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Husson T, Lecoquierre F, Nicolas G, Richard AC, Afenjar A, Audebert-Bellanger S, Badens C, Bilan F, Bizaoui V, Boland A, Bonnet-Dupeyron MN, Brischoux-Boucher E, Bonnet C, Bournez M, Boute O, Brunelle P, Caumes R, Charles P, Chassaing N, Chatron N, Cogné B, Colin E, Cormier-Daire V, Dard R, Dauriat B, Delanne J, Deleuze JF, Demurger F, Denommé-Pichon AS, Depienne C, Dieux A, Dubourg C, Edery P, El Chehadeh S, Faivre L, Fergelot P, Fradin M, Garde A, Geneviève D, Gilbert-Dussardier B, Goizet C, Goldenberg A, Gouy E, Guerrot AM, Guimier A, Harzalla I, Héron D, Isidor B, Lacombe D, Le Guillou Horn X, Keren B, Kuechler A, Lacaze E, Lavillaureix A, Lehalle D, Lesca G, Lespinasse J, Levy J, Lyonnet S, Morel G, Jean-Marçais N, Marlin S, Marsili L, Mignot C, Nambot S, Nizon M, Olaso R, Pasquier L, Perrin L, Petit F, Pingault V, Piton A, Prieur F, Putoux A, Planes M, Odent S, Quélin C, Quemener-Redon S, Rama M, Rio M, Rossi M, Schaefer E, Rondeau S, Saugier-Veber P, Smol T, Sigaudy S, Touraine R, Mau-Them FT, Trimouille A, Van Gils J, Vanlerberghe C, Vantalon V, Vera G, Vincent M, Ziegler A, Guillin O, Campion D, Charbonnier C. Episignatures in practice: independent evaluation of published episignatures for the molecular diagnostics of ten neurodevelopmental disorders. Eur J Hum Genet 2024; 32:190-199. [PMID: 37872275 PMCID: PMC10853222 DOI: 10.1038/s41431-023-01474-x] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 2.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/10/2023] [Revised: 08/29/2023] [Accepted: 09/28/2023] [Indexed: 10/25/2023] Open
Abstract
Variants of uncertain significance (VUS) are a significant issue for the molecular diagnosis of rare diseases. The publication of episignatures as effective biomarkers of certain Mendelian neurodevelopmental disorders has raised hopes to help classify VUS. However, prediction abilities of most published episignatures have not been independently investigated yet, which is a prerequisite for an informed and rigorous use in a diagnostic setting. We generated DNA methylation data from 101 carriers of (likely) pathogenic variants in ten different genes, 57 VUS carriers, and 25 healthy controls. Combining published episignature information and new validation data with a k-nearest-neighbour classifier within a leave-one-out scheme, we provide unbiased specificity and sensitivity estimates for each of the signatures. Our procedure reached 100% specificity, but the sensitivities unexpectedly spanned a very large spectrum. While ATRX, DNMT3A, KMT2D, and NSD1 signatures displayed a 100% sensitivity, CREBBP-RSTS and one of the CHD8 signatures reached <40% sensitivity on our dataset. Remaining Cornelia de Lange syndrome, KMT2A, KDM5C and CHD7 signatures reached 70-100% sensitivity at best with unstable performances, suffering from heterogeneous methylation profiles among cases and rare discordant samples. Our results call for cautiousness and demonstrate that episignatures do not perform equally well. Some signatures are ready for confident use in a diagnostic setting. Yet, it is imperative to characterise the actual validity perimeter and interpretation of each episignature with the help of larger validation sample sizes and in a broader set of episignatures.
