Les techniques de séquençage «à haut débit» (connues sous plusieurs noms; NGS, next generation sequencing; deep sequencing; massive parallel sequencing) développées depuis 2007 ont amené une révolution dans notre approche de la recherche en médecine génétique et pour le diagnostic médical des maladies «rares» et moins rares. Les résultats en recherche sont époustouflants – durant les cinq dernières années, autant des gènes pathogènes ont été découverts que dans toute l’histoire précédente, et on prédit que grâce à cette technique, tous les gènes pathogènes vont être découverts d’ici à 2020. En pédiatrie, les résultats les plus significatifs sont probablement ceux des domaines du retard de développement et des troubles autistiques (voir plus bas), mais tous les autres domaines en profitent – maladies neurologiques, métaboliques, rénales, pulmonaires, cardiaques, immunologiques, etc. En même temps, le diagnostic des agents infectieux s’appuie de plus en plus sur ces techniques de séquençage de l’ADN des virus ou bactéries. Finalement, l’oncologie est le domaine où les techniques génomiques sont les plus avancées: les tumeurs ont des aberrations génétiques complexes, et comprendre ces aberrations permet de mieux comprendre les tumeurs et de mieux les diagnostiquer et stratifier, mais offre aussi de nombreuses approches thérapeutiques.
G M
Les techniques de séquençage «à haut débit»
(connues sous plusieurs noms; NGS, next
generation sequencing; deep sequencing;
massive parallel sequencing\b développées
depuis 2007 ont amené une révolution dans
notre approche de la recherche en médecine
génétique et pour le diagnostic médical des
maladies «rares» et moins rares. Les résultats
en recherche sont époustouflants – durant les
cinq dernières années, autant des gènes pa-
thogènes ont été découverts que dans toute
l’histoire précédente, et on prédit que grâce à
cette technique, tous les gènes pathogènes
vont êtr e décou ver t s d ’ici à 2020. En p é diatr ie,
les résultats les plus significatifs sont proba –
blement ceu x des domaines du r et ar d de déve –
loppement et des troubles autistiques (voir
plus bas\b, mais tous les autres domaines en
profitent – maladies neurologiques, métabo –
liques, rénales, pulmonaires, cardiaques, im –
munologiques, etc. En même temps, le dia
–
gn
ostic des agents infectieux s’appuie de plus
en plus sur ces techniques de séquençage de
l’ADN des virus ou bactéries. Finalement,
l’oncologie est le domaine où les techniques
génomiques sont les plus avancées: les tu –
meurs ont des aberrations génétiques com –
plexes, et comprendre ces aberrations permet
de mieux comprendre les tumeurs et de mieux
les diagnostiquer et stratifier, mais offre aussi
de nombreuses approches thérapeutiques. Le séquençage \be l’exome
en pé\biatrie
L’utilisation du séquençage de l’exome (exome
sequencing\b comme instrument diagnostique
chez les enfants avec un trouble congénital
ou chez un enf ant ou un adulte ave c une mala –
die non diagnostiquée est déjà devenu «de
routine» dans plusieurs pays, notamment au
Canada et au x USA , et commence à s ’imp oser
aussi en Europe. Ainsi, il devient de plus en
plus fréquent de recevoir, avec la description
clinique d’un patient, la formule sanguine et
les résultats biochimiques, la liste des va –
riantes génétiques identifiées dans son ex
–
om
e. Même si les résultats sont souvent dif-
ficiles à interpréter, le nombre de cas qui
peuvent être amenés à un diagnostic définitif
est impressionnant. Il est certain que le re –
cours à cet outil d’analyse moléculaire devien –
dra la routine au cours des prochaines an-
nées. Mais au fait, de quoi s’agit-il?
Les aspects techniques
(Tableau 1\b
Le séquençage d’exome s’appuie d’un côté
sur le décryptage complet du génome hu-
main, qui a fourni une séquence de référence
pour tous les gènes, et de l’autre sur le sé-
quençage à haut débit. Cette technologie permet d’obtenir la séquence des nucléotides
de tous les «exons», c’est à dire les parties
codantes, de nos gènes. Bien qu’ils ne consti
–
tuent que 2
% d
u génome humain, les exons
sont le lieu de la plupart des mutations
pa
tho
gènes (environs 90
%\b
. Le séquençage
d’exome est réalisable à partir d’une petite
quantité d’ADN, obtenue à partir d’une petite
prise de sang, ou – dans certaines conditions
– même d’un échantillon de salive. Le séquen –
çage nécessite un temps technique d’environ
trois semaines (même si des temps beaucoup
plus rapides sont possibles en urgence\b, y
compris l’extraction de l’ADN du sang (ou de
la salive\b, le séquençage lui-même, et la pré –
paration d’un fichier contenant les variantes
identifiées. Les coûts de cette analyse va –
r ient , aujour d ’hui, entr e 150 0 et 250 0 CHF. Le
prix se compare favorablement avec les prix
des tests de séquençage de gènes individuels,
qui ont couté, jusqu’à présent, entre 500 et
5000 CHF! Les assurances peuvent prendre
en charge les coût s ( au moins p our le patient \b ,
à condition qu’un accord ait été obtenu en
pr éalable et que l ’indication au test soit r ev ue
avec un généticien. Cette condition tend à
pr évenir la pr escr iption «sau vage» et à as sur er
que soient respectées les bonnes pratiques
concernant le conseil génétique et le consen –
tement né ces s air e ( voir ci – des sous \b . En ef fet ,
même si les pédiatres connaissent très bien
les aspects cliniques et diagnostics, les
facettes multiples du séquençage d’exome
rendent vraiment indispensable la collabora –
tion avec les collègues généticiens, y compris
les conseillers en génétique (encore peu
connue en Suisse, cette catégorie profession –
nelle spécialisée dans la communication avec
les patients est répandue au Canada, USA,
Royaume Uni et en France\b.
