Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Dr. med. Charakterisierung des XIAP-Gens bei zwei Familien mit X-chromosomalem lymphoproliferativem Syndrom Eingereicht von: Peter Christian Horn geboren am 04.08.1982 in Freiburg Angefertigt an: Der Universitätsklinik und Poliklinik für Kinder und Jugendliche Leipzig und dem Zentrum für familiären Brust- und Eierstockkrebs der technischen Universität München Betreuer: Prof. Dr. med. Volker Schuster (Universität Leipzig) Prof. Dr. rer. nat. Alfons Meindl (TU München) Eingereicht im Dezember 2014 Das X-linked-inhibitor-of-apoptosis Protein XIAP nimmt eine zentrale Rolle in der Hemmung von Apoptoseprozessen beim Menschen ein. In Abwesenheit von XIAP kann eine defekte Immunabwehr gegenüber viralen Infektionen beobachtet werden. In Folge können lebensbedrohliche Immunreaktionen wie hämophagozytäre Lymphhistiozytose, aplastische Anämie und persistierende Hypogammaglobulinämie auftreten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, ob bei einem Patientenkollektiv mit lymphoproliferativem Syndrom Mutationen im XIAP-Gen Auslöser der Erkrankung sind. Es wurde eine molekulargenetische Sequenzierung und Auswertung des XIAP- 5 Zusammenfassung der Arbeit 53 Gens bei 36 Verdachtsfällen eines X-chromosomal vererbten lymphoproliferativen Syndroms durchgeführt. In allen Fällen wurde der gesamte exonische Abschnitt des Gens sequenziert und auf Polymorphismen und Mutationen untersucht. Bei zwei Proben wurden Mutationen im XIAP-Gen gefunden. Weiter konnten Mutter und Bruder eines der Betroffenen untersucht werden, so dass insgesamt drei Knaben mit XIAP-Gendefekt sowie eine heterozygote Konduktorin identifiziert wurden. Nach der Identifikation der Mutationsträger erfolgte eine Auswertung der Krankenge- schichte und ein Vergleich mit den verfügbaren Beschreibungen von XIAP-Defizienz. Die beiden neu identifizierten Mutationen verursachen ein Krankheitsbild, das mit den wenigen verfügbaren Beschreibungen von XIAP-Defizienz vereinbar ist. Die Auswer- tung der Klinik der drei Betroffenen unterstützt die Hypothese, dass bei XIAP- Defizienz keine Lymphome auftreten. Die Therapieentscheidung bei XIAP-Defizienz ist einzelfallabhängig. Die Arbeit ver- gleicht den Krankheitsverlauf der neu beschriebenen Patienten mit der Literatur und unterstreicht, dass die Entscheidung zu einer Knochenmarkstransplantation gut begrün- det werden muss. Es sind inzwischen mehr Patienten bekannt, die ohne Therapie oder unter IVIG-Gabe asymptomatisch sind, als solche, die eine Knochenmarkstransplantati- on überlebt haben. Alle hier beschriebenen Patienten konnten ohne Transplantation be- handelt werden. Eine Stammzelltransplantation kann jedoch erfolgreich sein. Bei kon- servativ behandelten Patienten können Rezidive auftreten. Kritisch zu sehen sind im Licht der Erfahrung mit den XIAP-defizenten Patienten An- strengungen, XIAP-Inhibitoren zur Tumortherapie am Menschen zu entwickeln – dies könnte als Nebenwirkung paradoxe Folgen wie Lymphoproliferation oder HLH haben. Die in der Arbeit beschriebenen Patienten waren die ersten Patienten mit XIAP- Defizienz, die im deutschsprachigen Raum identifiziert wurden. Die beiden Mutationen die bei den Familien gefunden wurden, waren bisher nicht beschrieben.:Inhaltsverzeichnis ........................................................................................................... 2 Abbildungsverzeichnis.................................................................................................... 4 Tabellenverzeichnis......................................................................................................... 4 Bibliographische Beschreibung ..................................................................................... 5 Abkürzungsverzeichnis .................................................................................................. 6 Vorwort ............................................................................................................................ 8 1 1.1 1.2 Einleitung................................................................................................................... 9 Ziele / Fragestellung ................................................................................................ 9 Wissensstand zu Beginn der Arbeit ....................................................................... 10 1.2.1 Begriffserklärung: Lymphoproliferative Erkrankung ......................................... 10 1.2.2 Begriffserklärung: Mononukleose ....................................................................... 11 1.2.3 Begriffserklärung: Hämophagozytische Lymphhistiozytose (HLH) .................. 11 1.2.4 X-chromosomale lymphoproliferative Syndrome – Erstbeschreibung ............... 13 1.2.5 X-chromosomale lymphoproliferative Syndrome - Entdeckung der XIAP- Defizienz.............................................................................................................. 18 1.2.6 X-chromosomale lymphoproliferative Syndrome – Klinik der XIAP- Defizienz.............................................................................................................. 22 1.3 2 2.1 Aufgabenstellung ................................................................................................... 22 Material und Methoden.......................................................................................... 25 Auswahl der zu untersuchenden Proben ................................................................ 25 2.2 2.2.1 Isolierung der DNA ............................................................................................. 26 2.2.2 Herstellung der Primer......................................................................................... 27 2.2.3 Polymerase- Kettenreaktion (PCR) und Sequenzierung ..................................... 29 2.3 3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 Genetische Untersuchung ...................................................................................... 25 Auswertung ............................................................................................................ 31 Resultate................................................................................................................... 32 Genveränderungen ................................................................................................. 32 Single Nucleotide-Polymorphismen .................................................................... 32 Mutationen ........................................................................................................... 32 Klinik der Patienten ............................................................................................... 33 Familie I: S347Lfs5x-Mutation ........................................................................... 33 Familie I: Mutter und zwei Onkel der Betroffenen ............................................. 34 Familie I: 27 Jahre alter, positiv getesteter Erwachsener .................................... 35 Inhaltsverzeichnis 3 3.2.4 3.2.5 3.3 4 4.1 4.1.1 4.1.2 4.2 4.3 Familie I: 29 Jahre alter, positiv getester Erwachsener ....................................... 35 Familie II: 17 Jahre alter Knabe mit R222X-Mutation ....................................... 37 Übersicht über die Klinik der Patienten ................................................................. 38 Diskussion ................................................................................................................ 41 Hauptthese: Im Patientenkollektiv können XIAP-Gen Mutationsträger identifiziert werden .............................................................................................. 41 Prozentualer Anteil positiv getesteter Proben und Vergleich mit der Literatur .. 42 Vergleich der erhobenen klinischen Daten mit der Literatur .............................. 44 Nebenthese: Bei XIAP-Defizienz werden im Gegensatz zur SAP-Defizienz keine Lymphome beobachtet ............................................................................... 46 Nebenthese: Bei der Therapie kann ein konservativer Ansatz einer Knochenmarkstransplantation vorzuziehen sein ................................................. 47 5 Anhang: Einwilligungen ............................................................................................... 54 Literaturverzeichnis ..................................................................................................... 56 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit ......................................... 62 Lebenslauf...................................................................................................................... 63 Verzeichnis eigener Veröffentlichungen ..................................................................... 64 Danksagung ................................................................................................................... 65