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Affiliation(s)
- Thomas Husson
- Univ Rouen Normandie, Inserm U1245 and CHU Rouen, Department of Psychiatry, F-76000, Rouen, France
- Department of Research, Centre hospitalier du Rouvray, Sotteville-Lès-Rouen, France
| | - François Lecoquierre
- Univ Rouen Normandie, Inserm U1245 and CHU Rouen, Department of Genetics and reference center for developmental disorders, F-76000, Rouen, France
| | - Gaël Nicolas
- Univ Rouen Normandie, Inserm U1245 and CHU Rouen, Department of Genetics and reference center for developmental disorders, F-76000, Rouen, France
| | - Anne-Claire Richard
- Univ Rouen Normandie, Inserm U1245 and CHU Rouen, Department of Genetics and reference center for developmental disorders, F-76000, Rouen, France
| | - Alexandra Afenjar
- APHP. Sorbonne Université, Centre de Référence Malformations et maladies congénitales du cervelet et déficiences intellectuelles de causes rares, département de génétique et embryologie médicale, Hôpital Trousseau, F-75012, Paris, France
| | | | - Catherine Badens
- Aix Marseille Univ, INSERM, MMG, Marseille, France; APHM, service de génétique, Marseille, France
| | - Frédéric Bilan
- CHU de Poitiers, Service de Génétique Médicale and Université de Poitiers, INSERM U1084, LNEC, F- 86000, Poitiers, France
| | - Varoona Bizaoui
- Service de génétique et neurodéveloppement, Pôle de Santé Mentale Enfant et Adolescent, Centre Hospitalier de l'Estran, Pontorson, France
| | - Anne Boland
- Université Paris-Saclay, CEA, Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), 91057, Evry, France
| | | | - Elise Brischoux-Boucher
- Centre de génétique humaine, CHU Besancon, Universite de Bourgogne Franche-Comte, Besancon, France
| | - Céline Bonnet
- Laboratoire de génétique médicale, CHRU Nancy, Nancy, France
- Université de Lorraine, INSERM UMR_S1256, NGERE, F-54000, Nancy, France
| | - Marie Bournez
- Centre de Génétique et Centre de Référence Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs, FHU TRANSLAD, Hôpital d'Enfants, CHU Dijon, Dijon, France
| | - Odile Boute
- CHU Lille, Clinique de génétique Guy Fontaine, F-59000, Lille, France
| | - Perrine Brunelle
- Univ. Lille, CHU Lille, ULR 7364 - RADEME - Institut de Génétique Médicale, F-59000, Lille, France
| | - Roseline Caumes
- CHU Lille, Clinique de génétique Guy Fontaine, F-59000, Lille, France
| | - Perrine Charles
- Département de génétique clinique, centre de référence des déficiences intellectuelles de causes rares, GHU Pitié Salpêtrière, Paris, France
| | | | - Nicolas Chatron
- Service de Génétique, Hospices Civils de Lyon, Lyon, France
- Institute NeuroMyoGène, Laboratoire Physiopathologie et Génétique du Neurone et du Muscle, CNRS UMR 5261 -INSERM U1315, Université de Lyon - Université Claude Bernard Lyon 1, Lyon, France
| | - Benjamin Cogné
- Nantes Université, CNRS, INSERM, l'institut du thorax, F-44000, Nantes, France
- CHU Nantes, Service de Génétique Médicale, Nantes Université, CNRS, INSERM, l'institut du thorax, F-44000, Nantes, France
| | - Estelle Colin
- Service de Génétique Médicale, CHU Angers, Angers, France
| | - Valérie Cormier-Daire
- Service de médecine génomique des maladies rares, hôpital Necker Enfants Malades, Paris, France
- Université Paris Cité, INSERM UMR 1163, Institut Imagine, Paris, France
| | - Rodolphe Dard
- Génétique médicale, CHI Poissy-Saint-Germain-en-Laye, 78300, Poissy, France
| | - Benjamin Dauriat
- Service de cytogénétique et génétique médicale, Hôpital Mère Enfant, CHU Limoges, Limoges, France
| | - Julian Delanne
- Centre de Génétique et Centre de référence « Déficiences intellectuelles de causes rares », FHU TRANSLAD, Hôpital d'Enfants, CHU Dijon, Dijon, France
- Équipe GAD, INSERM UMR1231, Université de Bourgogne, Dijon, France
| | - Jean-François Deleuze