Le \biable est \bans le \bétail …
L’obtention de la liste des variantes identifiées
n’est qu’un pr emier pas. Dans ce pr emier pas ,
il y a des limitations techniques (et la liste
n’est pas exhaustive\b:
1.
Le
séquençage ne couvre pas tous les
exons, et pas avec la même qualité. Ainsi,
certaines parties ne peuvent être séquen-
cées qu’avec une faible densité («poor co –
verage»\b ou pas du tout. Il est vrai que sur
ce p oint , la technologie s ’amélior e pr es que
de mois en mois.
2.
Le
algorithmes d’alignement des séquences
obtenus chez un individu avec celles de
référence ne sont pas parfaits. On peut
Le séquençage de l’exome en pédiatrie
Alessandra Strom, Andrea Superti-Furga (Lausanne)
Laboratoire
a) Isolation de l’ADN génomique (sang, salive/frottis buccal, autre)
b ) Amp lification des exons
c)
Séq
uençage des exons
d)
Ob
tention d’un fichier avec les séquences
Bioinformatique
e) Comparaison des séquences obtenues avec la séquence de référence
f ) Rés ultat: env. 25’000 «variantes» pour chaque individu
g)
El
imination des variantes synonymes (restent: env. 10’000 variantes)
h)
El
imination des variantes communes et déjà observées chez les individus sains
(r
estent: 25–200 variantes)
Discussion bioinformatique-clinique
i) Evaluation critique de chaque variante; «sign- out conference»
Tableau 1: Workflow du séquençage d’exome
Remarques: le nombre de variantes peut être variable de laboratoire à laboratoire et d’individu à individu! Le cumul
des résultats dans les banques de données va progressivement faciliter l’élimination des variantes déjà observées
chez individus sains («h») et rendre plus ef ficace l’identification des variantes pathogènes.
1Prof. ffRPof.ff.Tab
1Prof. PRTaPR. Rbi
G N
avec le séquençage d’exome montre claire-
ment que les «textbook cases» sont relati-
vement rares, et ils sont plus facilement
diagnostiqués cliniquement, tandis que les
cas atténués sont plus fréquents.
3.
On
trouve des mutations dans un gène
connu, mais le phénotype du patient ne
correspond que partiellement, ou pas du
tout, à celui connu. Dans une telle situation,
il est important d’obtenir d’autres indices:
par exemple, la présence de (ou des\b muta –
tions chez d’autres membres de la famille.
En règle générale, il devient apparent que
d’un seul gène peuvent naître plusieurs
phénotypes, en raison du type de mutation
et de sa localisation dans la protéine.
4.
On
trouve plusieurs variantes, mais aucune
ne semble pouvoir expliquer le cadre cli-
nique. Que faire? S’agit-il d’un problème
technique (séquençage et filtrage ont failli
à identifier la/les mutations pathogènes\b,
ou par contre la mutation pathogène est
bien dans les variantes identifiées, mais sa
pathogénicité n’est pas encore reconnue?
Si l’on considère que l’on connaît la fonc –
tion d’environ un tiers des gènes connus, et
que l’on ignore largement celle des deux
autres tiers, cette explication semble plau-
sible.
Explorons encore des cas particuliers:
•
L’
analyse «en tr io», c’est à dir e : le patient et
ses parents non atteints. Dans cette situa –
tion, on obtient le séquençage des trois
individus, et on identifie les variantes qui
sont présentes chez le patient mais ab –
sentes chez ses parents; des mutations,
dit-on, «de novo». Ce type d’analyse a
connu un succès important dans l’étude de
retards de développement et des troubles
dits «autistiques»: il est devenu clair qu’un
grand nombre de cas de ces pathologies
sont dus à des mutations de novo (dont
l’anamnèse familiale est négative dans la
plupart des cas\b à des gènes qui codent
pour des protéines exprimées dans le cer-
veau et plus précisément dans les sy-
napses. Cette observation donne de l’es –
poir pour le développement d’approches
thérapeutiques.
