Background

 Brugada syndrome (BrS) is a common heritable channelopathy. Mutations in the SCN5A-encoded sodium channel (BrS1) culminate in the most common genotype. 

Objective

 This study sought to perform a retrospective analysis of BrS databases from 9 centers that have each genotyped >100 unrelated cases of suspected BrS. 

Methods

 Mutational analysis of all 27 translated exons in SCN5A was performed. Mutation frequency, type, and localization were compared among cases and 1,300 ostensibly healthy volunteers including 649 white subjects and 651 nonwhite subjects (blacks, Asians, Hispanics, and others) that were genotyped previously. 

Results

 A total of 2,111 unrelated patients (78% male, mean age 39 ± 15 years) were referred for BrS genetic testing. Rare mutations/variants were more common among BrS cases than control subjects (438/2,111, 21% vs. 11/649, 1.7% white subjects and 31/651, 4.8% nonwhite subjects, respectively, P <10⁻⁵³). The yield of BrS1 genetic testing ranged from 11% to 28% (P = .0017). Overall, 293 distinct mutations were identified in SCN5A: 193 missense, 32 nonsense, 38 frameshift, 21 splice-site, and 9 in-frame deletions/insertions. The 4 most frequent BrS1-associated mutations were E1784K (14×), F861WfsX90 (11×), D356N (8×), and G1408R (7×). Most mutations localized to the transmembrane-spanning regions. 

Conclusion

 This international consortium of BrS genetic testing centers has added 200 new BrS1-associated mutations to the public domain. Overall, 21% of BrS probands have mutations in SCN5A compared to the 2% to 5% background rate of rare variants reported in healthy control subjects. Additional studies drawing on the data presented here may help further distinguish pathogenic mutations from similarly rare but otherwise innocuous ones found in cases.

Abstract We present, on behalf of EuroGentest and the European Society of Human Genetics, guidelines for the evaluation and validation of next-generation sequencing (NGS) applications for the diagnosis of genetic disorders. The work was performed by a group of laboratory geneticists and bioinformaticians, and discussed with clinical geneticists, industry and patients’ representatives, and other stakeholders in the field of human genetics. The statements that were written during the elaboration of the guidelines are presented here. The background document and full guidelines are available as supplementary material. They include many examples to assist the laboratories in the implementation of NGS and accreditation of this service. The work and ideas presented by others in guidelines that have emerged elsewhere in the course of the past few years were also considered and are acknowledged in the full text. Interestingly, a few new insights that have not been cited before have emerged during the preparation of the guidelines. The most important new feature is the presentation of a ‘rating system’ for NGS-based diagnostic tests. The guidelines and statements have been applauded by the genetic diagnostic community, and thus seem to be valuable for the harmonization and quality assurance of NGS diagnostics in Europe.

Background— Genetic testing for long-QT syndrome (LQTS) has diagnostic, prognostic, and therapeutic implications. Hundreds of causative mutations in 12 known LQTS-susceptibility genes have been identified. Genetic testing that includes the 3 most commonly mutated genes is available clinically. Distinguishing pathogenic mutations from innocuous rare variants is critical to the interpretation of test results. We sought to quantify the value of mutation type and gene/protein region in determining the probability of pathogenicity for mutations. Methods and Results— Type, frequency, and location of mutations across KCNQ1 (LQT1), KCNH2 (LQT2), and SCN5A (LQT3) were compared between 388 unrelated “definite” (clinical diagnostic score ≥4 and/or QTc ≥480 ms) cases of LQTS and >1300 healthy controls for each gene. From these data, estimated predictive values (percent of mutations found in definite cases that would cause LQTS) were determined according to mutation type and location. Mutations were 10 times more common in cases than controls (0.58 per case versus 0.06 per control). Missense mutations were the most common, accounting for 78%, 67%, and 89% of mutations in KCNQ1 , KCNH2 , and SCN5A in cases and >95% in controls. Nonmissense mutations have an estimated predictive value >99% regardless of location. In contrast, location appears to be critical for characterizing missense mutations. Relative frequency of missense mutations between cases and controls ranged from ≈1:1 in the SCN5A interdomain linker to infinity in the pore, transmembrane, and linker in KCNH2. These correspond to estimated predictive values ranging from 0% in the interdomain linker of SCN5A to 100% in the transmembrane/linker/pore regions of KCNH2. The estimated predictive value is also high in the linker, pore, transmembrane, and C terminus of KCNQ1 and the transmembrane/linker of SCN5A. Conclusions— Distinguishing pathogenic mutations from rare variants is of critical importance in the interpretation of genetic testing in LQTS. Mutation type, mutation location, and ethnic-specific background rates are critical factors in predicting the pathogenicity of novel mutations. Novel mutations in low-estimated predictive value regions such as the interdomain linker of SCN5A should be viewed as variants of uncertain significance and prompt further investigation to clarify the likelihood of disease causation. However, mutations in regions such as the transmembrane, linker, and pore of KCNQ1 and KCNH2 may be defined confidently as high-probability LQTS-causing mutations. These findings will have implications for other genetic disorders involving mutational analysis.

