ISSN 1668-2793 DOCUMENTOS DE EVALUACIÓN DE TECNOLOGÍAS SANITARIAS Secuenciación de Exoma Completo para pacientes con Discapacidad Intelectual/Retraso Mental o TEA Whole Exome Sequencing for Patients with Intellectual Disability/Mental Retardation or ASD Informe de Respuesta Rápida N 320 Ciudad de Buenos Aires / Argentina / info@iecs.org.ar / www.iecs.org.ar Noviembre de 2013
El Instituto de Efectividad Clínica y Sanitaria (IECS) es una institución independiente, sin fines de lucro, formada por un grupo de profesionales provenientes de las ciencias médicas y de las ciencias sociales dedicados a la investigación, educación y cooperación técnica para las organizaciones y los sistemas de salud. Su propósito es mejorar la eficiencia, equidad, calidad y sustentabilidad de las políticas y servicios de salud. Autores Dra. Natalie Soto Dra. Analía López Dr. Andrés Pichón-Riviere Dr. Federico Augustovski Dr. Sebastián García Martí Dra. Andrea Alcaraz Dr. Ariel Bardach Dr. Agustín Ciapponi Dr. Demián Glujovsky Agradecemos a la Dra. Florencia Petracchi por su revisión como especialista en genética Financiamiento: esta evaluación fue realizada gracias a los aportes de entidades públicas, organizaciones no gubernamentales y empresas de medicina prepaga para el desarrollo de documentos de Evaluación de Tecnologías Sanitarias. Conflicto de interés: los autores han indicado que no tienen conflicto de interés en relación a los contenidos de este documento. Informe de Respuesta Rápida: este modelo de informe constituye una respuesta rápida a una solicitud de información. La búsqueda de información se focaliza principalmente en fuentes secundarias (Evaluaciones de Tecnologías Sanitarias, revisiones sistemáticas y meta-análisis, guías de práctica clínica, políticas de cobertura) y los principales estudios originales. No implica necesariamente una revisión exhaustiva del tema, ni una búsqueda sistemática de estudios primarios, ni la elaboración propia de datos. Esta evaluación fue realizada en base a la mejor evidencia disponible al momento de su elaboración. No reemplaza la responsabilidad individual de los profesionales de la salud en tomar las decisiones apropiadas a la circunstancias del paciente individual, en consulta con el mismo paciente o sus familiares y responsables de su cuidado. Este documento fue realizado a pedido de las instituciones sanitarias de Latinoamérica que forman parte del consorcio de evaluación de tecnologías de IECS. Informe de Respuesta Rápida Nº 320 Secuenciación de Exoma Completo para pacientes con DIscapacidad Intelectual/Retraso Mental o TEA Fecha de realización: Noviembre de 2013 ISSN 1668-2793 Copias de este informe pueden obtenerse del Instituto de Efectividad Clínica y Sanitaria, Ciudad de Buenos Aires, Argentina. Tel./Fax: (+54-11) 4777-8767. www.iecs.org.ar / info@iecs.org.ar IECS Instituto de Efectividad Clínica y Sanitaria. Derechos reservados. Este documento puede ser libremente utilizado solo para fines académicos. Su reproducción por o para organizaciones comerciales solo puede realizarse con la autorización expresa y por escrito del Instituto.
