Otizm, sosyal etkileşimde bozukluk, dil, konuşma ve sözel olmayan ileti-şimde gerilik ile birlikte tekrarlayıcı ve stereotipik hareketler ile karakte-rize MSS’nin gelişimsel bir bozukluğudur.1-4 Otizm, kronik bir bozukluktur, yaşam boyu sü-rer, yaşla ve olgunlaşma ile semptomların gö-rünüm ve şiddetinde değişiklik görülür. Günü-müze kadar etiyolojisi tam olarak saptanama-mıştır.5,6

Bu makalede, otizm genetik bir hastalık mı, genetik bir hastalık ise hangi kalıtım tipine uy-gunluk göstermektedir, etiyoloji de genetiğin yeri ne orandadır, otizmde genetik ve genetik olmayan risk faktörleri nelerdir, otistik çocuk-larda bulunan kromozom anomalileri ne anla-ma gelmektedir, yapılan moleküler çalışmalar ve bulunan aday genler nelerdir sorularına ya-nıt aranacaktır.

Kanner, 1943 yılında otizmi doğumsal bir hastalık olarak tanımlamış, 1956 yılında ise ar-kadaşı Eisenberg ile birlikte otizmin anormal çocuk bakımına bir reaksiyon olarak ortaya çıktığını bildirmiştir.7,8 Yani çocuğun emosyo-nel ihtiyaçlarına yanıt vermeyen soğuk anne çocuklarında meydana geldiği şeklinde fikrini değiştirmiştir. Ancak daha sonraki yıllarda ya-pılan çalışmalarda bu durumu kanıtlayan bir sonuca ulaşılamamıştır. 1960-80 yıllarında bi-yolojik teori otizmin etiyolojisinde kabul gör-müştür. Bu teoride otizmin bilinen tıbbi bir hastalık veya doğum travması sonucu ortaya çıktığı kabul edilmiştir. Bu hastalarda mental gerilik ve epilepsinin yüksek sıklıkta görülmesi biyolojik temelli bir hastalık olduğuna kanıt sa-yılmış, otizmin MSS etkileyen bir veya daha fazla faktörün sebep olduğu bir davranış send-romu olduğu görüşü hakim olmuştur. Son yir-mi yıldan beri ise altta yatan biyolojik ve psi-kolojik olaylarda göz ardı edilmeksizin etiyo-lojide spesifik genetik faktörlerin rolünün bü-yük olduğu kabul edilmektedir. Otizmin etiyo-lojisinin anlaşılması için yapılan epidemiyolo-jik çalışmalarda otizmin kompleks bir etiyolo-jisinin olduğu sonucuna varılmıştır (Tablo I).

Otizmin bazı genetik hastalıklar ile ilişkili olduğu görülmüştür. Otistik hastaların %10-15’inde çeşitli genetik hastalıklar saptanmıştır9 (Tablo II). Frajil X sendromu ve Tüberoz Skle-roz hastalığı otizmle ilişkili en önemli genetik

 

* Anahtar Kelimeler: Otizm, genetik; Key Words: Autism,genetics; Alındığı Tarih: 14 Ocak 2004; Prof. Dr. Adnan Yüksel: İ.Ü.Cerrahpaşa Tıp Fakültesi, Temel Tıp Bilimleri Genetik ve Teratoloji, Araştırma ve Uygulama Merkezi (GETAM) Cerrahpaşa, İstanbul; Yazışma Adresi (Address): Yeşilyurt Cad: Bora Sitesi Ünal Apt. No: 12/6 Florya, İstanbul.

http://www.ctf.istanbul.edu.tr/dergi/online/2005v36/s1/051d1.pdf CERRAHPAŞA TIP DERGİSİ Cilt (Sayı) 36 (1) 36

Tablo I. Etiyolojik faktörler

 

