Abstract The purpose of this study was to determine the prevalence and aetiology of childhood hearing impairment (HI) in northern Finland and to evaluate the presence of additional disabilities among hearing impaired children. Such data would be valuable in guiding examinations and rehabilitation. Study I consisted of 214 children with mild to profound HI ascertained prior to age 10 years. They belonged to the birth cohort spanning the years 1993–2002. The clinical data were collected from the patient records of the Oulu University Hospital. In studies II–III, mutations in mitochondrial DNA (mtDNA) and in the WFS1 gene were determined in children with unknown aetiology of HI. Study IV is a prospective follow-up study examining the hearing of children with m.1555A>G mutation in mtDNA. The prevalence of childhood HI was 2.3/1000 live births. Genetic causes were the most common (47%) aetiology of HI, while 16% of cases were acquired and 36% were unknown. Almost 40% of 214 children had one or more additional disabilities that adversely influenced their development or learning. The frequency of additional disabilities was not associated with the severity of HI. Children with acquired HI had additional disabilities more often (66%) than children with genetic or unknown aetiology of HI (44%). Molecular analysis revealed that mutations in mtDNA and WFS1 are rare causes of childhood HI. Three rare variants and the novel p.Gly831Ser variant were found in WFS1. The p.Gly831Ser variant may be a new member to the group of heterozygous WFS1 mutations that lead to HI. One child harboured the pathogenic m.1555A>G mutation in MT-RNR1. In addition, eight rare variants and 13 polymorphisms were found in MT-RNR1 or in MT-RNR2. Evaluation of m.990T>C suggested that this transition is a pathogenic rather than a neutral variant. During a 7.8 year follow up of 19 children with m.1555A>G, HI was ascertained in 10 children (age range, 2.1–13.2 years at the end of the follow-up). Distinct phenotypes of HI were identified. Environmental factors contributing to the phenotype variation were not recognized. Because these children generally pass the newborn hearing screening, it is important to follow over time the hearing of children in families with the m.1555A>G mutation. / Tiivistelmä Tämän työn tavoitteena oli tutkia lapsuusiän kuulovikojen esiintyvyyttä ja etiologiaa pohjoissuomalaisilla lapsilla sekä selvittää kuulovikaisilla lapsilla esiintyviä muita oireita. Tieto kuulovian etiologiasta ja mahdollisista muista oireista auttaa tutkimusten ja kuntoutuksen suunnittelussa. Tutkimukseen osallistuvat lapset olivat syntyneet Pohjois-Suomessa vuosina 1993–2002. Osatyössä I kerättiin sairauskertomustiedot niistä lapsista, joiden kuulovika oli todettu ennen kymmenen vuoden ikää. Osatöissä II ja III määritettiin mitokondrion DNA:n ja tuman WFS1-geenin muutoksia lapsilla, joiden kuulovian etiologia oli tuntematon. Osatyössä IV seurattiin lasten kuuloa suvussa, jossa on todettu mitokondrion DNA:n mutaatio m.1555A>G. Lapsuusiän kuulovikojen esiintyvyys oli 2,3 tuhatta vastasyntynyttä kohden. Kuulovian yleisin syy oli perinnöllinen (47 %). Hankinnaisia kuulovikoja oli 16 % ja etiologialtaan tuntemattomia 36 %. Lähes 40 %:lla 214 lapsesta oli kuulovian lisäksi yksi tai useampi muu oire, jonka arvioitiin vaikuttaneen haitallisesti lapsen kehitykseen tai oppimiseen. Muiden oireiden esiintyminen ei riippunut kuulovian vaikeusasteesta. Hankinnaiseksi luokiteltuihin kuulovikoihin liittyi enemmän muita oireita (66 %) kuin niihin kuulovikoihin, joiden syy oli perinnöllinen tai tuntematon (44 %). Pohjoissuomalaisilla lapsilla mitokondrion DNA:n ja WFS1-geenin muutokset olivat harvinaisia kuulovian syitä. WFS1-geenissä todettiin kolme aikaisemmin tunnettua harvinaista ja yksi uusi geenimuutos. Tämän p.Gly831Ser-mutaation arvioitiin olevan heterotsygoottisena kuulovikaa aiheuttava muutos. Yhdellä lapsella todettiin mitokondrion DNA:n patogeeninen mutaatio m.1555A>G. Lisäksi MT-RNR1- ja MT-RNR2-geeneissä todettiin 13 polymorfiaa, jotka kuuluvat normaaliin vaihteluun ja kahdeksan harvinaista muutosta, joista m.990T>C-muutos on todennäköisesti kuulovikaa aiheuttava. Seurantatutkimukseen osallistui 19 lasta, joilla oli m.1555A>G-mutaatio. Seuranta kesti 7,8 vuotta, ja sen aikana ilmaantui kuulovika 10 lapselle, joiden ikä tutkimuksen loppuessa oli 2,1–13,2 vuotta. Todetut kuuloviat olivat keskenään erilaisia. Vaihtelua selittäviä ympäristötekijöitä ei todettu. Lasten kuuloa on tärkeää seurata perheissä, joissa on m.1555A>G-mutaatio, koska lapset yleensä läpäisevät vastasyntyneen kuulonseulontatutkimuksen ja mahdollinen kuulovika kehittyy myöhemmin.