•
Le
recours à des sites de «phenotype mat-
ching»: il est possible de télécharger les
mutations de signification inconnue, et le
t ableau clinique as so cié, de f açon pr i vé e et
anonyme sur des sites dédiés: quand le
système identifie deux «entrées» similaires,
les médecins responsables sont alertés et
peuvent se contacter pour poursuivre les
grandes bases de données constituées aux
Etats-Unis (par exemple, «Exome Aggregation
Consortium»\b sont très utiles et universelle
–
ment utilisées. Ensuite, c’est la qualité du
séquençage qui va être examinée; les va-
riantes «faibles» du point de vue technique
(c’est-à-dire, présentes dans une petite mino –
rité des «lectures»\b vont passer à la trappe.
Finalement, on reste avec un nombre plus
petit de variantes, variable d’un individu à
l’autre, qui peut être de 5 à 50, parfois même
10 0, qu’on app elle pr imair ement « var iante de
signification inconnue» (variant of unknown
significance, VUS\b, jusqu’à l’attribution finale
de leur innocence ou pathogénicité. Comment
faire la part des choses entre toutes ces va-
riantes? Il peut y avoir plusieurs scénarios
(Tableau 2) :
1.
L’
analyse montre des mutations dans un
gène qui a déjà été associé à des «syn-
dromes» ou à des maladies connues, et qui
ex pliquent le phénot y p e du patient . Par fois ,
on retrouve une (ou deux\b mutation déjà
décrite comme pathogène dans la litté
–
ra
ture ou dans les bases de données. Dans
ce cas idéal, la réaction est souvent: «eure –
ka ! », et «p our quoi n’y a – t- on pas p ensé tout
de suite?» Les médecins, même experts, ne
sont pas des machines diagnostiques infail-
libles, surtout quand il s’agit de maladies
rares!
2.
On
trouve des mutations dans un gène as-
socié à un syndrome ou une maladie et le
patient ne montre qu’un phénotype «par –
tiel», ou une forme fruste. Cette situation
est une des plus communes ! L’expérience
«rater» des mutations mais aussi en intro –
duire de façon artificielle. C’est pour cela
que souvent un résultat potentiel obtenu
par séquençage d’exome nécessite une
vérification par un séquençage convention
–
nel, ciblé (avec un certain coût addition-
nel\b.
3.
Le
séquençage est efficace pour les mu
–
ta
tions «punctiformes» (single nucleotide
substitutions\b mais moins efficace dans la
détection de petites insertions ou délé –
tions, et inefficace pour les délétions ou
insertions plus grandes. De telles muta –
tions sont peu fréquentes (< 10
%\b
mais non
négligeables quand on recherche un dia-
gnostic.
4.
Il
peut y avoir des gènes encore inconnus
ou mal définis qui ne sont pas inclus dans
la couverture de séquençage; c’est le cas,
par exemple, des gènes codant pour les
«micro -RNAs» qui peuvent aussi être à la
base de maladies. C’est probablement une
petite minorité de cas.
Comment trouver la variante
responsable \bu tableau clinique?
En moyenne, environs 25’000 variantes sont
décelées par individu. Comment trouver une
mutation (ou les deux, si l’héritabilité est ré-
cessive\b responsable du phénotype clinique?
Un proces sus complexe de filtr age est néces -
saire. Ce processus va éliminer d’abord les
variantes qui n’ont pas de conséquence au
ni veau de la protéine, et ensuite celles qui ont
été observées chez plusieurs individus sains
et donc certainement pas pathogènes. Ici, les
1 Gène connu, phénotype clinique connu «pourquoi n’y a-t ’on pas pensé?»
2 Gène connu, phénotype clinique partiel
ou atypique Situation fréquente
3 Gène connu, phénotype clinique nouveau
ou inattendu Expansion du spectre clinique résultant
d’un même gène
4 Gène nouveau, phénotype clinique connu
ou inconnu, le rôle biologique du gène peut
expliquer le phénotype Peut arriver dans le cadre d’un projet de
recherche, mais aussi en diagnostic
5 Gène nouveau, phénotype clinique inconnu
ou non défini Le résultat nécessite une validation
fonctionnelle (c’est-à.-dire dans un cadre
de recherche)
6 Plusieurs variantes identifiées, priorisation
impossible Cas non- diagnostiqué ; possibilité de
chercher cas similaires sur les plateformes
de partage des résultats
Tableau 2: Situations possibles après la discussion bioinformatique-clinique
Remarques : gène connu = gène connu pour être associé à des phénotypes cliniques ; phénotype connu = phéno
-
type correspondant à un diagnostic spécifique connu (exemple: mucoviscidose, S. de Rett)
1Prof. ffRPof.ff.Tab
1Prof. PRTaPR. Rbi
G O
nombr e de gènes p eut var ier entr e 50 et 30 0.