Tablo II. Otizmin görüldüğü genetik hastalıklar

 

hastalıklardır.10 Frajil X sendromu, X kromo-zomunun uzun kolunun distalinde frajil bir böl-gede yer almasından dolayı bu ismi almıştır. Üçlü trinükleotid tekrar artışının görüldüğü di-namik mutasyon hastalığıdır. Hastalık duru-munda Xq27.3 de lokalize FMR1 geninin 5’ uçundaki tekrarlayan CGG dizi sayısı 200’ün üzerine çıkmaktadır. Genin promotor bölgesi-nin metilasyonundan dolayı gen bloke olmak-tadır. Otizmli hastaların %1-3’de görülmekte-dir. Hastalığın karakteristik fizik ve davranış bulguları vardır. Mental gerilik en önemli bul-gudur. Makrosefali, ince ve uzun yüz, geniş ve belirgin kulaklar, büyük testis, eklemlerde hi-perekstansibilite önemli fizik bulgulardır. Ay-rıca göz kontağı kuramama, kısa dikkat süresi, hiperaktivite, dokunmaya aşırı tepki, el çırpma, el ısırma gibi tipik davranış bulguları vardır. Otizmli hastalarda sık karşılaşılan diğer bir hastalık ise Tüberoz Sklerozdur. Değişken fe-notipik özellikler gösteren otozomal dominant bir hastalıktır. TSC1 (9q34) ve TSC2(16p13.3) genlerindeki mutasyonlar sonucu ortaya çık-maktadır. Otistik hastaların %0.8-3’de görül-mektedir. Konvülziyon (infantil spazm), korti-kal tüberler, hipomelanotik maküller, retinal nodüler hamartom, rabdomyom, tırnak fibrom-ları, renal anjiomyolipom, subependimal astro-sitom hastalığın önemli bulgularıdır. Son yıl-larda otizm prevelansında artış, kalıtsal olma-yan risk faktörlerinin üzerinde önemli tartışma başlatmıştır. Yapılan çalışmalarda bu risk fak-törlerinin önemli bir kısmının prenatal dönem-de etkili olduğu saptanmıştır.11-15 Prenatal dö-nemde; maternal infeksiyonların (sifiliz, su çi-çeği, herpes, kızamık, influenza gibi), maternal hastalıkların (diabet, venöz trombüs, hipotroi-di gibi), intrapartum ilaç kullanımının (thalido-mide, valproik asit gibi), genel anestezik ilaçla-rın kullanımının, postnatal dönemde de hipok-sik iskemik durumların, kafa travmalarının, ge-çirilen infeksiyonların (herpes, su çiçeği, kıza-mık, kızamıkcık, kabakulak gibi), kimyasal maddelerin, civa ve thimerosal içeren aşıların kullanımının otizm için risk faktörleri olduğu saptanmıştır.16-19 Ayrıca natural killer ve T hücre fonksiyonlarında azalma, immünglobulin düzeylerinde farklılaşma gibi immunolojik fak-törlerin, nöropeptit ve nörotropin seviyelerinde farklılaşma, serotonin artışı, endojen opioidler-de (enkefalin, endorfin) ve dopamin düzeyle-rindeki değişkenliklerin ve de başta amigdala ve serebellum olmak üzere hipokampus, singu-lat, parietal lop, beyin sapı, talamus ve frontal lop yapı değişikliklerinin hastalığın gelişme-sinde önemli olduğu saptanmıştır.21,22

Son yıllarda yapılan çalışmalarda olguların çoğunda genetik etiyoloji için önemli deliller saptanmıştır. Bu delillerden birincisi ikiz çalış-malarında monozigot ve dizigot ikizler arasın-daki konkordans oranlarında çok büyük farklı-lık, ikincisi ise kardeşlerdeki tekrarlama riski-nin toplum riskine göre oldukça yüksek saptan-masıdır. Bilindiği gibi monozigot (MZ) ikizler genlerin tümünü, dizigot (DZ) ikizler ise gen-lerin yarısını paylaşmaktadırlar. MZ ikizlerde konkordans oranı %100 ulaştığı zaman olayın tamamen genetik olduğu kabul edilmektedir. Yapılan çalışmalarda; MZ ve DZ’lerde kon-kordans oranları oldukça farklı bulunmuştur.23-Ocak-Mart 2005 OTİZM GENETİĞİ; YÜKSEL 37