Abstract Frontotemporal lobar degeneration (FTLD) is the second most common neurodegenerative disease leading to early-onset dementia (< 65 years), next to Alzheimer’s disease. FTLD is substantially a genetic disorder with up to 50% of cases having a positive family history. Mutations in the genes microtubule-associated protein tau (MAPT) and progranulin (PGRN) account for about 10–20% of all cases of FTLD. Hexanucleotide repeat expansion mutation within the gene C9ORF72 has recently been identified as the major cause of FTLD, FTLD with amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and pure ALS. During this study, hexanucleotide repeat expansion within the C9ORF72 gene was shown to explain nearly 50% of familial and 30% of all FTLD cases in the Finnish population. Otherwise, the genetic background of Finnish FTLD is largely unknown. The object of the present work was to disentangle the genetic aetiology of FTLD in the Finnish population. We studied a cohort of patients with a clinical diagnosis of FTLD from the province of Northern Ostrobothnia, Finland. Sequencing analysis of the genes MAPT, charged multi-vesicular body protein 2B (CHMP2B) and TAR DNA binding protein (TARDBP) were performed and the MAPT haplotypes were analysed. Correlations between genotype and phenotype were studied in patients with C9ORF72 repeat expansion mutation. C9ORF72 expansion mutation explained nearly 30% of cases of FTLD in our cohort. Concomitant ALS and positive family history of the disease increased the possibility of carrying expanded C9ORF72. The clinical phenotype of C9ORF72 expansion carriers varied at presentation: both behavioural and language variants were detected with or without ALS. The behavioural presentations included prominent psychotic features, although psychiatric presentations were not overrepresented in expansion carriers. No pathogenic mutations were identified in the MAPT, CHMP2B and TARDBP genes in our series of FTLD patients. The H2 MAPT haplotype was associated with FTLD in the series. Our findings emphasise the importance of C9ORF72 expansion mutation in FTLD. While mutations in MAPT and PGRN cause a significant proportion of cases of FTLD worldwide, they seem to be rare causes of FTLD in the Finnish population. Besides being infrequent in other populations, mutations in CHMP2B and TARDBP are rare causes of FTLD in the Finnish population as well. Our findings have clinical implications for recognising phenotypic features characteristic of expanded C9ORF72 as well as for genetic counselling of Finnish patients with FTLD. Even though a considerable proportion of our cases of familial FTLD is caused by the C9ORF72 expansion, over 50 % of our familial cases are without a molecular genetic diagnosis, suggesting that there are other unidentified causal genes to be found. / Tiivistelmä Otsa-ohimolohkorappeumat on toiseksi yleisin työikäisten dementiaa aiheuttava etenevä aivojen rappeumasairaus. Toisinaan otsa-ohimolohkorappeumat esiintyvät yhdessä liikehermorappeuman, amyotrofisen lateraaliskleroosin (ALS), kanssa. Perinnöllisillä tekijöillä on todennäköisesti keskeinen merkitys taudin taustalla. Mutaatiot microtubule-associated protein tau (MAPT)- ja progranulin (PGRN) geeneissä aiheuttavat yhteensä 10–20 % otsa-ohimolohkorappeumista maailmalla. C9ORF72-geenissä sijaitsevan toistojaksomonistuman on vastikään todettu olevan yleisin otsa-ohimolohkorappeumia ja ALS:a aiheuttava mutaatio. Mutaatio on erityisen yleinen suomalaisessa väestössä selittäen lähes 50 % suvuittaisista ja 30 % kaikista otsa-ohimolohkorappeumista. Oireyhtymän perinnöllisyys on muutoin huonosti tunnettu suomalaisessa väestössä. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää otsa-ohimolohkorappeumien geneettisiä syitä aineistossa, joka koostui vuosina 1999–2010 Oulun yliopistollisessa sairaalassa tutkituista potilaista. Tutkimuksessa selvitettiin MAPT-, charged multi-vesicular body protein 2B (CHMP2B)- ja TAR DNA-binding protein (TARDBP) geenien mutaatioiden esiintyvyyttä ja määritettiin MAPT-geenin haplotyypit. Lisäksi tutkittiin taudin kliinisiä erityispiirteitä C9ORF72-mutaation kantajilla. C9ORF72-mutaatio selitti lähes 30 % otsa-ohimolohkorappeumista aineistossamme. Tutkimuksessa havaittiin, että suvuittain esiintyvä tautimuoto ja ALS yhdistyneenä otsa-ohimolohkorappeumaan liittyivät merkittävästi C9ORF72-mutaatioon. Monistuman kantajien fenotyyppi oli moninainen – ensioireina oli sekä käytösongelmia että kielellisiä vaikeuksia. Vaikka C9ORF72-mutaation kantajilla on kuvattu runsaasti psykoottisia oireita, psykoottiset oireet eivät olleet selvästi yliedustettuna mutaation kantajilla aineistossamme. Tutkimuksessa ei löydetty tautia aiheuttavia mutaatioita MAPT-, CHMP2B- tai TARDBP-geeneistä. Havaitsimme kuitenkin tilastollisesti merkittävän yhteyden MAPT-geenin H2-haplotyypin ja otsa-ohimolohkorappeumien välillä. Tuloksemme antavat uutta tietoa C9ORF72-mutaation kantajien kliinisistä erityispiirteistä. MAPT-geenin mutaatioiden merkitys otsa-ohimolohkorappeumien synnyssä ei näyttäisi olevan suomalaisessa väestössä niin merkittävä kuin muissa väestöissä. CHMP2B- ja TARDBP-mutaatiot ovat harvinainen oireyhtymän syy myös suomalaisessa väestössä. Tuloksiamme voidaan hyödyntää suomalaisten otsa-ohimolohkorappeumapotilaiden perinnöllisessä neuvonnassa. Huomattavista edistysaskelista huolimatta yli puolet suvuittain esiintyvistä tautitapauksistamme on vailla geneettistä diagnoosia, mikä antaa aihetta jatkotutkimuksille.