- Université Paris-Saclay, CEA, Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), 91057, Evry, France
| | | | - Anne-Sophie Denommé-Pichon
- Équipe GAD, INSERM UMR1231, Université de Bourgogne, Dijon, France
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic génomique des maladies rares, FHU-TRANSLAD, CHU Dijon, Bourgogne, Dijon, France
| | - Christel Depienne
- Institute of Human Genetics, University Hospital Essen, University Duisburg-Essen, Essen, Germany
| | - Anne Dieux
- CHU Lille, Clinique de génétique Guy Fontaine, F-59000, Lille, France
| | - Christèle Dubourg
- Service de Génétique Moléculaire et Génomique, CHU Pontchaillou, Rennes, France
- Université de Rennes, IGDR (Institut de Génétique et Développement), CNRS UMR 6290, INSERM ERL 1305, Rennes, France
| | - Patrick Edery
- Service de Génétique, Hospices Civils de Lyon, Lyon, France
- Université Claude Bernard Lyon 1, INSERM, CNRS, Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon CRNL U1028 UMR5292, Genetics of Neurodevelopment (GENDEV) Team, 69500, Bron, France
| | - Salima El Chehadeh
- Service de Génétique Médicale, Institut de Génétique Médicale d'Alsace (IGMA), Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France
- Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), INSERM U1258, CNRS-UMR7104, Université de Strasbourg, Illkirch-Graffenstaden, France
- Laboratoire de Génétique Médicale, UMRS 1112, Institut de Génétique Médicale d'Alsace (IGMA), Université de Strasbourg et INSERM, Strasbourg, France
| | - Laurence Faivre
- Centre de Génétique et Centre de référence « Déficiences intellectuelles de causes rares », FHU TRANSLAD, Hôpital d'Enfants, CHU Dijon, Dijon, France
- Équipe GAD, INSERM UMR1231, Université de Bourgogne, Dijon, France
| | - Patricia Fergelot
- Department of Medical Genetics, University Hospital of Bordeaux and INSERM U1211, University of Bordeaux, Bordeaux, France
| | - Mélanie Fradin
- Service de Génétique Clinique, Centre de Référence Anomalies du Développement de l'Ouest, CHU Rennes, Rennes, France
| | - Aurore Garde
- Centre de Génétique et Centre de référence « Déficiences intellectuelles de causes rares », FHU TRANSLAD, Hôpital d'Enfants, CHU Dijon, Dijon, France
- Équipe GAD, INSERM UMR1231, Université de Bourgogne, Dijon, France
| | - David Geneviève
- Université Montpellier, Inserm U1183, Montpellier, France
- Centre de référence anomalies du développement et syndromes malformatifs, Génétique Clinique, CHU Montpellier, Montpellier, France
| | | | - Cyril Goizet
- NRGEN team, Univ. Bordeaux, CNRS, INCIA, UMR 5287, EPHE, F-33000, Bordeaux, France
- Centre de Référence Maladies Rares Neurogénétique, Service de Génétique Médicale, Bordeaux University Hospital (CHU Bordeaux), Bordeaux, France
| | - Alice Goldenberg
- Univ Rouen Normandie, Inserm U1245 and CHU Rouen, Department of Genetics and reference center for developmental disorders, F-76000, Rouen, France
| | - Evan Gouy
- Service de Génétique, Hospices Civils de Lyon, Lyon, France
- Génétique et neurobiologie de C.elegans, MéLis (CNRS UMR 5284 -INSERM U1314), Institut NeuroMyogene, Université Claude Bernard Lyon 1, Lyon, France
| | - Anne-Marie Guerrot
- Univ Rouen Normandie, Inserm U1245 and CHU Rouen, Department of Genetics and reference center for developmental disorders, F-76000, Rouen, France
| | - Anne Guimier
- Service de médecine génomique des maladies rares - GHU Necker- Enfants malades, Paris, France
| | - Inès Harzalla
- Service de Génétique, CHU Hôpital Nord, Saint Etienne, France
| | - Delphine Héron
- APHP.Sorbonne Université, Département de Génétique, Hôpital Trousseau & Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière, Paris, France
| | - Bertrand Isidor
- Nantes Université, CNRS, INSERM, l'institut du thorax, F-44000, Nantes, France
- CHU Nantes, Service de Génétique Médicale, Nantes Université, CNRS, INSERM, l'institut du thorax, F-44000, Nantes, France
