Медицинский центр «Геномед»
Бесплатная горячая линия:
8-800-333-45-38
Заказать обратный звонок
Медико-генетический центр
лаборатория молекулярной патологии
Все контакты

Секвенирование экзома


 

     Cеквенирование экзома – это тест для определения генетических повреждений (мутаций) в ДНК, которые являются причиной наследственных болезней.

 

     Несмотря на то, что существует более 2000 генетических или менделевских болезней (их наследование подчиняется закону Менделя), вызываемых известными отклонениями в ДНК, многие пациенты, у которых на основании клинических данных предполагается наличие редких генетических заболеваний, часто не проходят молекулярную диагностику.

 

     Зачастую причина в том, что многие генетические заболевания клинически сходны между собой, хотя могут вызываться мутациями в совершенно разных генах. К сожалению, существующие технологиии позволяют одновременно определить несколько мутаций или, в лучшем случае, установить последовательность одного - двух генов.

 

     Общепринятой является точка зрения, согласно которой примерно 85% известных отклонений, вызывающих заболевания, происходят в 1% генома, содержащем экзоны и сплайс-зоны, поэтому исследование этой части генома является эффективным и мощным инструментом клинической диагностики для отдельных пациентов.

 

 

 

Тест предназначен для использования в совокупности с клиническими данными и другими лабораторными исследованиями  с целью диагностики  редких генетических заболеваний.

    

    


     Путем исследования в одном тесте практически всех областей генома, кодирующих белки, можно не только заменить потенциальную необходимость во многих дорогостоящих анализах каждого гена, но также резко увеличить шансы на обнаружение вариантов с высоким риском, которые могут в дальнейшем быть подтверждены другими методами как у пациента, так и у его родственников.

 

      Используя разработанный компанией Иллюмина тестовый набор TruSight  и секвенатор нового поколения Illumina HiSeq2500, стандартные процедуры, проверенные и реализованные в прошедшем CLIA сертификацию Центре клинической геномики при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA), можно в одном тесте получить информацию о  95% кодирующих белковых последовательностях генома  из числа всех генов, которые отвечают за появление болезней.

 

     Предназначение этого теста в том, чтобы предоставить полногеномную и исчерпывающую геномную экспертизу, с небольшими затратами и значительно более эффективную, чем последовательный анализ при помощи специальных целевых панелей.

 

     Для того чтобы добиться такого результата, создается более 10 миллионов коротких фрагментов ДНК каждого пациента. Каждый из этих фрагментов прочитывается 100 раз, чтобы исключить ошибку ложноположительных и ложноотрицательных результатов . Используя биоинформационный конвейер, можно обнаружить  95% от общего числа вариантов ДНК в таргентой части генома.

 

     В среднем, для каждого пациента определяется примерно 20 000 вариантов ДНК в экзоме. Однако значительная часть этих ДНК вариантов является доброкачественными полиморфизмами. Чтобы определить потенциально болезнетворные варианты, к данным применяется серия фильтров, специфичных для каждого пациента. В их число входит семейная история, любые дифференциальные диагнозы и все соответствующие компоненты родительских заболеваний. При помощи этого можно провести эффективный поиск всех генов, встречающихся в медицинской литературе или мутационных базах данных, которые по данным врачей отвечают за проявление фенотипов и включают известные варианты ДНК, вызывающие нарушения в белках.

 

      На практике у примерно 50% пациентов обнаруживаются однозначные варианты ДНК, которые являются причиной заболевания. Если однозначных причинных вариантов ДНК не обнаружено, то прочие потенциально вызывающие болезни варианты ДНК сохраняются для возможных будущих перепроверок в будущем, когда будут опубликованы результаты новых исследований.

 

     Также иногда рекомендуется провести дополнительный анализ обнаруженных изменений в ДНК для членов семьи пациента, что может помочь с их дальнейшим анализом и интерпретацией.

 

     Клиническое секвенирование экзома.


     Этот тест включает глубокий анализ 4800 клинически значимых генов, которые связаны с известными наследственными заболеваниями. Наличие обнаруженных мутаций подтвержданется классическим секвенированием по Сэнгеру.  При необходимости проводится поиск аналогичных мутаций у родителей.  Метод клинического секвенирования экзома подходит для обнаружения точечных мутаций, вставок, делеций, инверсий и перестановок в экзоме.  Пациент получает заключение об изменениях, связанных с его заболеванием. В то же время лечащий врач может дополнительно запросить более подробную информацию, включая данные о потенциально патогенных вариантах, локализованных в хорошо изученных областях экзома.

 

     Цель теста – полное исследование экзома конкретного пациента. При этом результаты изысканий анализируются и проверяются целой командой специалистов медиков. Кроме того, отчет об обнаруженных изменениях сопровождается подробными комментариями.


