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Untersuchungen zur Genotyp-Phänotyp-Assoziation bei hereditärem Fibrinogen-Mangel

  • Der hereditäre Fibrinogen-Mangel ist ein seltener Hämostasedefekt, der in einer quantitativen (Hypofibrinogenämie und Afibrinogenämie) oder qualitativen Form (Dysfibrinogenämie) bzw. einer Kombination aus beiden Formen (Hypodysfibrinogenämie) vorliegt. Seltene Ausprägungen wie die Fibrinogen- Amyloidose und die hepatische Speicherkrankheit Endoplasmic Reticulum Storage Disease (ERSD) tragen zum heterogenen klinischen Bild der Erkrankungen bei, das neben einem asymptomatischen Verlauf Blutungen und Thrombosen umfassen kann. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das Spektrum genetischer Veränderungen, deren Auswirkungen auf die klinische Manifestation und gerinnungsphysiologische Ausprägung bei 101 Probanden mit angeborenem Fibrinogen-Mangel sowie bei 41 erstgradig verwandten Familienangehörigen zu untersuchen. Die vorliegende Arbeit stellt das bisher größte zusammenhängend untersuchte und genetisch charakterisierte Patientenkollektiv mit Fibrinogen-Mangel dar. Von den insgesamt 96 nachgewiesenen Sequenz-Varianten wurden 30 erstmals beschrieben. Hierdurch ergibt sich ein Zuwachs von 15 % an der Gesamtzahl der verschiedenen bisher in der Literatur beschriebenen genetischen Defekten. Bei acht nachgewiesenen Mutationen war bisher erst eine Familie mit dieser Sequenz-Variante beschrieben. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit bestätigen, dass diese Mutationen kausal für den Phänotyp des Fibrinogen-Mangels sind. Die klinische Präsentation der Patienten umfasste, häufiger als in der Literatur bisher beschrieben, zu 50 % leichte bis moderate Blutungen in Form von Menorrhagien oder verlängerten Nachblutungen nach Verletzungen. Schwere Blutungen traten bei Patienten mit Afibrinogenämie oder selten bei heterozygoten Mutationsträgern in Assoziation mit Operationen, Schwangerschaften und Traumata auf. Probanden mit ERSD erlitten gegensätzlich zu den bisherigen Beschreibungen aus der Literatur sowohl Blutungen als auch Thrombosen. Die Vorhersage des klinischen Phänotyps nach traditioneller Einteilung des Fibrinogen-Mangels anhand laborchemischer Beschreibungen war nicht zuverlässig. Zudem lagen die hierfür erforderlichen Laborparameter häufig nicht vor. Die Mutationsdiagnostik konnte zu einer verbesserten Einschätzung des klinischen Phänotyps beitragen. Spezifische Mutationen wiesen eine Korrelation zu bestimmten klinischen Manifestationen auf. Hierbei zeigte sich eine ausgeprägte Assoziation der Varianten BbArg14Cys und gAsn319-Asp320del mit thromboembolischen Ereignissen. Für weitere Mutationen (AaArg19Gly, BbArg44Cys, gTyr262Cys, gAla327Thr und gLys380Asn) ist ebenfalls eine Assoziation mit Thromboseneigung anzunehmen, konnte jedoch aufgrund kleiner Fallzahlen nicht zweifelsfrei beurteilt werden. Die am häufigsten auftretenden Mutationen an Position AaArg16 waren mit einer moderaten Blutungs- (17 % bis 53 %) und einer nur geringen Thromboserate (3 % bis 13 %) assoziiert, die jedoch für die AaArg16Cys-Variante höher lag im Vergleich zur AaArg16His-Variante. Die Mutationen gGly333Ser und gArg375Trp zeigten eine Korrelation zur hepatischen Speicherkrankheit ERSD und gingen mit einer beeinträchtigten Leberfunktion einher. Die Verdachtsdiagnose des Fibrinogen-Mangels wurde bei einem Großteil der Indexpatienten (42 %) aufgrund pathologischer Gerinnungswerte gestellt. Vor allem „Null“-Mutationen gingen jedoch oftmals mit im Referenzbereich liegenden Fibrinogen-Werten einher, so dass sich neben der mehrmaligen Fibrinogen-Bestimmung die zusätzliche Testung weiterer Laborparameter, wie die Thromboplastinzeit (TPZ), die aktivierte partielle Thromboplastinzeit (aPTT) und die Thrombinzeit (TZ) als hilfreich erwiesen haben. Die Bestimmung des abgeleiteten Fibrinogens (Fib. QD) zeigte sich als nicht geeignet zur Detektion des kongenitalen Fibrinogen-Mangels, da die am häufigsten vorliegenden Mutationen an AaArg16 zu keiner Erniedrigung führten. Die Messung des funktionellen Fibrinogen nach Clauss (Fib. n. Cl.), der Fibrinogen- Konzentration (Fib. Ag) und die daraus resultierende Fibrinogen-Ratio (RaAg) bzw. die Bestimmung von RZ und TZ waren die Grundlage eines in der vorliegenden Arbeit entwickelten Stufenmodells für einer schnelle und kostengünstige Mutations-Detektion. Bei Anwendung der vorgeschlagenen Stufendiagnostik im Vergleich zur herkömmlichen Komplettsequenzierung ist eine Reduktion von Arbeitsaufwand und Kosten um bis zu 64 % zu erwarten.