Avec cette approche sélective, on évite, dans
la plupar t des cas , les « trou vailles» génétiques
avec les problèmes qu’elles peuvent poser.
Parmi les panneaux les plus fréquemment
utilisées il y a, par exemple, ceux pour les
épilepsies, les cardiomyopathies, ou les dys-
plasies osseuses. Leur désavantage est que
les connaissances sur les relations entre
gènes et phénotypes cliniques évoluent si
rapidement que les panneaux nécessitent une
révision très fréquente. Leur coût est similaire
à celui du séquençage de l’exome.
Application en pé\biatrie
Le succès du séquençage de l’exome dans la
recherche sur les maladies génétiques a
porté très rapidement à son application dia -
gnostique. Le défi posé par un enfant avec
une condition clinique difficile à diagnostiquer
n’est-il pas comparable à une «recherche» de
diagnostic? Donc, les cas non-diagnostiqués
chez l’adulte et surtout en pédiatrie, où ils
sont nombreux, ont bénéficié rapidement de
l’application de cette technologie. Pour beau -
coup de familles, le séquençage d’exome
permet de mettre une fin à l’odyssée dia
-
gn
ostique. Parmi les catégories d’application
figurent, par exemple: les enfants avec ta-
bleaux cliniques syndromaux et dysmor
-
ph
iques; les pathologies neurologiques: épi -
lepsie précoce, familiale ou idiopathique;
retard du développement (developmental di -
sability\b; troubles du spectre autistique; mi-
crocéphalies, neuropathies périphériques et
beaucoup d’autres; les pathologies de l’ouïe
et de la rétine; les pathologies osseuses; les
malformations cardiaques, particulièrement
si elles sont associés à d’autres signes cli-
niques; les maladies gastro-intestinales; les
maladies rénales et autres. L’utilisation du
séquençage de l’exome a aussi été démontré
utile chez les nouveau-nés gravement ma-
lades et, last but not least, il est déjà argu -
menté d’inclure les techniques de séquen -
çage à haut débit dans le dépistage néonatal.
Si l ’on pas se en r ev ue les r ésult at s des g r ands
centres, le séquençage d’exome permet de
poser un diagnostic définitif dans environs
1/3
des cas, avec des nuances: pour les condi-
tions communes et peu spécifiques (par
exemple, le retard de développement isolé\b
le taux est plutôt de
1/4; pour les pathologies
plus complexes et spécifiques (tableaux cli-
niques syndromaux, maladies métaboliques,
osseuses, rénales, immunodéficiences, etc.\b
le taux de succès peut aller jusqu’à 50
% .
Ces
patient ou de ses parent s ( ou tuteur s \b préala
-
blement au test. Dans ce consentement, qui
est bien évidemment nécessaire comme pour
toute analyse génétique, le patient peut don -
ner des instructions sur les éventuels résul -
tats qui ne sont pas en relation avec la re-
cherche diagnostique primaire: notamment,
le patient (ou ses parents\b peuvent opter de
ne pas être informés ou d’être informés sur
ces trouvailles. Le patient doit donc décider
par écrit dans quelle mesure et à quel mo -
ment il souhaite être informé de ce genre de
découverte (cf. le formulaire de consente -
ment de la Société suis se de génétique mé di -
cale, et la loi fédérale sur l’analyse génétique
humaine\b. Le Collège de génétique médicale
des Et at s - Unis tient une liste p ondér é e sur les
maladies pour lesquelles une «action médi -
cale» de prévention ou de thérapie est pos-
sible et recommande la communication des
éventuelles découvertes pour ces conditions.
La liste comprend entre 50 et 100 gènes (par
exemple, la fibrilline responsable du syn-
drome de Marfan, ou le gène BRCA1 respon-
sable du cancer du sein et des ovaires\b. Mais
d’un autre côté, il faut protéger les mineurs
des diag nos tic s qui n’ont pas de consé quence
à l’âge pédiatrique. Donc, une telle situation
est presque toujours difficile, même en pré-
sence d’indications claires de la part du pa-
tient ou des parents. C’est pour cette raison
qu’un diagnostic par analyse d’exome doit,
encore plus que tout autre test génétique, se
baser sur une séance de conseil génétique
complet et – ce qui est aussi important – sur
un rapport de confiance solide entre médecin
et patient, médecin et parents. Les données
de la littérature montrent que, si le conseil
génétique avant le séquençage est bien don -
né, les familles sont en majorité ouvertes à
connaitr e les r ésult at s inat tendus ( dont l ’inci -
dence est environs 5–10
%\b
. Il serait donc faux
d’appliquer une connotation forcement néga -
tive à tout résultat inattendu; s’il est vrai
qu’un tel résultat peut mettre médecin et
patient face à une discussion difficile, il peut
ouvrir une opportunité de prévention et fina -
lement sauver une vie.
