetzung des genetischen Codes in eine Aminosäure-Sequenz

8 Splicing

9 Translation

10 Mutationstypen Basenaustausch Insertion - Einfügung einer oder mehrerer Basenpaare Deletion - Verlust einer oder mehrerer Basenpaare Insertion + Deletion - Gleichzeitige Einfügung und Verlust einer oder mehrerer Basenpaare genomische Deletion - Verlust ganzer Genabschnitte (Exons und Introns)

11 Konsequenzen der Mutation auf Proteinebene

12 Beurteilung der Mutation Nicht pathogen - silente Mutationen? - Polymorphismen (häufig vorkommende Varianten)? - intronische Varianten? Pathogenität unklar ("unspecified variant") - Missense-Mutationen sicher pathogen - nonsense -frameshift - splice defect - genomische Deletionen

13 Berechnung des Anlageträger-Risikos: Bsp. 1 aa Aa erkrankt Anlageträger Frage: Wie hoch ist das Risiko, die HNPCC-Anlage von der Mutter ererbt zu haben??? 52 J gesund ratsuchend

14 Berechnung des Anlageträger-Risikos: Bsp. 1 aa Aa erkrankt Anlageträger aa Aa?? Aa aa Aa aa Antwort: 52 J gesund ratsuchend Die Wahrscheinlichkeit beträgt 0,5 (a-priori Wahrscheinlichkeit)

15 Berechnung des Anlageträger-Risikos: Bsp. 1 aa?? Aa erkrankt Anlageträger Frage: Wie hoch ist das Risiko, die HNPCC-Anlage von der Mutter ererbt zu haben... unter Kenntnis der Tatsache, daß der Ratsuchende bislang gesund ist? 52 J gesund ratsuchend

16 Berechnung des Anlageträger-Risikos: Bsp. 1 Gesucht: a-posteriori Wahrscheinlichkeit Lösung: Bayes-Formel Pr(M D) = Pr(D Pr(D M) Pr(M) M) Pr(M) + Pr(D M) Pr(M) Benötigte Informationen: a-priori Wahrscheinlichkeiten: Pr(M), Pr( M)=1-Pr(M) Bedingte Wahrscheinlichkeit gesund zu sein falls Anlageträger: Pr( D M) falls nicht Anlageträger: Pr( D M)

17 Berechnung des Anlageträger-Risikos: Bsp. 1 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0, Wahrscheinlichkeit Pr(D M) Pr(D M) Alter HNPCC Pr( D M) = 1 Pr(D M) = 1 0,46 = 0,54 spontan Pr( D M) = 1 Pr(D M) = 1 0,01 = 0,99

18 Berechnung des Anlageträger-Risikos: Bsp. 1 Lösung: 0,54 0,5 Pr(M D) = = 0,54 0,5 + 0,99 0,5 0,353 0,80 0,70 Wahrscheinlichkeit 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 Pr(D M) Pr(D M) Pr(M D) 0,10 0, Alter

19 Berechnung des Anlageträger-Risikos: Bsp. 2 P3 55y Anlageträger Pr(M LR = H) = LR + Pr(H M) Pr(H M) LR 1 Pr(M) Pr(M) P1 P2 40y 50y a-priori Risiko?

20 Berechnung des Anlageträger-Risikos: Bsp. 2 Annahme: P1 ist Anlageträger P1: Pr( D 40 M) P2: ½ Pr(D 50 M) + ½ Pr(D 50 M) P3: Pr(D 55 M) P3 55y Anlageträger Pr( D 40 M) = 0,699 Pr(D 55 M) = 0,0094 Pr(D 50 M) = 0,0138 Pr(D 50 M) = 0,0006 P1 40y P2 50y a-priori Risiko = 0,25 aber: a-posteriori Risiko? P1: 0,699 P2: 0,0072 P3: 0,0094 Pr(H M) = P1 P2 P3 = 4,731E-05

21 Berechnung des Anlageträger-Risikos: Bsp. 2 Annahme: P1 ist NICHT Anlageträger P1: Pr( D 40 M) P2: ¼ Pr(D 50 M) + ¾ Pr(D 50 M) P3: ½ Pr(D 55 M) + ½ Pr(D 55 M) P3 P1 55y P2 Anlageträger Pr( D 40 M) = 0,999 Pr(D 55 M) = 0,0094 Pr(D 50 M) = 0,0138 Pr(D 50 M) = 0,0006 Pr(D 55 M) = 0,001 40y 50y a-priori Risiko = 0,25 aber: a-posteriori Risiko? P1: 0,999 P2: 0,0039 P3: 0,0052 Pr(H M) = P1 P2 P3 = 2,026E-05

22 Berechnung des Anlageträger-Risikos: Bsp. 2 Likelihood-Ratio LR = Pr(H Pr(H M) M) P3 LR = 4,731E-05 / 2,026E-05 = 2,335 P1 40y 55y P2 50y Anlageträger Posterior-Wahrscheinlichkeit Pr(M H) = LR 1 Pr(M) LR + Pr(M) a-priori Risiko = 0,25 aber: a-posteriori Risiko? = 0,43!! Pr(M H) = 2,335/(2,335+(1-0,25)/0,25) = 0,43