        Перед проведением тестирования рекомендуется дополнительная консультация врача-генетика.  В таком случае пациент может убедиться в необходимости прохождения того или иного набора тестов. Также в ходе консультации рассказывается о возможных преимуществах и рисках генетического тестирования. Дело в том, что потенциальную опасность может представлять не само тестирование (оно совершенно безвредно для пациента), а информация об обнаруженных в генетическом материале отклонениях. В частности, сведения о врожденной предрасположенности к тому или иному заболеванию обычно не сообщаются лицам, не достигшим совершеннолетия. Каждая лаборатория вырабатывает свою политику поведения в подобных случаях.


    Причиной для принятия решения о проведении секвенирования экзома обычно является подозрение на генетические причины возникновения заболевания - особенности истории болезни, клиническая картина и т.д. Также, проведение секвенирования экзома может назначено врачом с целью предупредить появление болезни или вовремя начать профилактику или повысить эффективность лечения.


     В качестве исходного материала для тестирования берется свежая кровь. Заморозка или нагрев образцов перед тестированием не допускается, поскольку эти воздействия приводят к разрушению ДНК, что в свою очередь делает результаты исследования недостоверными.  Образцы должны поступить в лабораторию течение 48 часов с момента взятия.


     Стоит отметить, что полное секвенирование экзома может включать или не включать анализ митохондриальной ДНК. Уточнять возможность данного анализа  нужно непосредственно в лаборатории, выполняющей секвенирование. В том случае, если лаборатория проводит митохондриальный анализ, данные по гетероплазмии материнского образца могут не сообщаться.

 

 

 

Вопросы и ответы

Что включает клиническое секвенирование экзома?

Клиническое секвенирование экзома разделяется на несколько этапов.

 

 

     Секвенирование: Диагностическое секвенирование экзома (DES) включает секвенирование примерно 20 000 генов. Это отличает его от секвенирования всего генома, поскольку метода нацелен на исследование 1-2% областей генома, кодирующих синтез белков, которые предположительно ответственны за появление примерно 85% от числа известных заболеваний. Целью DES является выявление изменений, которые определяют фенотип пациента.

 


     Анализ и проверка: после завершения секвенирования все полученные данные пропускаются через биоинформационный конвейер  и последовательно анализируются коллективом медиков. Для каждой обнаруженной альтерации проводится проверка, является ли она связанной с исследуемыми особенностями фенотипа. Потенциально связанные альтерации отправляются на ко-сегрегационный анализ.

 

Формирование отчета: каждый отдельный случай проходит несколько уровней медицинской проверки, и только после последней из них формируется отчет. Каждый отчет является специфическим для пробанда (человека, генетика которого исследуется) и включает проверку и анализ в том числе литературных данных. Подготовка отчета может длиться от нескольких дней до нескольких недель в зависимости от сложности исследования.


Доступные варианты секвенирования экзома:


Первый уровень (Клиническое секвенирования):  Анализ примерно 4 800 клинически охарактеризованных генов. Полное секвенирование экзома пробанда. Проведение ко-сегрегационного анализа семьи для всех положительных или неоднозначных результатов.

Второй уровень (Полное секвенирование экзома): Анализ всех предоставленных генов с целью проведения поиска новых генов (порядка 20 000 генов по всей базе NCBI RefSeq). Полное секвенирование экзома семейного трио. Семейный ко-сегрегационный анализ для обнаруженных позитивных или неоднозначных результатов. Обязательное требование: минимум три образца от членов семьи. Тестирование на образцах эмбрионов не проводится.

Какие данные входят в отчет?

Первичные сведения


Общие результаты: положительный, предположительно положительный, отрицательный, неоднозначный.


• Сводная информация по альтерациям.
• Сводная информация по генам.
• Сводная информация по болезни.
• Число обнаруженных альтераций.
• Результаты ко-сегрегационного анализа (если таковые имеются).


Первичные сведения могут ограничиваться информацией, напрямую связанной с фенотипом. Это помогает выделить наиболее полезную для диагностики болезни информацию. Дополнительные сведения чаще содержат более подробные данные, относящиеся к экзому в целом, безотносительно связи с фенотипом.


Дополнительные сведения: Они варьируются в зависимости от предпочтений и возраста пациента. Данный отчет обсуждается отдельно. В дополнительные сведения попадают только установленные патогенетические или предположительно патогенетические альтерации. О клинически незначимых и доброкачественных альтерациях не сообщается.  Дополнительные сведения передаются только пробанду. Прочие члены семьи не получают отчета с дополнительной информацией, однако носительство может быть предположено на  основании результатов пробанда.

Когда следует заказывать таргетное секвенирование (целевая панель генов) вместо полного сквенирования экзома?