Une solution pragmatique:
les «panneaux» \be gènes
(gene panels)
En fonction de la présentation clinique et de
la question diagnostique posée, certains labo -
ratoires limitent l’analyse des exons à un pa-
nel de gènes déjà identifiés et associés à une
maladie ou un groupe de maladies donné; le
investigations en commun. En effet, l’iden
-
tification de variantes similaires chez des
patients avec un même phénotype est une
indication forte de pathogénicité.
•
Le
séquençage peut identifier la présence
de mutations pathogènes dans plus d’un
gène chez un même individu: cette situa-
tion n’est pas rare (estimation, 4 à 8
% d
es
individus !\b Cela permet parfois d’éclaircir
le phénot y p e, qui en ef fet est la sommation
de deux phénotypes indépendants.
•
Pa
rfois, le séquençage peut mettre en évi-
dence la présence de mutations inatten -
dues (des «incidentalomes»\b qui ne sont pas
en relation avec le phénotype qui a mené
au séquençage, mais qui peuvent avoir une
forte relevance clinique. Cette situation
présente des importants aspects éthiques
(voir en bas\b.
En raison de cette complexité, le «cœur» du
séquençage d’exome comme test diagnostic
n’es t donc pas le sé quençage lui - même, mais
plutôt ce qu’on appelle la «sign-out confé-
rence», la conférence de sortie des résultats.
C ’est dans cet te confér ence que les bio - infor -
maticiens et les médecins vont discuter en -
semble des variantes trouvées et de leur si-
gnification clinique. Cette conférence peut
être simple (comme dans le cas 1\b ou peut
être difficile, quand on arrive à des conclu-
sions comme dans les cas 3 ou 4. L’accumu-
lation des données dans les bases des don -
nées va rendre de plus en plus facile
l’interprétation des «variantes inconnues», qui
vont plus clairement être identifiées soit
comme pathogènes, soit comme «innocen
-
te
s». Il y a trois messages à tirer des expé-
riences avec le séquençage d’exome:
1\b une bonne définition et description clinique est associée à de meilleurs résultats («next-
generation sequencing demands next-ge -
neration phenotyping»\b. Si le tableau cli-
nique es t mal identi fié, il va êtr e imp os sible
de trouver la mutation responsable.
2\b Il est plus facile de poser (ou de confirmer\b un diagnostic avec le séquençage d’exome
que de l’exclure; et
3\b comme discuté plus haut, le diagnostic fi -
nal n’avait sou vent pas été susp ecté par les
cliniciens experts; ce fait suggère que nous
ne connaissons que la présentation clinique
standard («textbook»\b tandis que la variabi -
lité clinique est plus grande de ce à quoi
l’on s’attendait.
Ces dernières considérations nous amènent
à réfléchir sur le consentement à obtenir du
1Prof. ffRPof.ff.Tab
1Prof. PRTaPR. Rbi
H F
F, Godfrey R, et al. The implications of familial inci-
dental findings from exome sequencing: the NIH
Undiagnosed Diseases Program experience. Genet
Med. 2014; 16(10): 741–50.
•
Ri
chards S, Aziz N, Bale S, Bick D, Das S, Gastier-
Foster J, et al. Standards and guideline for the inter -
pretation of sequence variants: a joint consensus
recommendation of the American College of Medical
Genetics and Genomics and the Association for Mole -
cular Pathology. Genet Med. 2015; 17(5): 405–24.
•
Sm
ith LA, Douglas J, Braxton A A, Kramer K. Repor -
ting Incidental Findings in Clinical Whole Exome
Sequencing: Incorporation of the 2013 ACMG Re
-
co
mmendations into Current Practices of Genetic
Counseling. J Genet Couns. 2015 Aug; 24(4): 654–62.
•
H e
h i r- Kw a J Y, C l a u s t r e s M , H a s t i n g s R J , v a n R a ve n -
swaaij-Arts C, Christenhusz G, Genuardi M, et al.
Towards a European consensus for reporting inci -
dental findings during clinical NGS testing. Eur J
Hum Genet. 2015; 23(12): 1601–6.
•
Am
endola LM, Lautenbach D, Scollon S, Bernhardt
B, Biswas S, East K, et al. Illustrative case studies
in the return of exome and genome sequencing
results. Per Med. 2015; 12(3): 283–295.
•
Da
rnell AJ, Austin H, Bluemke DA, Cannon RO 3rd,
Fischbeck K, Gahl W, et al.
•
A C
linical Ser vice to Support the Return of Secon -
dar y Genomic Findings in Human Research. Am J
Hum Genet. 2016 Mar 3; 98(3): 435–41.
Séquençage d’exome et disabilité intellectuelle
•
De
Ligt J, Willemsen MH, van Bon BW, Kleefstra T,
Yntema HG, Kroes T, et al. Diagnostic exome
sequencing in persons with severe intellectual di -
sability. N Engl J Med. 2012 Nov 15; 367(20):
19 21–9.