DEPARTAMENTO DE EVALUACIÓN DE TECNOLOGÍAS SANITARIAS Y ECONOMÍA DE LA SALUD Dirección Dr. Andrés Pichón-Riviere Dr. Federico Augustovski Coordinación Dr. Sebastián García Martí Dra. Andrea Alcaraz Investigadores Dr. Ariel Bardach Dra. Viviana Brito Dr. Agustín Ciapponi Lic. Daniel Comandé Dr. Demián Glujovsky Dr. Lucas Gonzalez Dra. Analía López Dra. Cecilia Mengarelli Dra. Virginia Meza Dr. Martín Oubiña Dr. Alejandro Regueiro Dra. Lucila Rey Ares Dra. Marina Romano Dra. Anastasia Secco Dra. Natalie Soto Lic. Daniela Moraes Morelli Lic. María Urtasun Lanza Para Citar este informe: Soto N, López A, Pichón-Riviere A, Augustovski F, García Martí S, Alcaraz A, Bardach A, Ciapponi A, Glujovsky D, López A. Secuenciación de Exoma Completo para pacientes con Discapacidad Intelectual/Retraso Mental o TEA. Documentos de Evaluación de Tecnologías Sanitarias, Informe de Respuesta Rápida N 320, Buenos Aires, Argentina. Noviembre de 2013. Disponible en www.iecs.org.ar. Documentos de Evaluación de Tecnologías Sanitarias pág. 3
RESUMEN Secuenciación de Exoma Completo para pacientes con DIscapacidad Intelectual/Retraso Mental o TEA Introducción La Discapacidad Intelectual o Retraso del Desarrollo (DI/RD), y los Trastornos del Espectro Autista (TEA) son trastornos del neurodesarrollo que se definen por la presencia de alteraciones en el funcionamiento del cerebro que afectan el comportamiento, la memoria, o la capacidad de aprendizaje de un niño. La DI se caracteriza por la presencia de déficits en el funcionamiento intelectual y adaptativo. La prevalencia estimada es de 10/1.000 personas. Los TEA se caracterizan por alteraciones en la socialización, la comunicación y el comportamiento. Su prevalencia es de 60 70/10.000 personas. La etiopatogenia de la DI/RD y los TEA es multifactorial, por lo que su diagnóstico es clínico a través de entrevistas estructuradas o tests específicos. Se indica la evaluación genética para asesoramiento reproductivo y para identificar tratamientos específicos y anomalías genéticas con vulnerabilidades médicas. Se realiza habitualmente con cariotipificación con bandeo-g con un rendimiento diagnóstico aproximado del 3%. En ocasiones se agrega hibridación fluorescente in situ (FISH, del inglés fluorescent in situ hybridization) con sondas subteloméricas, incrementándose el rendimiento un 3% adicional. En los últimos años, es de utilización creciente la evaluación con microarrays cromosómicos, alcanzándose identificación etiológica en hasta el 27% de los casos en algunos grupos de estos pacientes. Se postula el uso de Secuenciación de Exoma Completo por técnicas de nueva generación para la identificación etiológica en pacientes con DI/RM o TEA en los que los resultados de los tests mencionados y otros que estuvieran indicados fueran negativos. Tecnología La secuenciación de exoma completo (WES, del inglés Whole Exome Sequencing) y la Secuenciación de Genoma Completo (WGS, del inglés Whole Genome Sequencing) pertenecen a las tecnologías de Secuenciación de Nueva Generación (NGS, del inglés Next Generation Sequencing) o de Secuenciación Masiva en Paralelo (MPS, del inglés massively parallel sequencing) que permiten la rápida secuenciación de grandes cantidades de segmentos de ADN. La WGS implica la determinación de la secuencia de la mayor parte del contenido de ADN que forma el genoma completo de un individuo. La WES es una alternativa de menor costo. El exoma comprende aproximadamente el 1% del genoma y es el componente codifica para la producción de proteínas. Es, hasta el momento, el componente que más probablemente incluya mutaciones interpretables que derivan en Documentos de Evaluación de Tecnologías Sanitarias pág. 4
fenotipos clínicos. Tiene limitaciones. No detecta variantes en regiones regulatorias no codificantes ni detecta determinados tipos de mutaciones. Además, los métodos de captura exómica (para su posterior secuenciación) pueden no capturar todos los exones de un gen y una profundidad de cobertura insuficiente puede enmascarar una variante patogénica. La profundidad de cobertura es el número de lecturas o secuencias generadas a partir de un fragmento de ADN que se producen a nivel de una base nucleotídica. Una mayor profundidad de cobertura permite reducir el grado de error en la secuenciación. La interpretación de los resultados es compleja y no siempre puede resolverse. Adicionalmente, existe el potencial de hallazgos secundarios o