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Laquerriere A, Jaber D, Abiusi E, Maluenda J, Mejlachowicz D, Vivanti A, Dieterich K, Stoeva R, Quevarec L, Nolent F, Biancalana V, Latour P, Sternberg D, Capri Y, Verloes A, Bessieres B, Loeuillet L, Attie-Bitach T, Martinovic J, Blesson S, Petit F, Beneteau C, Whalen S, Marguet F, Bouligand J, Héron D, Viot G, Amiel J, Amram D, Bellesme C, Bucourt M, Faivre L, Jouk PS, Khung S, Sigaudy S, Delezoide AL, Goldenberg A, Jacquemont ML, Lambert L, Layet V, Lyonnet S, Munnich A, Van Maldergem L, Piard J, Guimiot F, Landrieu P, Letard P, Pelluard F, Perrin L, Saint-Frison MH, Topaloglu H, Trestard L, Vincent-Delorme C, Amthor H, Barnerias C, Benachi A, Bieth E, Boucher E, Cormier-Daire V, Delahaye-Duriez A, Desguerre I, Eymard B, Francannet C, Grotto S, Lacombe D, Laffargue F, Legendre M, Martin-Coignard D, Mégarbané A, Mercier S, Nizon M, Rigonnot L, Prieur F, Quélin C, Ranjatoelina-Randrianaivo H, Resta N, Toutain A, Verhelst H, Vincent M, Colin E, Fallet-Bianco C, Granier M, Grigorescu R, Saada J, Gonzales M, Guiochon-Mantel A, Bessereau JL, Tawk M, Gut I, Gitiaux C, Melki J. Phenotypic spectrum and genomics of undiagnosed arthrogryposis multiplex congenita. J Med Genet 2021; 59:559-567. [PMID: 33820833 PMCID: PMC9132874 DOI: 10.1136/jmedgenet-2020-107595] [Citation(s) in RCA: 20] [Impact Index Per Article: 6.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/16/2020] [Revised: 02/23/2021] [Accepted: 03/14/2021] [Indexed: 12/16/2022]
Abstract
BACKGROUND Arthrogryposis multiplex congenita (AMC) is characterised by congenital joint contractures in two or more body areas. AMC exhibits wide phenotypic and genetic heterogeneity. Our goals were to improve the genetic diagnosis rates of AMC, to evaluate the added value of whole exome sequencing (WES) compared with targeted exome sequencing (TES) and to identify new genes in 315 unrelated undiagnosed AMC families. METHODS Several genomic approaches were used including genetic mapping of disease loci in multiplex or consanguineous families, TES then WES. Sanger sequencing was performed to identify or validate variants. RESULTS We achieved disease gene identification in 52.7% of AMC index patients including nine recently identified genes (CNTNAP1, MAGEL2, ADGRG6, ADCY6, GLDN, LGI4, LMOD3, UNC50 and SCN1A). Moreover, we identified pathogenic variants in ASXL3 and STAC3 expanding the phenotypes associated with these genes. The most frequent cause of AMC was a primary involvement of skeletal muscle (40%) followed by brain (22%). The most frequent mode of inheritance is autosomal recessive (66.3% of patients). In sporadic patients born to non-consanguineous parents (n=60), de novo dominant autosomal or X linked variants were observed in 30 of them (50%). CONCLUSION New genes recently identified in AMC represent 21% of causing genes in our cohort. A high proportion of de novo variants were observed indicating that this mechanism plays a prominent part in this developmental disease. Our data showed the added value of WES when compared with TES due to the larger clinical spectrum of some disease genes than initially described and the identification of novel genes.