     Перед тем, как начать клиническое секвенирования экзома, важно определить возможность использования таргетных панелей, которые разработаны  в отношении некоторой группы заболеваний, например, аутизм, задержка психического развития и пр. К примеру, если в истории семьи обнаруживаются признаки одного или нескольких различных наследственных опухолевых заболеваний, то семья вполне может быть носителем опухолевого наследственного заболевания.

 

     В таком случае более эффективным подходом может оказаться первоначальная проверка при помощи таргетных панелей нового поколения, таких как CancerNext, с целью добиться полного покрытия задействованных генов, поскольку такая проверка позволяет получить в том числе полностью отрицательный результат и исключить наличие мутаций в основных опухолевых генах.

Можно ли комбинировать секвенирование экзома с проведением иных генетических тестов (к примеру, хромосомным микроматричным анализом) в рамках одного заказа?

Мы  рекомендуем вначале делать хромосомный микроматричный анализ, а затем выполнять секвенирование экзома.

Что необходимо предоставить для клинического секвенирование экзома?

Для выполнения секвенирования экзома необходимы:

 

1. Заполненный бланк направления на тестирование (для каждого члена семьи, включая тех, чьи данные посылаются на ко-сегрегационный анализ).


2. Заполненный бланк информационного согласия пациента для проверки экзома (идет в комплекте с бланком заявки для пробанда).


3. Образцы пациента и, в необходимых случаях, членов семьи (все родственники пробанда первой степени, дальние родственники с тем же, что и у пробанда, фенотипом).


4. Семейную и клиническую информацию:

     • Детальная история болезни пациента (в форме подробных клинических записей)
     • Копия семейной истории (родословной)
     • Копии результатов предыдущих тестов

Какова политика сообщения дополнительных результатов тестирования?

     В 2013 году Американская общество медицинских генетиков (ACMG) выпустила «Рекомендации по случайным находкам в ходе секвенирования экзома и генома» («Recommendations in Incidental Findings in Clinical Exome and Genome Sequencing»).

 

     Общество  рекомендовала лабораториям, проводящим диагностическое секвенирование экзома (DES) активно исследовать и сообщать об изменениях в генах, содержащихся в предоставленном «минимальном перечне» генов. Указанный список включает 57 генов, которые связаны с примерно 25 генетическими заболеваниями, которые ACMG определяет как хорошо распознающиеся и для которых выявлена сильная связь с возникновением болезни. Заболевания включались в список в том случае, если существуют соответствующие профилактические меры и лечение.  Среди выбранных типов болезней указывается предрасположенность к раку, кардиальный синдром с поздним началом, заболевания соединительной ткани (синдром Марфана, синдром Лойеса-Дитца), а также возникающее в детстве заболевание - семейная гиперхолестеринемия.

 

      В соответствии с рекомендациями ACMG минимальный перечень дополнительных результатов предоставляется по умолчанию для каждого тестирования экзома.

 

     По желанию пациент может отказаться от получения всех дополнительных данных, отметив соответствующий пункт в бланке заявки.
     В дополнение к перечисленному, мы можем предостаить возможность получения расширенного отчета о дополнительных результатах. Пациенты, заказавшие клиническую диагностику экзома (DES), могут выбрать один из стандартных вариантов расширенного отчета (получить данные о носительстве рецессивных болезней, предрасположенности к раку, возникающим в детском и зрелом возрасте болезням). Для получения подробной информации требуется заполнить соответствующий бланк заявки на получение дополнительных результатов, детально описывающий подробности заказа.

 

 

      Информация об обнаруженных альтерациях может не сообщаться в том случае, если для связанного с ними заболевания в настоящее время не существует лечения. К примеру, склонность к раннему возникновению болезни Альцгеймера, в итоговый отчет НЕ включается.

Принимаются ли для тестирования материалы только пробанда, когда образцы родителей или иных родственников первой степени предоставить невозможно (к примеру, для приемных детей)?

     Если для тестирования предоставляются только образцы пробанда либо предоставляется менее трех образцов от родственников первой степени, то можно заказать лишь проведение тестирования первого уровня (FTE).

Есть ли у клинического секвенирования экзома технические ограничения?

     Да, ограничения существуют.

 

     1. Не все экзоны в геноме можно протестировать. Множество областей генома на текущем уровне развития техники невозможно выделить и секвенировать, в том числе и многие экзоны. Причины могут быть разнообразными, включая участки с большим числом повторов,  CG -богатые области генома. Более 97% экзонов можно протестировать.