| | - Didier Lacombe
- Department of Medical Genetics, University Hospital of Bordeaux and INSERM U1211, University of Bordeaux, Bordeaux, France
| | - Xavier Le Guillou Horn
- CHU de Poitiers, Service de Génétique Médicale, F - 86000, Poitiers, France
- Université de Poitiers, CNRS 7348, LabCom I3M-Dactim mis / LMA, F-86000, Poitiers, France
| | - Boris Keren
- Département de génétique médicale, Hôpital Pitié-Salpêtrière, AP-HP.Sorbonne Université, 75013, Paris, France
| | - Alma Kuechler
- Institute of Human Genetics, University Hospital Essen, University Duisburg-Essen, Essen, Germany
| | - Elodie Lacaze
- Le Havre Hospital, Department of Medical Genetics, F 76600, Le Havre, France
| | - Alinoë Lavillaureix
- CHU Rennes, Service de Génétique Clinique, Centre de Référence Anomalies du développement, FHU GenOMedS, Univ Rennes, CNRS, INSERM, IGDR, UMR 6290, ERL U1305, Rennes, France
| | - Daphné Lehalle
- APHP.Sorbonne Université, Département de Génétique, Hôpital Trousseau & Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière, Paris, France
| | - Gaëtan Lesca
- Service de Génétique, Hospices Civils de Lyon, Lyon, France
| | - James Lespinasse
- UF de génétique médicale, Centre Hospitalier Métropole Savoie, BP 31135, 73011, Chambéry, France
| | - Jonathan Levy
- Genetics Department, AP-HP, Robert-Debré University Hospital, Paris, France
| | - Stanislas Lyonnet
- Service de médecine génomique des maladies rares, Hôpital Universitaire Necker-Enfants malades, APHP, Paris, France
- Laboratoire embryologie et génétique des malformations, Institut Imagine, UMR-II63, INSERM, Université Paris Cité, GHU Necker- Enfants malades, Paris, France
| | - Godeliève Morel
- Service de Génétique Clinique, Centre de Référence Anomalies du Développement de l'Ouest, CHU Rennes, Rennes, France
| | - Nolwenn Jean-Marçais
- CHU Rennes, Service de Génétique Clinique, Centre de Référence Anomalies du développement, FHU GenOMedS, Rennes, France
| | - Sandrine Marlin
- Service de médecine génomique des maladies rares - GHU Necker- Enfants malades, Paris, France
| | - Luisa Marsili
- CHU Lille, Clinique de génétique Guy Fontaine, F-59000, Lille, France
| | - Cyril Mignot
- APHP.Sorbonne Université, Département de Génétique, Hôpital Trousseau & Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière, Paris, France
| | - Sophie Nambot
- Centre de Génétique et Centre de Référence Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs, FHU TRANSLAD, Hôpital d'Enfants, CHU Dijon, Dijon, France
| | - Mathilde Nizon
- Nantes Université, CNRS, INSERM, l'institut du thorax, F-44000, Nantes, France
- CHU Nantes, Service de Génétique Médicale, Nantes Université, CNRS, INSERM, l'institut du thorax, F-44000, Nantes, France
| | - Robert Olaso
- Université Paris-Saclay, CEA, Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), 91057, Evry, France
| | - Laurent Pasquier
- CHU Rennes, Service de Génétique Clinique, Centre de Référence Anomalies du développement, FHU GenOMedS, Rennes, France
| | - Laurine Perrin
- Médecine Physique et Réadaptation pédiatrique CHU Saint-Etienne, 42055, Saint-Etienne Cedex 2, France
| | - Florence Petit
- CHU Lille, Clinique de génétique Guy Fontaine, F-59000, Lille, France
- Univ. Lille, CHU Lille, ULR 7364 - RADEME - Institut de Génétique Médicale, F-59000, Lille, France
| | - Veronique Pingault
- Service de Médecine Génomique des maladies rares, AP-HP. Centre, Hôpital Necker-Enfants Malades, F-75015, Paris, France
- Université Paris Cité, Institut Imagine, Inserm U1163, F-75015, Paris, France
| | - Amélie Piton
- Laboratoire de diagnostic génétique, IGMA, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Fabienne Prieur
- Service de Génétique, CHU Hôpital Nord, Saint Etienne, France
| | - Audrey Putoux
- Service de Génétique, Hospices Civils de Lyon, Lyon, France