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Affiliation(s)
- Annie Laquerriere
- Normandie Univ, UNIROUEN, INSERM U1245; Rouen University Hospital, Department of Pathology, Normandy Centre for Genomic and Personalized Medicine, Rouen, France
| | - Dana Jaber
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), UMR-1195, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicetre, France
| | - Emanuela Abiusi
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), UMR-1195, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicetre, France.,Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico and Sezione di Medicina Genomica, Dipartimento di Scienze della Vita e Sanità Pubblica, Università Cattolica del Sacro Cuore, Rome, Italy
| | - Jérome Maluenda
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), UMR-1195, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicetre, France
| | - Dan Mejlachowicz
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), UMR-1195, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicetre, France
| | - Alexandre Vivanti
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), UMR-1195, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicetre, France
| | - Klaus Dieterich
- Univ. Grenoble Alpes, Inserm, U1209, CHU Grenoble Alpes, Grenoble, France
| | - Radka Stoeva
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), UMR-1195, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicetre, France.,Department of Medical Genetics, Le Mans Hospital, Le Mans, France
| | - Loic Quevarec
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), UMR-1195, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicetre, France
| | - Flora Nolent
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), UMR-1195, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicetre, France
| | - Valerie Biancalana
- Laboratoire Diagnostic Génétique, CHRU, Strasbourg; Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), INSERM U964, CNRS UMR 7104, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg, Université de Strasbourg, Illkirch, France
| | - Philippe Latour
- Centre de Biologie Est, Hospices Civils de Lyon, Bron, France
| | - Damien Sternberg
- Service de Biochimie Métabolique et Centre de Génétique, APHP. Sorbonne Université, GH Pitié-Salpêtrière; Centre of Research in Myology, Sorbonne University, UMRS 974, Paris, France
| | - Yline Capri
- Département de Génétique, Assistance publique-Hopitaux de Paris (AP-HP), Hopital Robert Debré, Paris, France
| | - Alain Verloes
- Département de Génétique, Assistance publique-Hopitaux de Paris (AP-HP), Hopital Robert Debré, Paris, France
| | - Bettina Bessieres
- Unité d'Embryofoetopathologie, Service d'Histologie-Embryologie-Cytogénétique, Hôpital Necker-Enfants Malades, APHP, Paris, France
| | - Laurence Loeuillet
- Unité d'Embryofoetopathologie, Service d'Histologie-Embryologie-Cytogénétique, Hôpital Necker-Enfants Malades, APHP, Paris, France
| | - Tania Attie-Bitach
- Unité d'Embryofoetopathologie, Service d'Histologie-Embryologie-Cytogénétique, Hôpital Necker-Enfants Malades, APHP, Paris, France
| | - Jelena Martinovic
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), UMR-1195, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicetre, France.,Unité d'Embryofoetopathologie, Hôpital Antoine Béclère, APHP, Clamart, France
| | - Sophie Blesson
- Service de Génétique, Unité de Génétique Clinique, CHRU de Tours, Hôpital Bretonneau, Tours, France
| | - Florence Petit
- Service de Génétique Clinique Guy Fontaine, CHU Lille, Lille, France
| | - Claire Beneteau
- Service de Génétique Médicale, Centre Hospitalier Universitaire de Nantes; Institut du Thorax, INSERM, CNRS, Université de Nantes, Nantes, France
| | - Sandra Whalen
- UF de Génétique clinique et Centre de Référence Maladies Rares des Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs, APHP. Sorbonne Université, Hôpital Armand Trousseau, Paris, France
| | - Florent Marguet
- Normandie Univ, UNIROUEN, INSERM U1245; Rouen University Hospital, Department of Pathology, Normandy Centre for Genomic and Personalized Medicine, Rouen, France
| | - Jerome Bouligand
- Laboratoire de Génétique moléculaire, Pharmacogénétique et Hormonologie, Hôpital Bicêtre, APHP Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicêtre; Inserm UMR_S 1185, Faculté de médecine Paris Saclay, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicêtre, France