AimPeripartum cardiomyopathy (PPCM) can be an initial manifestation of familial dilated cardiomyopathy (DCM). We aimed to identify mutations in families that could underlie their PPCM and DCM.

The shift to a genotype-first approach in genetic diagnostics has revolutionized our understanding of neurodevelopmental disorders, expanding both their molecular and phenotypic spectra. Kleefstra syndrome (KLEFS1) is caused by EHMT1 haploinsufficiency and exhibits broad clinical manifestations. EHMT1 encodes euchromatic histone methyltransferase-1-a pivotal component of the epigenetic machinery. We have recruited 209 individuals with a rare EHMT1 variant and performed comprehensive molecular in silico and in vitro testing alongside DNA methylation (DNAm) signature analysis for the identified variants. We (re)classified the variants as likely pathogenic/pathogenic (molecularly confirming Kleefstra syndrome) in 191 individuals. We provide an updated and broader clinical and molecular spectrum of Kleefstra syndrome, including individuals with normal intelligence and familial occurrence. Analysis of the EHMT1 variants reveals a broad range of molecular effects and their associated phenotypes, including distinct genotype-phenotype associations. Notably, we showed that disruption of the "reader" function of the ankyrin repeat domain by a protein altering variant (PAV) results in a KLEFS1-specific DNAm signature and milder phenotype, while disruption of only "writer" methyltransferase activity of the SET domain does not result in KLEFS1 DNAm signature or typical KLEFS1 phenotype. Similarly, N-terminal truncating variants result in a mild phenotype without the DNAm signature. We demonstrate how comprehensive variant analysis can provide insights into pathogenesis of the disorder and DNAm signature. In summary, this study presents a comprehensive overview of KLEFS1 and EHMT1, revealing its broader spectrum and deepening our understanding of its molecular mechanisms, thereby informing accurate variant interpretation, counseling, and clinical management.

Abstract Sequence-based genetic testing identifies causative variants in ~ 50% of individuals with developmental and epileptic encephalopathies (DEEs). Aberrant changes in DNA methylation are implicated in various neurodevelopmental disorders but remain unstudied in DEEs. We interrogate the diagnostic utility of genome-wide DNA methylation array analysis on peripheral blood samples from 582 individuals with genetically unsolved DEEs. We identify rare differentially methylated regions (DMRs) and explanatory episignatures to uncover causative and candidate genetic etiologies in 12 individuals. Using long-read sequencing, we identify DNA variants underlying rare DMRs, including one balanced translocation, three CG-rich repeat expansions, and four copy number variants. We also identify pathogenic variants associated with episignatures. Finally, we refine the CHD2 episignature using an 850 K methylation array and bisulfite sequencing to investigate potential insights into CHD2 pathophysiology. Our study demonstrates the diagnostic yield of genome-wide DNA methylation analysis to identify causal and candidate variants as 2% (12/582) for unsolved DEE cases.

Abstract Autosomal dominant CDK13 -related disease is characterized by congenital heart defects, dysmorphic facial features, and intellectual developmental disorder (CHDFIDD). Heterozygous pathogenic variants, particularly missense variants in the kinase domain, have previously been described as disease causing. Using the determination of a methylation pattern and comparison with an established episignature, we reveal the first hypomorphic variant in the kinase domain of CDK13, leading to a never before described autosomal recessive form of CHDFIDD in a boy with characteristic features. This highlights the utility of episignatures in variant interpretation, as well as a potential novel diagnostic approach in unsolved cases or for disease prognosis.

Perrault syndrome (PS) is a rare recessive disorder characterized by ovarian dysgenesis and sensorineural deafness. It is clinically and genetically heterogeneous, and previously mutations have been described in different genes, mostly related to mitochondrial proteostasis. We diagnosed three unrelated females with PS and set out to identify the underlying genetic cause using exome sequencing. We excluded mutations in the known PS genes, but identified a single homozygous mutation in the ERAL1 gene (c.707A>T; p.Asn236Ile). Since ERAL1 protein binds to the mitochondrial 12S rRNA and is involved in the assembly of the small mitochondrial ribosomal subunit , the identified variant represented a likely candidate. In silico analysis of a 3D model for ERAL1 suggested that the mutated residue hinders protein-substrate interactions, potentially affecting its function. On a molecular basis, PS skin fibroblasts had reduced ERAL1 protein levels. Complexome profiling of the cells showed an overall decrease in the levels of assembled small ribosomal subunit, indicating that the ERAL1 variant affects mitochondrial ribosome assembly. Moreover, levels of the 12S rRNA were reduced in the patients, and were fully rescued by lentiviral expression of wild type ERAL1. At the physiological level, mitochondrial respiration was markedly decreased in PS fibroblasts, confirming disturbed mitochondrial function. Finally, knockdown of the C. elegans ERAL1 homologue E02H1.2 almost completely blocked egg production in worms, mimicking the compromised fertility in PS-affected women. Our cross-species data in patient cells and worms support the hypothesis that mutations in ERAL1 can cause PS and are associated with changes in mitochondrial metabolism.