25 (Tablo III). Otizmde MZ konkordans oranı %100 olmaması ve de MZ ikizlerde, DZ ikizle-re göre konkordans oranının çok yüksek olması hastalığın etiyolojisinde kalıtsal ve çevresel faktörlerin etkili olduğunu göstermektedir. O-tizmin genetik bir hastalık olabileceğine 2. ka-nıt aile çalışmalarından gelmektedir. Otizmli hastaların kardeşlerindeki risk %2-6 arasında bulunmuştur. Oranın toplum riskine göre 30-150 kat arttığı saptanmıştır.

Tablo III. İkiz çalışmalarında saptanan konkordans oranları

 

Otizmin kalıtım modeli hakkında yapılan incelemelerde, araştırmacılar sırası ile babadan erkek çocuğa geçişin olduğunu, daha sonra hastalığın otozomal resesif kalıtım tipine uy-gunluk gösterdiğini, daha sonrada otozomal dominant kalıtıma uyduğunu, ekspresivite ve penetrans yokluğunun önemli olduğunu bildir-mişlerdir.1,26,27 Daha sonraki çalışmalarda ise otizmin, çok sayıda genin olaya katılması ve de çevresel faktörlerin etkileşimi sonucu ortaya çıktığı gösterilmiştir. Bu araştırmaların sonu-cunda otizmin eşik değerli Mültifaktöryel kompleks genetik bir hastalık olabileceği sonu-cuna varılmıştır (Tablo IV).

Otizmde duyarlı genlerin saptanması altta yatan patofizyolojinin anlaşılmasında önemli ipuçları sağlayacaktır. Bu amaçla otistik hasta-larda, 1-Kromozom anomalilerinin saptanması, 2-İlişki (asosiasyon) çalışmaları, 3-Genetik bağlantı analizleri hastalığın moleküler meka-nizmasının ortaya çıkarılmasında önemli-dir.28,29 Otizmde çok sayıda genin etkilenmiş olması ve her bir genin de kısmi etkisinin bu-lunması nedeniyle bu genlerin lokalizasyon ve klonlama çalışmaları oldukça güç bir şekilde ilerlemektedir. Diğer önemli bir zorluk ise ay-nı klinik bulguları olan birden fazla hastanın bulunduğu ailelerin azlığıdır (%1-3).

Tablo IV. Multifaktöriyel kalıtımın özellikleri

 

1- Hastalık belirgin bir şekilde ailevi olmakla beraber Mendelian kalıtım tipine uymamaktadır.  2- 1. derece akrabalardaki risk hastalığın toplumdaki sıklığının kare kökü kadardır, yani toplum riskinden %20-40 kat fazladır.  3- Risk 2.derece akrabalarda aniden düşer, fakat daha uzak akrabalarda riskteki azalma daha yavaştır.  4- Birden fazla aile bireyi hasta ise tekrarlama riski daha yüksektir.  5- Hastalığın ciddiyeti arttıkça tekrarlama riski artmaktadır.  6- Hastalık özellikle bir cinsiyette daha fazla görülüyorsa, daha az duyarlı cinsiyetteki hastaların akrabalarında risk daha fazladır.  7- Anne baba akraba olduklarında risk artmaktadır.   