| | - Delphine Héron
- Département de Génétique, APHP Sorbonne Université, Hôpital Pitié-Salpêtrière et Trousseau, PARIS, France
| | - Géraldine Viot
- Unité de Génétique, Clinique de la Muette, Paris, France
| | - Jeanne Amiel
- Service de Génétique Clinique, Centre de référence pour les maladies osseuses constitutionnelles APHP, Hôpital Necker-Enfants Malades; Université de Paris, UMR1163, INSERM, Institut Imagine, Paris, France
| | - Daniel Amram
- Unité de Génétique Clinique, Centre Hospitalier Intercommunal de Créteil, Créteil, France
| | - Céline Bellesme
- Department of Pediatric Neurology, APHP-Bicêtre Hospital, Le Kremlin-Bicêtre, France
| | - Martine Bucourt
- Service d'Histologie, Embryologie, et Cytogénétique, Hôpital Jean Verdier, APHP, Bondy, France
| | - Laurence Faivre
- Centre de Génétique et Centre de référence Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs, FHU TRANSLAD, Hôpital d'Enfants, CHU Dijon; UMR-Inserm 1231 GAD team, Génétique des Anomalies du développement, Université de Bourgogne Franche-Comté, Dijon, France
| | - Pierre-Simon Jouk
- Univ. Grenoble Alpes, Inserm, U1209, CHU Grenoble Alpes, Grenoble, France
| | - Suonavy Khung
- Unité Fonctionnelle de Fœtopathologie, Hôpital Universitaire Robert Debré; Inserm UMR 1141, Paris, France
| | - Sabine Sigaudy
- Département de Génétique Médicale, Hôpital Timone Enfant, Marseille, France
| | - Anne-Lise Delezoide
- Unité Fonctionnelle de Fœtopathologie, Hôpital Universitaire Robert Debré; Inserm UMR 1141, Paris, France
| | - Alice Goldenberg
- Department of Genetics and Reference Center for Developmental Disorders, Normandy Center for Genomic and Personalized Medicine, Normandie Univ, UNIROUEN, Inserm U1245 and Rouen University Hospital, Rouen, France
| | - Marie-Line Jacquemont
- UF de Génétique Médicale, CHU la Réunion, site GHSR, Ile de La Réunion, Saint-Pierre, France
| | | | - Valérie Layet
- Consultations de Génétique, Groupe Hospitalier du Havre, Le Havre, France
| | - Stanislas Lyonnet
- Imagine Institute, INSERM UMR 1163, Université de Paris; Fédération de Génétique Médicale, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, Hôpital Necker-Enfants Malades, Paris, France
| | - Arnold Munnich
- Imagine Institute, INSERM UMR 1163, Université de Paris; Fédération de Génétique Médicale, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, Hôpital Necker-Enfants Malades, Paris, France
| | | | - Juliette Piard
- Centre de Génétique Humaine, Université de Franche-Comté, Besançon, France
| | - Fabien Guimiot
- Unité Fonctionnelle de Fœtopathologie, Hôpital Universitaire Robert Debré; Inserm UMR 1141, Paris, France
| | - Pierre Landrieu
- Department of Pediatric Neurology, APHP-Bicêtre Hospital, Le Kremlin-Bicêtre, France
| | - Pascaline Letard
- Service d'Histologie, Embryologie, et Cytogénétique, Hôpital Jean Verdier, APHP, Bondy, France
| | - Fanny Pelluard
- UMR U1053, INSERM et Université de Bordeaux; Unité de fœtopathologie, Service de pathologie, CHU de Bordeaux, Bordeaux, France
| | - Laurence Perrin
- Département de Génétique, Assistance publique-Hopitaux de Paris (AP-HP), Hopital Robert Debré, Paris, France
| | - Marie-Hélène Saint-Frison
- Unité Fonctionnelle de Fœtopathologie, Hôpital Universitaire Robert Debré; Inserm UMR 1141, Paris, France
| | - Haluk Topaloglu
- Yeditepe University Deparment of Pediatrics, Istanbul, Turkey
| | | | | | - Helge Amthor
- Neuromuscular Reference Centre, Pediatric Department, University Hospital Raymond Poincaré, Garches, France
| | - Christine Barnerias
- Service de Neuropédiatrie, CR Neuromusculaire Necker, Hôpital Necker- Enfants Malades, Paris, France
| | - Alexandra Benachi
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), UMR-1195, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicetre, France.,Service de Gynécologie-Obstétrique, Hôpital Antoine Béclère, AP-HP, Clamart, France
| | - Eric Bieth
- Service de Génétique Médicale, Hopital Purpan, Toulouse, France
| | - Elise Boucher
- Centre de Génétique Humaine, Université de Franche-Comté, Besançon, France
| | - Valerie Cormier-Daire
- Service de Génétique Clinique, Centre de référence pour les maladies osseuses constitutionnelles APHP, Hôpital Necker-Enfants Malades; Université de Paris, UMR1163, INSERM, Institut Imagine, Paris, France
| | - Andrée Delahaye-Duriez