incidentales, no relacionados con la indicación del test, pero de valor para el paciente. Su reporte y documentación en bases de datos es fuente de dilemas clínicos y éticos. Objetivo Evaluar la evidencia disponible acerca de la eficacia, seguridad y aspectos relacionados a las políticas de cobertura del uso de Secuenciación de Exoma completo en pacientes con Discapacidad Intelectual/Retraso Mental o Trastornos del Espectro Autista con resultados negativos en evaluaciones genéticas con otros tests. Métodos Se realizó una búsqueda en las principales bases de datos bibliográficas DARE, NHS EED en buscadores genéricos de Internet, agencias de evaluación de tecnologías sanitarias y financiadores de salud. Se priorizó la inclusión de revisiones sistemáticas, ensayos clínicos controlados aleatorizados (ECAs), evaluaciones de tecnologías sanitarias y económicas, guías de práctica clínica y políticas de cobertura de otros sistemas de salud. Resultados Se identificaron una ETS, una serie de casos, una GPC y una política de cobertura. Se identificaron una serie de casos, una política de cobertura, una guía de práctica clínica y una declaración de política. No se identificaron RS ni ETS. En una serie de 100 casos de pacientes con un CI menor a 50, publicada en el año 2012, se realizó WES a los pacientes y sus padres (tríos). Los pacientes ya habían sido sometidos a diagnósticos que incluían la realización de un perfil genómico con Microarrays de SNP, tests dirigidos a genes específicos y otros tests que estuvieran indicados, todos con resultado negativo. El rendimiento diagnóstico fue de 13% (se encontraron mutaciones en genes relacionados a DI/RM en 13 pacientes). En la guía para la evaluación de genética clínica en pacientes con TEA del Colegio Americano de Genética y Genómica Médica, revisada en el 2013, sólo se plantea que las tecnologías de secuenciación de nueva generación aumentarán el rendimiento diagnóstico etiológico en los Documentos de Evaluación de Tecnologías Sanitarias pág. 5
próximos años. Una financiadora de los Estados Unidos considera que la tecnología es experimental para todas las indicaciones. Conclusiones En la actualidad existe escasa evidencia que apoye el uso de WES para el diagnóstico etiológico en pacientes con DI/RM o TEA. El uso de esta tecnología en la práctica clínica diaria presenta, además, potenciales efectos negativos, desconocidos hasta el momento, y dilemas éticos relacionados a hallazgos incidentales en el análisis del material genético de los pacientes. Documentos de Evaluación de Tecnologías Sanitarias pág. 6
ABSTRACT Whole Exome Sequencing for Patients with Intellectual Disability/Mental Retardation or ASD Introduction Intellectual Disability or Developmental Delay (ID/DD), and Autism Spectrum Disorders (ASD) are neurodevelopmental disorders defined by the presence of alterations in the brain function affecting a child's behavior, memory or learning capacity. ID is characterized by the presence of intellectual and adaptative performance deficits. prevalence is estimated in 10/1,000 subjects. ASDs are characterized by socialization, communication and behavior disorders. Its prevalence is estimated in 60 70/10,000 subjects. ID/DD and ASD etiopathogenesis is multifactorial; therefore, their diagnosis is clinical and makes use of structured interviews or specific tests. Genetic testing for reproductive counseling and to identify specific treatments and genetic anomalies with medical vulnerabilities is indicated. It is generally carried out by g-banding kariotyping and it shows a diagnostic performance near 3%. Sometimes, fluorescent in situ hybridization (FISH) with subtelomeric probes is added, thus increasing performance by an additional 3 %. In the last past years, chromosomal microarray analysis has been increasingly used, achieving an etiological identification of up to 27% of the cases in some groups of patients. The use of Whole Exome Sequencing using new generation techniques is proposed for etiologic identification in patients with ID/DD or ASD where the results of the mentioned tests and others indicated had been negative. Technology Whole Exome Sequencing (WES) and Whole Genome Sequencing (WGS) belong to the Next Generation Sequencing (NGS) or Massively Parallel Sequencing (MPS) techniques which allow rapid sequencing of a great number of DNA segments. WGS implies determining the sequence of great part of the DNA content which