Экзомное секвенирование

Code

Метод секвенирования следующего поколения (NGS), который включает анализ всех экзонов, т.е. белок-кодирующих участков в геноме. Большинство вариантов последовательности ДНК, приводящих к изменению функции белка, расположены в экзонах, которые охватывают примерно 1% генома. Мутации в экзоме составляют до 85 % от всех мутаций, связанных с болезнями. Для клинических целей в большинстве случаев достаточно данных, полученных в результате прочтения экзома.

Экзомное секвенирование имеет преимущества по сравнению с первоначально более целенаправленным генетическим тестированием, которое фокусируется на одном гене или на ограниченном наборе предопределенных генов, экзомное секвенирование исследует все области кодирования белка в геноме одновременно.

Существует упрощенный вариант полноэкзомного анализа, «клинический экзом», он же «менделиом», когда смотрят только часть кодирующих последовательностей, которые хорошо изучены в связи с моногенными заболеваниями. Данный тип исследования несколько дешевле, но список генов в таком анализе постоянно устаревает. По мере обновления списка генов и связанных с ними заболеваний, прошлые версии клинического экзома теряют актуальность.

Секвенирование проводится один раз в жизни. Повторное исследование не требуется, так как данные можно и спустя годы анализировать биоинформатическими методами с целью поиска новых, ранее неизвестных причин заболеваний.

Как именно работает экзомное секвенирование?

Чтобы понять генетическую последовательность, важно ознакомиться с некоторыми основными биологическими процессами.

Клетка представляет собой основной строительный блок живого организма. В человеческом организме содержится миллиарды клеток, каждая из которых несет генетическую информацию о развитии, росте и функционировании тела.

Генетическая информация хранится в ДНК, которая «размещается» в структурах, называемых хромосомами. ДНК состоит из четырех химических соединений или оснований: A (аденин), T (тимин), C (цитозин) и G (гуанин). Эти основания образуют уникальную последовательность, и изменения в этой последовательности могут вызвать заболевания. Генетическая последовательность всего человека называется геном.

Части генома, называемые генами, играют различные роли в организме, определяя, например, цвет глаз или способность обработки определенных лекарств. Геном можно представить как книгу, где каждая глава соответствует хромосоме, а предложения в главах представляют гены. Буквы, составляющие каждое слово, можно рассматривать как основания ДНК. У человека эта "книга" содержит более 3,2 миллиарда букв.

Экзомное секвенирование - это процесс считывания определенных частей генов, считаемых ключевыми для выявления патологий. Эти части, называемые экзонами, предоставляют много информации о генетической последовательности. Для быстрого выявления вариантов в генетической информации используются компьютеры.

Считывания затем "интерпретируются" сравнением результатов с базами данных, где перечислены известные или предполагаемые варианты, связанные с генетическими мутациями. Интерпретация является наиболее сложным и трудоемким этапом секвенирования экзома, требующим работы многих специалистов для определения значимости каждого обнаруженного варианта.

Когда требуется экзомное секвенирование?

Сочетание симптомов некоторых пациентов не позволяет клиницисту точно установить потенциальный диагноз. В таких случаях часто выбирается пошаговая диагностическая стратегия, что делает тестирование сложным, трудоемким, дорогостоящим. Кроме того, отсроченная диагностика может оказать значительное влияние на состояние пациента и качество его жизни. Обычное молекулярное тестирование пациентов с генетическими нарушениями до сих пор опиралось в основном на одногеновое или панельное. Однако, согласно оценкам, до 50% пациентов не получают молекулярного диагноза и после такого тестирования и отправляются в «диагностическую Одиссею».

Поэтому крайне важно получить конкретную и детальную клиническую информацию от пробанда и родственников при выполнении экзомного секвенирования.

Показания:

• В качестве первого теста для диагностики генетически гетерогенных заболеваний;

• При недифференцированной задержке развития/умственной отсталости;

• В случае поиска мутации в генах, для которых нет специализированных генетических тестов;

• При выяснении носительства моногенных заболеваний при планировании ребёнка;

• Для поиска «мишени» пренатального и преимплантационного тестирования

• При расстройствах аутистического спектра;

• В случаях, когда несколько генов предположительно вовлечены в конкретное заболевание (полигенное);

• Для определения статуса носительства наследственных заболеваний;

• Для уточнения прогноза течения заболевания;

• Для предположения или подтверждения (но не исключения) клинического диагноза в спорных случаях

А так же при:

• Эпилепсии

• Нервно-психические расстройствах

• Заболеваниях соединительной ткани

• Нарушении обмена веществ

• Кардиомиопатии

• Комплексном дисморфизме

• Тяжелом комбинированном иммунодефиците (СКИФ)

• Иммунологических нарушениях

• Слабоумии

• Нарушении обмена веществ

• Аутизме

• Слепоте

Для интерпретации результатов секвенирования экзома требуется консультация врача-генетика.