 

     2. Примерно для 10% от числа экзонов, подходящих для тестирования, невозможно обеспечить достаточное покрытие. Минимальное покрытие при таргетном подходе для любого экзома составляет порядка 90 процентов с 100 - кратным покрытием, в то время как для оставшихся 10% экзома невозможно обеспечить покрытие должного уровня для определения гетерозиготных вариантов. У каждого человека уровень продуктивного покрытия может варьироваться в пределах экзома. С учетом широкого покрытия, клиническая чувствительность и специфика отдельного образца  не может быть установлена заранее.

 

     3. Некоторые типы мутаций нельзя обнаружить. Этот секвенирование экзома ограничено в способности определять некоторые типы мутаций, такие как большие перестройки, мутации с изменением числа копий (CNV), мутации, вовлеченные в трехаллельное наследование, мутации митохондриального генома, эпигенетические эффекты, большие тринуклеотидные повторы, рецессивные мутации, связанные с Х-хромосомой, у женщин, при заболеваниях, связанных с неравномерной Х-деактивацией. (Для поиска  перестроек хромосом и вариаций числа копий генов  рекомендуется в первую очередь использованить хромосомный микроматричный анализ, а не секвенирование экзома).

 

4. Не менделевское наследование. Секвенирование экзома оказывается ограниченным при обнаружении альтераций, которые искажены различными факторами, такими как проявление гена, переменная экспрессивность, многофакторные заболевания, эпигенетические факторы, митохондриальные мутации, фенокопии и однородительские дисомии (UPD).

 

5. Гены, имеющие близкие по структуре псевдогены, могут не распознаваться. Причина в том, что оборудование неспособно наверняка отличить ген от имеющей незначительные отличия псевдо генетической структуры. Соответственно, данные гены не войдут в итоговое заключение.


 

Можно ли сделать повторный анализ данных, полученных при секвенировании?

     Да, мы предоставляем такую возможность.

 

     Повторный анализ данных без взимания дополнительной платы возможен в течение двух лет после получения образцов.

Можно ли провести полное секвенирование экзома для эмбриональных образцов?

     Эмбриональные образцы принимаются только в случае гибели плода. Для эмбриональных образцов доступно тестирование первого уровня (FTE).

Если вариант ДНК был пересмотрен и классифицирован иначе, получит ли врач уведомление об этом, чтобы сообщить обновленную информацию своему пациенту?

     Секвенирование экзома в нашей лаборатории предполагает повторную классификацию вариантов. Получение дополнительной информации основанной на больших популяционных исследованиях помогает облегчить интерпретацию и уточнить диагноз. Наша лаборатория, как и все  научное  сообщество вовлечены в активную работу с целью лучшего понимания человеческого генома. Интерпретации и методы постоянно совершенствуются.

Проверяются ли новые гены?

     Да, проверяются.


     Новые гены анализируются при условии выбора DES тестирования (клиническая диагностика экзома). Под новыми генами подразумеваются альтерации в генах, которые ранее не связывались с болезнями. В связи со сложностью анализа новых генов, клиническая диагностика экзома (DES) требует больше времени для выполнения заказа по сравнению с тестированием первого уровня экзома (FTE).

     Если альтерации в новых генах уже обнаружены и описаны, все усилия направляются на изучение гена, включая координационные исследования и функциональные исследования с группами исследователей, изучающих ген, при наличии таковой возможности.

Предоставляет ли лаборатория полный список вариантов по пациенту?

  Да, список предоставляется.

  Примечание: не все альтерации из списка вариантов проходят подтверждение другими методами, и потому эти данные должны использоваться лишь в исследовательских целях.

Включает ли проводимое тестирование секвенирование митохондриального генома?

Нет, митохондриальный геном не входит в число данных получаемых при DES секвенировании .

Если было обнаружено, что пациент является носителем мутации (или мутаций), можно ли протестировать членов его семьи?

     Да, для членов семьи пациента можно провести односайтовый анализ альтераций, классифицированных как причины болезни.

     Родственники первой степени и прочие родственники с тем же фенотипом проверяются в рамках ко-сегрегационного анализа, если соответствующие образцы были получены вместе с образцами пробанда для тестирования.

Ваше имя*  
Сообщение  
Ваш телефон  
Ваш e-mail  
 
Адрес:
г.Москва, Подольское шоссе,
дом 8, корпус 5 (метро Тульская)
График работы:
Пн.-Пт.: с 8.00 до 19.00
Сб.: с 8.00 до 17.00
Вс.: с 8.00 до 15.00
Лицензия № ЛО-77-01-010099 от 21 апреля 2015 г Квитанция на оплату, вышестоящие огранизации Правила предоставления платных мед. услуг.
8 (495) 660-83-77 Обратный звонок
Дизайн и разработка сайта
"Сайт-консалтинг"


Яндекс.Метрика
© 2015 - Геномед - медико-генетический центр