•
Ra
uch A, Wieczorek D, Graf E, Wieland T, Endele S,
Schwarzmayr T, et al Range of genetic mutations
associated with severe non-syndromic sporadic
intellectual disability: an exome sequencing study.
Lancet. 2012 Nov 10; 380(9854): 1674–82.
•
Wr
ight CF, Fitzgerald T W, Jones WD, Clayton S,
McRae JF, van Kogelenberg M, et al. Genetic dia -
gnosis of developmental disorders in the DDD
study: a scalable analysis of genome-wide research
data. Lancet. 2015 Apr 4; 385(9975): 1305–14.
Séquençage d’exome et autisme
•
Sa
nders SJ, Murtha MT, Gupta AR, Murdoch JD,
Raubeson MJ, Willsey AJ, et al. De novo mutations
revealed by whole-exome sequencing are strongly
associated with autism. Nature. 2012 Apr 4;
485(7397): 237–41.
•
Ne
ale BM, Kou Y, Liu L, Ma’ayan A, Samocha KE,
Sabo A, et al. Patterns and rates of exonic de novo
mutations in autism spectrum disorders. Nature.
2012 Apr 4; 485(7397): 242–5.
•
O’
Roak BJ, Vives L, Girirajan S, Karakoc E, Krumm
N, Coe BP, et al. Sporadic autism exomes reveal a
highly interconnected protein network of de novo
mutations. Nature. 2012 Apr 4; 485(7397): 246–50.
•
Ta
mmimies K, Marshall CR, Walker S, Kaur G, Thiru -
vahindrapuram B, Lionel AC, et al. Molecular Dia -
gnostic Yield of Chromosomal Microarray Analysis
and Whole - Exome Sequencing in Children With
Autism Spectrum Disorder. JAMA. 2015 Sep 1;
314(9): 895–903.
Nouvelles techniques de séquençage et oncologie
pédiatrique
•
B e
l t r a n H , E n g K , M o s q u e r a J M , S ig a r a s A , Ro m a n e l
A, Rennert H, et al. Whole - Exome Sequencing of
Metastatic Cancer and Biomarkers of Treatment
Response. JAMA Oncol. 2015 Jul; 1(4): 466–74.
•
Pa
rsons DW, Roy A, Yang Y, Wang T, Scollon S,
Bergstrom K, et al. Diagnostic Yield of Clinical
Tumor and Germline Whole-Exome Sequencing for Références Revues sur l’application diagnostique
du séquençage d’exome
•
Ku
C S , C o o p e r D N , Po l yc h r o n a ko s C , N a i d o o N , Wu
M, Soong R. Exome sequencing: dual role as a
discover y and diagnostic tool. Ann Neurol. 2012
Ja n; 71(1): 5 –14.
•
He
nnekam RC, Biesecker LG. Next-generation
sequencing demands next-generation phenoty -
ping. Hum Mutat 2012; 33: 884–6.
•
Bi
esecker LG, Green RC. Diagnostic clinical ge -
nome and exome sequencing. N Engl J Med. 2014
Jun 19; 370(25): 2418–25.
•
Ya
ng Y, Muzny DM, Xia F, Niu Z, Person R, Ding Y et
al. Molecular findings among patients referred for
clinical whole-exome sequencing. JAMA. 2014 Nov
12 ; 312(18): 1870 –9.
•
Ch
ong JX, Buckingham KJ, Jhangiani SN, Boehm C,
Sobreira N, Smith JD, et al. The Genetic Basis of
Mendelian Phenotypes: Discoveries, Challenges,
and Opportunities. Am J Hum Genet. 2015 Aug 6;
97(2): 199–215.
•
Ph
ilippakis A A, Azzariti DR, Beltran S, Brookes AJ,
Brownstein CA, Brudno M, et al. The Matchmaker
Exchange: a platform for rare disease gene disco -
ver y. Hum Mutat. 2015 Oct; 36(10): 915–21.
•
Re
tterer K, Juusola J, Cho MT, Vitazka P, Millan F,
Gibellini F, et al. Clinical application of whole-
exome sequencing across clinical indications. Ge -
net Med. 2015 Dec 3. doi: 10.1038/gim.2015.148.
[Epub ahead of print].
•
La
zaridis KN, Schahl KA, Cousin MA, Babovic-
Vuksanovic D, Riegert-Johnson DL, Gavrilova RH,
et al. Outcome of Whole Exome Sequencing for
Diagnostic Odyssey Cases of an Individualized
Medicine Clinic: The Mayo Clinic Experience. Mayo
Clin Proc. 2016 Mar; 91(3): 297–307.
•
Sa
w yer SL, Hartley T, Dyment DA, Beaulieu CL,
Schwartzentruber J, Smith A, et al. Utility of whole -
exome sequencing for those near the end of the
diagnostic odyssey: time to address gaps in care.