  • Hereditary fibrinogen deficiency represents a rare coagulation disorder and can be classified into quantitative (hypofibrinogenemia and afibrinogenemia) and qualitative defects (dysfibrinogenemia) or a combination of both (hypodysfibrinogenemia). Rare variations like amyloidosis or endoplasmic reticulum storage disease (ERSD) contribute to the highly heterogeneous clinical presentation that ranges from bleeding to thrombosis and also include many asymptomatic carriers. The purpose of this study was to examine the fibrinogen gene variations and their effect on clinical presentation and analyses of coagulation parameters in 101 patients suffering from hereditary fibrinogen deficiency and their 41 relatives. This study represents the largest genetically and clinically characterised cohort of patients with fibrinogen deficiency to date. Altogether we observed 96 genetic variants. Of these 30 mutations were described for the first time, which increases the number of different known fibrinogen mutations by 15 %. Eight mutations, already known in literature, had previously been detected in a single family, so that the causality of the variations remained elusive. Detection of the same variants in additional, unrelated families confirm their causal role for fibrinogen deficiency. The patients presented with a bleeding rate in excess of that reported in the literature, and comprised mild to moderate bleeding events like menorrhagia or prolonged bleeding in association with trauma. Severe bleeding events were reserved to afibrinogenemic patients or less frequently to heterozygote individuals in association with operations, pregnancy or severe trauma. Patients with ERSD suffered from bleeding or thrombosis in contra to recent reports from the literature, which had suggested absence of a clinical phenotype. A prediction of the clinical phenotype based on traditional classification of fibrinogen deficiency by descriptions of different laboratory constellations was not reliable. Beyond that, relevant laboratory parameters had not been analysed. The prediction of clinical phenotype was improved by genetic analysis. Certain mutations showed a correlation with specific clinical manifestation. A marked association of variants BbArg14Cys and gAsn319-Asp320del with thromboembolic events was recognised. For other mutations (AaArg19Gly, BbArg44Cys, gTyr262Cys, gAla327Thr und gLys380Asn) a similiar association was suggested but because of the low frequency of these mutations could not be analysed statistically. The most frequent mutations at position AaArg16 were associated with moderate bleeding (17 % to 53 %) and low rates of thrombosis (3 % to 13 %) although AaArg16Cys showed higher rates of both in comparison to AaArg16His. Mutations gGly333Ser and gArg375Trp showed a correlation with hepatic storage disease ERSD along with elevated liver enzymes. Diagnosis of fibrinogen deficiency was in 42 % triggered by pathologic coagulation tests. As some mutations showed fibrinogen values in the low-normal range, repeated measurements of fibrinogen and additional coagulation tests like prothrombin time, activated partial prothombin time (PT) and thrombin time could improve the likelihood of detecting fibrinogen deficiency. The analysis of PT derived fibrinogen was not suitable for the detection of hereditary fibrinogen deficiency as the most common mutations at AaArg16 did not show a quantitative decrease of fibrinogen. Analysis of functional fibrinogen with the Clauss method, fibrinogen concentration and the ratio of the two as well as thrombin and baxotrobine time contributed to the development of a mutation detection model, to predict more likely locations for causal mutations, resulting in a targeted cost-effective diagnostic approach. Use of the proposed mutation detection model will reduce cost and labour by an estimated 64 % compared to the commonly used sequencing strategy.

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Metadaten
Author:Katja Sittinger
URN:urn:nbn:de:hebis:30-107190
Referee:Erhard SeifriedORCiDGND, Edelgard Lindhoff-LastORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2011/06/10
Year of first Publication:2009
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2011/01/20
Release Date:2011/06/10
Note:
Diese Dissertation steht außerhalb der Universitätsbibliothek leider (aus urheberrechtlichen Gründen) nicht im Volltext zur Verfügung, die CD-ROM kann (auch über Fernleihe) bei der UB Frankfurt am Main ausgeliehen werden.
HeBIS-PPN:425289591
Institutes:Medizin / Medizin
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 61 Medizin und Gesundheit / 610 Medizin und Gesundheit
Sammlungen:Universitätspublikationen
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