 

Kromozom Anomalilerin Saptanması: Hastalığa predispozan genlerin haritalama ve saptanmasında özellikle faydalıdır. Bu anoma-liler; terminal ve interstisyel delesyon, dengeli ve dengesiz translokasyonlar, inversiyonlar, markır kromozomlar, kromozom sayı anomali-leri şeklindedir.30,31 Kromozom 14 ve 20 dışın-da tüm kromozomlarda çeşitli anomaliler bu-lunmuştur. Otistik hastalarda %3 oranında kro-mozom anomalisi saptanmaktadır. Özellikle 15. ve X kromozom anomalileri en sık saptan-mıştır.32-35 Bazı olgularda kromozom frajil böl-gelerinde sayısal artış ve submikroskopik de-lesyonlar saptanmıştır. Multipleks otistik aile-lerde ise oldukça az sitogenetik anomali bildi-rilmiştir. Ashley-Koch ve ark. 3 kardeşin, an-nelerinden kalıtılan 7q da parasentrik inversi-yon taşıdıklarını bildirmiştir.32 Bu ailede iki erkek çocukta otizm, kız çocukta ise dil sorunu saptamıştır. Bu tür aileler aile bağlantı analizi için oldukça yararlı bir grubu oluşturmaktadır-lar. 15. kromozom anomalili otistik hastaların çoğunda mental gerilik ve epilepsi saptanmış-tır. En sık 15q11-13 bölgesinin interstisyel duplikasyonu ve delesyonu saptanmıştır. Bu bölge aynı zamanda Prader Willi ve Angelman CERRAHPAŞA TIP DERGİSİ Cilt (Sayı) 36 (1) 38

sendromları içinde kritik bölgedir. Bu bölgede-ki gen özelliklerinin bilinmesi otizm patofizyo-lojisinin daha iyi bilinmesine neden olacaktır. Normalde her birey bir çift kromozomundan birini anneden diğerini babadan almaktadır. Nadir durumlarda bir çift kromozom yada seg-menti aynı ebeveynden kalıtılabilmektedir. Bu duruma Uniparental Dizomi (UPD) denmekte-dir. Bazı genler kalıtıldıkları ebeveynin cinsi-yetine göre mayoz bölünme sırasında baskıla-nabilmektedir ki bu duruma da Genomik Imp-rinting denmektedir. Normalde baskılanmış bir gen taşıyan kromozomun eşi, aynı geni aktif olarak taşır, ancak kişi UPD nedeniyle baskıla-nabilme özelliğine sahip geni yalnızca annesin-den veya babasından kalıtmış ise o gene ait ürün hiç veya iki kat oluşacaktır. İşte otistik davranışlara benzer klinik özellik gösteren An-gelman sendromunda paternal UPD durumun-da maternal genler hiç olmayacaktır, paternal de baskılandığı için hastalık ortaya çıkmakta-dır. Ancak otizmde bu mekanizmanın olabile-ceği bildirilmesine rağmen henüz ispatlanma-mıştır.

İlişki Çalışmaları: Bu çalışmalardaki amaç spesifik DNA parçalarının izolasyonudur. Spe-sifik alellerin, hastalarda şans ile saptanandan daha sık olarak mevcut olup olmadığı belirle-nir. Bu amaç ile klonlanmak istenen DNA par-çasının oluşturduğu protein bilindiğinde fonk-siyonel klonlama, ilgili DNA parçasının oluş-turduğu protein bilinmediğinde ise pozisyonel klonlama çalışmaları yapılmaktadır. Pozisyo-nel klonlamada ilk basamak genetik haritalama tekniklerinden biri (Aile bağlantı çalışmaları, Gen dosaj yöntemi, In situ hibridizasyon, Kro-mozom ayrımı yöntemi gibi) kullanılarak ilgili genin kromozomal lokalizasyonu saptanmakta daha sonra polimorfik DNA dizileri (flanking DNA markırları) referans noktalar olarak kul-lanılarak ara DNA parçaları (intervening DNA) fonksiyonel genin bulunup bulunmadığı bakımından incelenmektedir. İlgilenilen genin klonlanması ile bir taraftan hasta kişilerdeki mutasyonlar saptanmakta diğer taraftan nükle-otid dizisinin ortaya koyduğu protein dağılımı ve fonksiyonu öğrenilmektedir. Otistik çocuk-larda yapılan genetik haritalama çalışmalarında en duyarlı alanın 7q bölgesi olduğu görülmüş-tür.36-38 Bu bölgede yapılan klonlama çalışma-ları sonucu RELN, FOXP2, WNT2, HOXA1, HOXB1 genlerinin otizmden sorumlu olabile-ceği bildirilmiştir.39,40 Otistik çocuklarda 2. du-yarlı alanın 15 q11-13 bölgesi olduğu saptan-mıştır. Bu bölgede GABA reseptör gen küme-si; alfa 5, beta 3, gama 3 reseptör subünite genleri mevcuttur.41 Ayrıca bu bölgede yer alan UBE3A ve ATP10C genlerinin de sorum-lu olduğu bildirilmiştir. Yine bazı otistik hasta-larda yapılan çalışmalarda tam kan, trombosit ve idrar serotonin (5-HT) seviyelerinde artış saptanmıştır. Bazı hastalarda ise serotonin re-uptake inhibitörleri ile bazı otistik semptomla-rın iyileştiği gösterilmiştir.