Clin Genet. 2016 Mar; 89(3): 275–84.
•
Ga
hl WA, Mulvihill JJ, Toro C, Markello TC, Wise AL,
Ramoni RB, et al. The NIH Undiagnosed Diseases
Program and Network: Applications to modern
medicine. Mol Genet Metab. 2016 Jan 22. pii:
S10 96 -7192(16) 3 0 0 0 6 - 3 .
Revues sur l’application du séquençage d’exome
en pédiatrie
•
Gro
dy WW, Thompson BH, Hudgins L. Whole-
exome/genome sequencing and genomics. Pedia -
trics. 2013 Dec; 132 (Suppl 3): S211–5.
•
B i
e s e c ke r LG , B i e s e c ke r B B . A n a p p r o a c h to p e d i a -
tric exome and genome sequencing. Curr Opin
Pediatr. 2014 Dec; 26(6): 639–45.
•
Va
lencia CA, Husami A, Holle J, Johnson JA, Qian Y,
Mathur A, et al. Clinical Impact and Cost- Ef fective -
ness of Whole Exome Sequencing as a Diagnostic
Tool: A Pediatric Center’s Experience. Front Pe -
diatr. 2015 Aug 3; 3: 67.
•
Th
if fault I, Lantos J. The Challenge of Analyzing the
Results of Next-Generation Sequencing in Child -
ren. Pediatrics. 2016 Jan; 137 Suppl 1: S3–7.
Articles autour de l’étude des variantes identifiées
et de la communication des résultats inattendus
aux patients et aux familles
•
G r
e e n RC , B e r g J S , G r o d y W W, K a l i a S S , Ko r f B R , et
al. «ACMG recommendations for reporting of inci -
dental findings in clinical exome and genome
sequencing». Genet Med 15: 565–574 (2013).
•
Bu
rke W, Antommaria AH, Bennett R, Botkin J,
Clayton EW, Henderson GE, et al. Recommenda -
tions for returning genomic incidental findings? We
need to talk! Genet Med 2013; 15(11): 854–9.
•
La
wrence L, Sincan M, Markello T, Adams DR, Gill taux de succès sont remarquablement simi -
laires d’un centre à l’autre; l’expérience lau-
sannoise avec plus de 200 cas va dans le
même sens. Pratiquement, il faut prévoir des
consultations conjointes pédiatrie-génétique,
ouvertes aux spécialistes impliqués, avec une
revue du cas, une bonne description du phé -
notype, et une décision consensuelle de de -
mande du séquençage d’exome. Autant im-
portant va être la restitution des résultats,
avec une implication du pédiatre qui doit
rester au centre du réseau autour de l’enfant
et sa famille et les accompagner.
Perspectives
Le séquençage d’exome a permis des avan-
cées vertigineuses dans l’identification des
gènes responsables de conditions géné -
tiques, pour leur compréhension, et donc
pour le développement de nouvelles ap -
proches thérapeutiques. Si la technologie et
ses applications continuent à avancer à cette
vitesse (comme cela semble probable vu la
diminution progressive des coûts et les avan -
cées dans l’interprétation des résultats\b,
toutes les branches de la médecine seront
touchées; le moment où l’on fera du «geno-
t yp e fir st, think af ter » , même si ça semble aller
contre ce que nous avons appris dans notre
formation, n’est pas loin. Ce qui est fascinant
est de constater comme le rôle du médecin
n’est pas affaibli; le médecin reste au centre
du processus diagnostique, avec le bon phé -
notypage clinique, l’établissement d’un rap -
p or t de confiance ave c le patient et s a f amille,
et avec la prise en charge, qui va progres
-
si
vement s’enrichir de nouvelles thérapies
ciblées. Ce dernier point est très prometteur:
de plus en plus de conditions trouvent une
thérapie ciblée basée sur la compréhension
de la base génétique et biochimique. Il est
donc injustifié de se méfier, voire de craindre
ces développements. Il est vrai que la colla -
boration entre pédiatres et généticiens va
devoir s’intensifier; il est aussi vrai que la
nouvelle génération de médecins va devoir
intégrer les informations génomiques dans la
pratique clinique. La pédiatrie, qui a vu naître
la génétique médicale au cours du XX
ème
siècle, reste au front du progrès; c’est une
opportunité à saisir.
flfifi
flfififi
H G
Remerciements Nous remercions tous nos collègues impliqués dans
l’implémentation de l’exome clinique au CHUV et à
l’UniL (Luisa Bonafé, Sheila Unger, Beryl Royer-Ber-
trand, Belinda Campos-Xavier, Lauréane Mittaz-Cret -
tol, Fréderic Barbey, Nuria Garcia, Diana Ballhausen,
Marie-Claude Addor, Laurence Fellmann, Jaqueline
Pouw-Schoumans, Carlo Rivolta, Keith Harshman,
Jean-Blaise Wasserfallen) pour leur collaboration et
pour le partage de leurs expériences et opinions.