- Service d'Histologie, Embryologie, et Cytogénétique, Hôpital Jean Verdier, APHP, Bondy, France.,Université de Paris, NeuroDiderot, Inserm, Paris, France
| | - Isabelle Desguerre
- Service de Neuropédiatrie, CR Neuromusculaire Necker, Hôpital Necker- Enfants Malades, Paris, France
| | - Bruno Eymard
- Sorbonne Université, GH Pitié-Salpêtrière, Paris, France
| | - Christine Francannet
- Service de génétique médicale et centre de référence des anomalies du développement et des déficits intellectuels rares, CHU de Clermont-Ferrand, Clermont-Ferrand, France
| | - Sarah Grotto
- Maternité Port-Royal, AP-HP, Hôpital Cochin, Paris, France
| | - Didier Lacombe
- Service de Génétique Médicale, CHU Bordeaux, Hopital Pellegrin, Bordeaux, France
| | - Fanny Laffargue
- Service de génétique médicale et centre de référence des anomalies du développement et des déficits intellectuels rares, CHU de Clermont-Ferrand, Clermont-Ferrand, France
| | - Marine Legendre
- Service de Génétique Médicale, CHU Bordeaux, Hopital Pellegrin, Bordeaux, France
| | | | - André Mégarbané
- Department of Human Genetics, Gilbert and Rose-Marie Ghagoury School of Medicine, Lebanese American University, Byblos, Lebanon
| | - Sandra Mercier
- Service de Génétique Médicale, Centre Hospitalier Universitaire de Nantes; Institut du Thorax, INSERM, CNRS, Université de Nantes, Nantes, France
| | - Mathilde Nizon
- Service de Génétique Médicale, Centre Hospitalier Universitaire de Nantes; Institut du Thorax, INSERM, CNRS, Université de Nantes, Nantes, France
| | - Luc Rigonnot
- Service de gynécologie obstétrique, Centre Hospitalier Sud Francilien, Corbeil Essonnes, France
| | - Fabienne Prieur
- Service de Génétique Clinique, CHU de Saint Etienne, Saint-Etienne, France
| | - Chloé Quélin
- Service de Génétique Clinique, CLAD Ouest, CHU Rennes, F-35033 RENNES, France
| | | | - Nicoletta Resta
- Department of Biomedical Sciences and Human Oncology (DIMO), Medical Genetics, University of Bari "Aldo Moro", Bari, Italy
| | - Annick Toutain
- Service de Génétique, Centre Hospitalier Universitaire de Tours; UMR 1253, iBrain, Université de Tours, Inserm, Tours, France
| | - Helene Verhelst
- Department of Pediatrics, Division of Pediatric Neurology, Ghent University Hospital, Ghent, Belgium
| | - Marie Vincent
- Service de Génétique Médicale, Centre Hospitalier Universitaire de Nantes; Institut du Thorax, INSERM, CNRS, Université de Nantes, Nantes, France
| | - Estelle Colin
- Service de Génétique Médicale, CHU d'Angers, Angers, France
| | | | - Michèle Granier
- Neonatology and Neonatal Intensive Care Unit, Centre Hospitalier Sud Francilien, Corbeil Essonnes, France
| | - Romulus Grigorescu
- Unité de Génétique du Développement fœtal, Département de Génétique et Embryologie médicales, CHU Paris Est, Hôpital d'Enfants Armand-Trousseau, Paris, France
| | - Julien Saada
- Service de Gynécologie-Obstétrique, Hôpital Antoine Béclère, AP-HP, Clamart, France
| | - Marie Gonzales
- Unité d'Embryofoetopathologie, Service d'Histologie-Embryologie-Cytogénétique, Hôpital Necker-Enfants Malades, APHP, Paris, France
| | - Anne Guiochon-Mantel
- Laboratoire de Génétique moléculaire, Pharmacogénétique et Hormonologie, Hôpital Bicêtre, APHP Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicêtre; Inserm UMR_S 1185, Faculté de médecine Paris Saclay, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicêtre, France
| | - Jean-Louis Bessereau
- Univ Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS UMR 5310, INSERM U 1217, Institut NeuroMyoGène, Lyon, France
| | - Marcel Tawk
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), UMR-1195, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicetre, France
| | - Ivo Gut
- CNAG-CRG, Centre for Genomic Regulation (CRG), Barcelona Institute of Science and Technology (BIST); Universitat Pompeu Fabra (UPF), Barcelona, Spain
| | - Cyril Gitiaux
- Unité de Neurophysiologie Clinique, Centre de référence des maladies neuromusculaires, Hôpital Necker Enfants Malades, APHP, Université de Paris, Paris, France
| | - Judith Melki
- Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), UMR-1195, Université Paris Saclay, Le Kremlin-Bicetre, France .,Unité de Génétique Médicale, Centre de référence des anomalies du développement et syndromes malformatifs d'Île-de-France, APHP, Le Kremlin Bicêtre, France
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