forms the whole genome of an individual. WES is a less expensive alternative. The exome comprises approximately 1% of the genome and it is the component encoding protein production. So far, it is the component most likely to include interpretable mutations resulting in clinical phenotypes. It has its limitations. It does not detect variants in non-coding regulatory regions or certain types of mutations. In addition, the exome capturing methods (for later sequencing) may not capture all the exones in one gene and an insufficient depth of coverage may mask pathogenic variants. The depth of coverage is the number of readings or sequences generated from a DNA fragment produced at a nucleotide base level. A greater depth of coverage allows reducing the extent of the sequencing error. Its Documentos de Evaluación de Tecnologías Sanitarias pág. 7
Result interpretation is complex and cannot always be solved. Additionally, there is a potential of secondary or incidental findings, not related with the test indication, but of value for the patient. Its reporting and documenting in databases is a strong ethical and clinical dilemma. Purpose To assess the available evidence on the efficacy, safety and issues related with coverage policies on the use of Whole Exome Sequencing in patients with Intellectual Disability/Mental Retardation or Autism Spectrum Disorders with negative result in genetic evaluations using other tests. Methods A bibliographic search was carried out on the main databases: DARE, NHS EED, on Internet general search engines, in health technology evaluation agencies and health sponsors. Priority was given to the inclusion of systematic reviews; controlled, randomized clinical trials (RCTs); health technology assessments and economic evaluations; clinical practice guidelines and coverage policies of other health systems. Results One case series, one coverage policy, one clinical practice guideline and one policy statement were identified. No RCTs or SRs were identified. In one case series of 100 patients with an IQ below 50, published in 2012, WES was performed to the patients and parents (trios). The patients had already undergone diagnoses which included genomic profile using SNP Microarrays, tests targeted to specific genes and other indicated tests; all of them had a negative result. Diagnostic performance was 13% (ID/DD-related gene mutations were found in 13 patients). An American College of Medical Genetics and Genomics clinical genetic evaluation guideline for patients with ASD, reviewed in 2013, just states that new generation sequencing techniques will increase etiology diagnostic performance in the next few years. An US health sponsor considers this technology is experimental for all indications. Conclusions At present, there is scarce evidence supporting the use of WES for etiologic diagnosis in patients with ID/DD or ASD. Furthermore, the use of this technology in daily clinical practice presents negative potentially unknown effects to date as well as ethical dilemmas related to incidental findings in the analysis of genetic material in these patients. Documentos de Evaluación de Tecnologías Sanitarias pág. 8
RESUMO Sequenciamento Completo de Exoma para pacientes com Deficiência Intelectual/Atraso Mental ou TEA Introdução A Deficiência Intelectual ou Atraso do Desenvolvimento (DI/AR) e os Transtornos do Espectro Autista (TEA) são transtornos do neuro-desenvolvimento que se define pela presença de alterações no funcionamento do cérebro que afetam o comportamento, a memória, ou a capacidade de aprendizagem de uma criança. A DI caracteriza-se pela presença de déficits no funcionamento intelectual e adaptativo. A prevalência estimada é de 10/1.000 pessoas. Os TEA caracterizam-se por alterações na socialização, a comunicação e o comportamento. Sua prevalência é de 60 a 70/10.000 pessoas. A etiopatogenia da DI/AR e os TEA é multifatorial, pelo qual seu diagnóstico é clínico e através de entrevistas estruturadas ou testes específicos. Indica-se a avaliação genética para assessoramento reprodutivo e para identificar tratamentos específicos e anomalias genéticas com vulnerabilidades médicas. Realiza-se habitualmente com cardiotipificação com banda-g com um rendimento diagnóstico aproximado de 3%. Em ocasiões se agrega hibridização fluorescente in situ (FISH, do inglês fluorescente in situ hybridization) com sondas subteloméricas, incrementando-se 3% adicional