- Université Claude Bernard Lyon 1, INSERM, CNRS, Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon CRNL U1028 UMR5292, Genetics of Neurodevelopment (GENDEV) Team, 69500, Bron, France
| | - Marc Planes
- Service de Génétique Médicale et Biologie de la Reproduction, CHU de Brest, Brest, France
| | - Sylvie Odent
- CHU Rennes, Service de Génétique Clinique, Centre de Référence Anomalies du développement, FHU GenOMedS, Univ Rennes, CNRS, INSERM, IGDR, UMR 6290, ERL U1305, Rennes, France
| | - Chloé Quélin
- Service de Génétique Clinique, Centre de Référence Anomalies du Développement de l'Ouest, CHU Rennes, Rennes, France
| | - Sylvia Quemener-Redon
- Service de Génétique Médicale et Biologie de la Reproduction, CHU de Brest, Brest, France
- Univ Brest, Inserm, EFS, UMR 1078, GGB, F-29200, Brest, France
- Centre de Référence Déficiences Intellectuelles de causes rares, Brest, France
| | - Mélanie Rama
- CHU Lille - Institut de Génétique Médicale, F-59000, Lille, France
| | - Marlène Rio
- Service de médecine génomique des maladies rares - GHU Necker- Enfants malades, Paris, France
| | - Massimiliano Rossi
- Service de Génétique, Hospices Civils de Lyon, Lyon, France
- Université Claude Bernard Lyon 1, INSERM, CNRS, Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon CRNL U1028 UMR5292, Genetics of Neurodevelopment (GENDEV) Team, 69500, Bron, France
| | - Elise Schaefer
- Service de Génétique Médicale -Institut de Génétique Médicale d'Alsace - CHU Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Sophie Rondeau
- Service de médecine génomique des maladies rares - GHU Necker- Enfants malades, Paris, France
| | - Pascale Saugier-Veber
- Univ Rouen Normandie, Inserm U1245 and CHU Rouen, Department of Genetics and reference center for developmental disorders, F-76000, Rouen, France
| | - Thomas Smol
- Univ. Lille, CHU Lille, ULR 7364 - RADEME - Institut de Génétique Médicale, F-59000, Lille, France
- CHU Lille - Institut de Génétique Médicale, F-59000, Lille, France
| | - Sabine Sigaudy
- Aix Marseille Univ, INSERM, MMG, CRMR syndromes malformatifs et anomalies du développement, département de génétique, APHM Hopital Timone, Marseille, France
| | - Renaud Touraine
- Service de Génétique, CHU Hôpital Nord, Saint Etienne, France
| | - Frederic Tran Mau-Them
- Équipe GAD, INSERM UMR1231, Université de Bourgogne, Dijon, France
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic génomique des maladies rares, FHU-TRANSLAD, CHU Dijon, Bourgogne, Dijon, France
| | - Aurélien Trimouille
- Service de Pathologie, CHU Bordeaux, Bordeaux, France
- Inserm U1211 MRGM, Université de Bordeaux, Bordeaux, France
| | - Julien Van Gils
- Department of Medical Genetics, University Hospital of Bordeaux and INSERM U1211, University of Bordeaux, Bordeaux, France
| | | | - Valérie Vantalon
- Centre d'Excellence InovAND-Service de psychiatrie de l'enfant et de l'adolescent-CHU Robert Debré, Paris, France
| | - Gabriella Vera
- Univ Rouen Normandie, Inserm U1245 and CHU Rouen, Department of Genetics and reference center for developmental disorders, F-76000, Rouen, France
| | - Marie Vincent
- Nantes Université, CNRS, INSERM, l'institut du thorax, F-44000, Nantes, France
- CHU Nantes, Service de Génétique Médicale, Nantes Université, CNRS, INSERM, l'institut du thorax, F-44000, Nantes, France
| | - Alban Ziegler
- Service de Génétique Médicale, CHU Angers, Angers, France
| | - Olivier Guillin
- Univ Rouen Normandie, Inserm U1245 and CHU Rouen, Department of Psychiatry, F-76000, Rouen, France
| | - Dominique Campion
- Univ Rouen Normandie, Inserm U1245 and CHU Rouen, Department of Psychiatry, F-76000, Rouen, France
| | - Camille Charbonnier
- Univ Rouen Normandie, Inserm U1245 and CHU Rouen, Department of Biostatistics, F-76000, Rouen, France.
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