Serotonin üzerinden gidilen çalışmalar so-nunda, 17. kromozomda yer alan serotonin transporter geni ve serotonin 2A reseptör geni promotor bölge polimorfizmleri ve çeşitli mu-tasyonlar saptanmıştır.42-44 Yapılan diğer çalış-malarda 3. kromozomda, GAT ve OXTR geni, X kromozomunda MeCP2, NLG3, NLG4 gen-lerinin otizmden sorumlu genler olduğu bildi-rilmiştir. Ayrıca adenylosuccinate lyase, ade-nosine deaminase, engrailed 2, HLA bölgesi genleri, HRAS1, mitokondrial lysine tRNA ve NF 1 genleri ile bireysel çalışmalarda bağlantı gösterilmiştir.45-47

Bağlantı Analizleri: Aynı kromozom üze-rinde birbirine yakın fakat ayrı ayrı loküslere yerleşmiş iki gen bağlı konumdadır. Bu iki lo-küsteki genler bağlantı nedeniyle gametlere ba-ğımsız olarak değil de birlikte gitme eğilimi gösterirler. Dolayısı ile bir genin ilgili kromo-zomdaki yeri biliniyor ise bağlantı gösteren di-ğer genin bu kromozom üzerindeki yeride he-saplanabilir. Bu tür çalışmalarda bir aile de bir-den fazla etkilenmiş olguya ihtiyaç vardır. E-ğer hasta iki kardeş şans ile olandan daha fazla oranda bir markırın bir alelini paylaşıyor ise bu loküs bu hastalıkla ilişkilidir denir. Sonuçta iki loküs arasındaki bağlantının varlığı farklı aile-lerden gelen bilgilerin hepsi birleştirilerek ola-sılık hesabı yapılmaktadır (Lod skor). Aile bağlantı çalışmalarında biri markır (kan grup-ları, enzimler, mikro satellit, mini satellit gibi) olarak kullanılan diğeri söz konusu hastalık için kullanılan iki loküs ele alınmaktadır. Ocak-Mart 2005 OTİZM GENETİĞİ; YÜKSEL 39

Son yıllarda otizmde duyarlı loküsleri belir-lemek amacı ile multipleks ailelerde tüm ge-nom bağlantı çalışmaları başlatılmıştır. Günü-müze kadar 6 ayrı çalışma grubu araştırmaları-nı sürdürmektedir. Bu çalışmaların ilki Inter-national Molecular Genetics Study of Autism Consorcium (IMGSAC) tarafından yapılmış-tır.38 Toplam 99 otizmli ailede 1354 markır ile 6 kromozom bölgesine (4, 7, 10, 16, 19 ve 22) maksimum lod skor 1’den büyük olacak şekil-de bağlantı sağlanmıştır. En yüksek bağlantı 7q bölgesinde D7S530 ve D7S684 (Maksimum Lod Scor –MLS-,2.53) markırları ile sağlan-mıştır. Daha sonra Paris Autism Research In-ternational Sibpair Study grubu tarafından 51 multipleks ailede 264 mikrosatellit markır kul-lanılarak yapılan çalışmada 11 kromozom (2, 4, 5, 6, 7, 10, 15, 16, 18, 19 ve X) bölgesinde bağlantı saptanmıştır.48 En önemli bağlantı 6q bölgesinde D6S283 (MLS; 2.23) markırı ile sağlanmıştır. Bu çalışmada duyarlı olarak sap-tanan 2q, 7q, 16p, 19p bölgelerinin IMGSAC ile örtüşmekte olduğu görülmüştür.Yukarıdaki iki grup ile birlikte bu konuda çalışma yapan 6 araştırma grubu günümüze kadar çeşitli kro-mozom bölgelerinde çeşitli markırlar ile bağ-lantı sağlamışlardır (Tablo V).