no rendimento. Nos últimos anos, é de utilização crescente a avaliação com microarrays cromossômicos, alcançando-se identificação etiológica de até 27% dos casos em alguns grupos destes pacientes. Postula-se o uso de Sequenciamento Completo do Exoma por técnicas de nova geração para a identificação etiológica em pacientes com DI/AR ou TEA nos quais os resultados dos testes mencionados e outros que estiverem indicados sejam negativos. Tecnologia O sequenciamento completo do exoma (WES, do inglês Whole Exome Sequencing) e o sequenciamento completo do genoma (WGS, do inglês Whola Genome Sequencing) pertencem às tecnologias de Sequenciamento de Nova Geração (NGS, do inglês Next Generation Sequencing) ou de Sequenciamento Massivo em Paralelo (MPS, do inglês Massively Parllel Sequencing) que permitem o rápido sequenciamento de grandes quantidades de segmentos de DNA. O WGS implica a determinação da sequência da maior parte do conteúdo de DNA que forma o genoma completo de um indivíduo. O WES é uma alternativa de menor custo. P exoma compreende aproximadamente 1% do genoma e é o componente que codifica a produção de proteínas. É até o momento o componente que mais provavelmente inclua mutações interpretáveis que derivam em fenótipos Documentos de Evaluación de Tecnologías Sanitarias pág. 9
clínicos. Tem limitações. Não detecta variantes em regiões regulatórias não codificantes nem detecta determinados tipos de mutações. Ademais, os métodos de captura exomica (para seu posterior sequenciamento) podem não capturar todos os exones de um gene e uma profundidade de cobertura insuficiente pode mascarar uma variação patogênica. A profundidade de cobertura é o número de leituras ou sequências geradas a partir de um fragmento de DNA que se produz em nível de uma base nucleotídica. Uma maior profundidade de cobertura permite reduzir o grau de erro do sequenciamento. A interpretação dos resultados é complexa e nem sempre pode ser resolvida. Adicionalmente, existem os potenciais resultados secundários ou incidentes, não relacionados com a indicação do teste, mas de valor para o paciente. Seu reporte e documentação em bases de dados é fonte de dilemas clínicos e éticos. Objetivo Avaliar a evidencia disponível sobre a eficácia, segurança e aspectos relacionados às políticas de cobertura do uso do Sequenciamento Completo do Exoma em pacientes com Deficiência Intelectual/ Atraso Mental ou Transtornos do Espectro Autista com resultados negativos em avaliações genéticas com outros testes. Métodos Realizou-se uma busca nas principais bases de dados bibliográficos DARE, NHS EED, em buscadores genéricos de Internet, agências de avaliação de tecnologias sanitárias e financiadores de saúde. Priorizou-se a inclusão de revisões sistemáticas (RS), ensaios clínicos controlados aleatorizados (ECAs), avaliações de tecnologias em saúde (ATS) e econômicas, guias de práticas clínica (GPC) e políticas de cobertura de outros sistemas de saúde. Resultados Identificaram-se uma série de casos, uma política de cobertura, um guia de prática clinica e uma declaração de politica. Não se identificaram RS nem ATS. Numa série de 100 casos de pacientes com um CI menor a 50, publicada em 2012, se realizou WES aos pacientes e seus pais (trios). Os pacientes já haviam sido submetidos à diagnósticos que incluíam a realização de um perfil genômico com Microarrays de SNP, testes dirigidos a genes específicos e outros testes que estivessem indicados, todos com resultado negativo. O rendimento diagnóstico foi de 13% (encontraram-se mutações em genes relacionados a DI/AM em 13 pacientes. No guia para avaliação de genética clinica em pacientes com TEA do Colégio Americano de Genética e Genômica Médica, revisada em 2013, somente sugere que as tecnologias de sequenciamento de nova geração aumentarão o rendimento diagnóstico etiológico nos próximos anos. Documentos de Evaluación de Tecnologías Sanitarias pág. 10
Um financiador dos Estados Unidos considera que a tecnologia é experimental para todas as indicações. Conclusões Atualmente existe escassa evidencia que apoie o uso do WES para o diagnóstico etiológico em pacientes com DR/AM ou TEA. O uso desta tecnologia na prática clínica diária apresenta, ademais, potenciais efeitos negativos, desconhecidos até o momento, e dilemas éticos relacionados a resultados incidentais na análise de material genético dos pacientes. Documentos de Evaluación de Tecnologías Sanitarias pág. 11