Correspondance
Prof. Andrea Superti-Furga
Centre Hospitalier Universitaire
Vaudois (CHUV\b
1011 Lausanne
asuperti @ unil.ch
Les auteurs certifient qu'aucun soutien finan -
cier ou autre conflit d'intérêt n'est lié à cet
article.
Children With Solid Tumors. JAMA Oncol. 2016 Jan
28. doi: 10.1001/jamaoncol.2015.5699. [Epub
ahead of print].
•
M o
d y R J , Wu Y M , Lo n i g r o R J , C a o X , Royc h o w d h u r y
S, Vats P, et al. Integrative Clinical Sequencing in
the Management of Refractory or Relapsed Cancer
in Youth. JAMA. 2015 Sep 1; 314(9): 913–25.
•
Ga
jjar A, Bowers DC, Karajannis MA, Lear y S, Witt
H, Gottardo NG. Pediatric Brain Tumors: Innovative
Genomic Information Is Transforming the Diagnos -
tic and Clinical Landscape. J Clin Oncol. 2015 Sep
20; 33(27): 2986–98.
•
Da
modaran S, Berger MF, Roychowdhury S. Clinical
tumor sequencing: opportunities and challenges
for precision cancer medicine. Am Soc Clin Oncol
Educ Book. 2015: e175–82.
•
Mc
Cullough LB, Slashinski MJ, McGuire AL, Street
RL Jr, Eng CM, Gibbs RA, Parsons DW, Plon SE. Is
Whole-Exome Sequencing an Ethically Disruptive
Technology? Perspectives of Pediatric Oncologists
and Parents of Pediatric Patients With Solid Tumors.
Pediatr Blood Cancer. 2016 Mar; 63(3): 511–5.
Applications du séquençage d’exome à des patho -
logies pédiatriques spécifiques
•
No
lan D, Carlson M. Whole Exome Sequencing in
Pediatric Neurology Patients: Clinical Implications
and Estimated Cost Analysis. J Child Neurol. 2016
Feb 10. pii: 0883073815627880. [Epub ahead of
print]
•
Ho
msy J, Zaidi S, Shen Y, Ware JS, Samocha KE,
Karczewski KJ, et al. De novo mutations in conge -
nital heart disease with neurodevelopmental and
other congenital anomalies. Science. 2015 Dec 4;
350(6265): 1262–6.
•
Br
aun DA, Schueler M, Halbritter J, Gee HY, Porath
JD, Lawson JA, et al. Whole exome sequencing
identifies causative mutations in the majority of
consanguineous or familial cases with childhood-
onset increased renal echogenicity. Kidney Int.
2015 Oct 21. doi: 10.1038/ki.2015.317. [Epub
ahead of print].
•
To
dd EJ, Yau KS, Ong R, Slee J, McGillivray G, Bar -
nett CP, et al. Next generation sequencing in a large
cohort of patients presenting with neuromuscular
disease before or at birth. Orphanet J Rare Dis.
2015 Nov 17; 10: 148.
•
B a
d e m c i G , F o s te r J , M a h d i e h N , B o ny a d i M , D u m a n
D, Cengiz FB, et al. Comprehensive analysis via
exome sequencing uncovers genetic etiology in
autosomal recessive nonsyndromic deafness in a
large multiethnic cohort. Genet Med. 2015 Jul 30.
doi: 10.1038/gim.2015.89. [Epub ahead of print].
•
Ke
lsen JR, Dawany N, Moran CJ, Petersen BS, Sar -
mady M, Sasson A, et al. Exome sequencing analy -
sis reveals variants in primary immunodeficiency
genes in patients with ver y early onset inflamma -
tor y bowel disease. Gastroenterology. 2015 Nov;
149(6): 1415 –24.
•
Pe
trikin JE, Willig LK, Smith LD, Kingsmore SF. Ra -
pid whole genome sequencing and precision neo -
natology. Semin Perinatol. 2015 Dec; 39(8): 623–
31.
•
Wi
llig LK, Petrikin JE, Smith LD, Saunders CJ, Thif -
fault I, Miller NA, et al. Whole -genome sequencing
for identification of Mendelian disorders in criti -
cally ill infants: a retrospective analysis of diagnos -
tic and clinical findings. Lancet Respir Med. 2015
May; 3(5): 377–87.
•
De
Franco E, Ellard S. Genome, Exome, and Targe -
ted Next-Generation Sequencing in Neonatal Dia -
betes. Pediatr Clin North Am. 2015 Aug; 62(4):
10 37– 5 3 .
RédacticcoéactcctnAr
RédactiéonAéotiore
Informations complémentaires
Auteurs
Alessandra Strom Prof. Dr. med. Andrea Superti-Furga , Service de Médecine Génétique, Centre Hospitalier Universitaire Vaudois, Lausanne Andreas Nydegger