Tablo IV. Otistik hastalarda bağlantı saptanan kromozom bölgeleri ve belirteçler

 

Günümüze kadar gerek ilişki, gerekse bağ-lantı çalışmaları sonucunda Otizmden sorumlu genler konusunda henüz bir birliktelik saptana-mamıştır. Bu çalışmalarda farklı genetik mar-kırların kullanılması, istatistik analizlerinin farklı olması, hasta gruplarının farklı olması, tanı kriterlerinin farklılığı, hastalığın genetik heterojenite göstermesi, genlerin zayıf etki göstermesi birlikteliğin sağlanamamasında çok önemli etkenlerdir.

Hastalık multifaktöryel, kompleks ve gene-tik heterojenite gösteren bir hastalık olduğu için benzer fenotipli çok sayıda bireyin tutul-duğu geniş ailelerin saptanması ve iyi bir kli-nik sınıflama ile seçilen olgularda yapılacak çalışmalar duyarlı genlerin saptanmasında ko-laylık sağlayacak, olay daha ileriye götürüle-cek ve pek yakında amacına ulaşacaktır.

ÖZET

Otizm merkezi sinir sisteminin gelişimsel bir bozukluğudur. Günümüze kadar etiyolojisi tam olarak saptanamamıştır. Otizmin bazı tip-leri tek başına veya genetik sendromun bir par-çası olarak kalıtsal olmakla birlikte bir kısmı çevresel faktörler ile ortaya çıkmaktadır.

Günümüze kadar yapılan aile ve ikiz çalış-maları hastalığın etiyolojisinde genetik faktör-lerin önemli bir rol oynadığını göstermiştir. Hastalığın hem lokus hem de allelik heterojeni-te gösterdiği, kalıtım tipinin ise eşik değerli multifaktöryel kalıtım modeli ile uygunluk gösterdiği saptanmıştır.

Günümüzde otizm genetiğiyle ilgili, kromo-zom anomalilerinin incelenmesi, ilişki çalış-maları ve genetik bağlantı analiz çalışmaları hızlı bir şekilde devam etmektedir. Otistik ol-gularda hem yapısal hem de sayısal çok sayıda kromozom anomalisi bildirilmiştir. İlişki ve genetik bağlantı çalışmalarında hasta seçme kriterlerinin farklı olması, farklı genetik mar-kırların kullanılması, genetik harita ve istatis-tik analizlerinin değişkenliğinden dolayı farklı sonuçlar bulunmuştur. Bununla birlikte 7 kro-mozom bölgesinde (2, 3, 7, 11, 15, 17, X kro-mozomları) maksimum Lod skor anlamlı bu-lunmuştur. Günümüzde otistik hastalarda, kro-mozom 3’te GAT1 ve OXTR, kromozom 7’de FOXP2, WNT2, RELN, HOXA1 ve HOXB1, kromozom 11’de HRAS, kromozom 15’de GABRB3, GABRA5, GABRG3, UBE3A ve ATP10C, kromozom 17’de 5-HTT, kromozom X’de MeCP2, NLGN3 ve NLGN4 genlerinde CERRAHPAŞA TIP DERGİSİ Cilt (Sayı) 36 (1) 40

çeşitli değişiklikler saptanmış olup bu genler üzerinde yoğun çalışmalar sürmektedir.

 

Adnan YÜKSEL