Повноекзомне секвенування: що це за дослідження
Повноекзомне секвенування (WES, whole exome sequencing) − сучасний метод молекулярно-генетичної діагностики, який дозволяє аналізувати всі ділянки геному людини, що кодують білки (екзом). Хоча екзони складають лише 1–2% усієї ДНК, в них зосереджено до 85% клінічно значущих мутацій, що спричиняють спадково обумовлену патологію.
WES виконується на основі технології нового покоління NGS (Next Generation Sequencing), яка дозволяє паралельно аналізувати мільйони фрагментів ДНК. Завдяки високому покриттю секвенування вдається виявляти з високою точністю навіть рідкісні генні мутації. На відміну від цільових генетичних панелей, які досліджують тільки певні гени, пов’язані з конкретним захворюванням або їх групою (якщо клінічна картина є типовою), при повноекзомному секвенуванні аналізується практично весь генний набір, тому ймовірність встановлення діагнозу в разі складної або неясної симптоматики є істотно вищою.
Повногеномне секвенування (WGS) аналізує всю ДНК людини, зокрема її некодувальні ділянки. Це максимально повний варіант дослідження, проте він вимагає значно більшого обсягу даних, часу та ресурсів. На відміну від нього, WES вважається оптимальним компромісом між інформативністю та вартістю, оскільки досліджує лише найбільш клінічно значущі ділянки геному, забезпечує високу діагностичну ефективність, тому використовується в рутинній клінічній практиці частіше, ніж WGS.
Крім діагностики рідкісних моногенних захворювань, повноекзомне секвенування ефективно застосовується в репродуктивній генетиці, виявляючи причини звичного невиношування вагітності, безпліддя неясного генезу, важких вроджених аномалій плода, а також ймовірність передачі спадкової патології майбутній дитині. В онкології WES використовують для пошуку мутацій, що викликають схильність до раку, та підбору персоналізованої терапії.
Показання до повноекзомного секвенування
Цю діагностичну процедуру лікарі призначають у ситуаціях, коли стандартні методи діагностики не дозволяють встановити точну причину захворювання або оцінити спадкові ризики:
- Підозра на генетичне захворювання з нез’ясованим діагнозом після стандартних обстежень. Така ситуація називається «діагностичною одіссеєю», коли пацієнт роками проходить консультації та аналізи без точного діагнозу.
- Звичні викидні, невиношування вагітності, повторні невдалі спроби ЕКЗ, безпліддя невідомого генезу у пар, які звертаються до медичного центру репродуктології. WES допомагає оцінити генетичні ризики, визначити подальшу тактику планування вагітності.
- Підготовка до преімплантаційної діагностики PGT-M у разі відомої сімейної мутації. Повноекзомне секвенування допомагає точно ідентифікувати мутаційні зміни та підготувати програму PGT-M для відбору здорових ембріонів перед перенесенням у порожнину матки.
- Обтяжений сімейний анамнез: множинні випадки онкології, неврологічних чи метаболічних порушень. У таких ситуаціях WES дозволяє виявити спадкову схильність, оцінити ризики для потомства, у разі потреби розробити індивідуальну програму спостереження та профілактики.
«Повноекзомне секвенування – ключовий інструмент сучасної репродуктивної та клінічної генетики. Метод дозволяє вийти за межі симптомів та побачити первинну генетичну причину захворювання, особливо в складних діагностичних випадках», – лікар-генетик МЦ «Мати та дитина».
Підготовка до повноекзомного секвенування
Щоб отримати максимально інформативний результат, важливо правильно організувати етап попередньої діагностики та збору даних. Для цього необхідні:
- Консультація генетика, який збирає сімейний анамнез, складає родовід, формулює клінічний запит.
- Пояснення пацієнтові, що спеціальна підготовка до здачі біоматеріалу для повноекзомного секвенування не потрібна. Дослідження не залежить від їжі, не пов'язане з фазою менструального циклу, не вимагає відміни лікарських препаратів, може виконуватися практично в будь-який час. Найчастіше для аналізу використовується венозна кров.
- Підготовка медичної документації пацієнтом. Корисними будуть виписки, попередні результати генетичних тестів та біохімічних досліджень, інформація про проведене лікування та його ефективність.
Можливі формати повноекзомного секвенування:
| Формат | Склад | Клінічна мета | Коли призначають | Що дозволяє виявити | Обмеження |
|---|
| Solo WES | Один пацієнт | Базова молекулярно-генетична діагностика | Дорослі пацієнти, первинне обстеження під час підозри на спадкову патологію | Мутації в генах екзому | Складніша інтерпретація de novo мутацій, обмежена оцінка успадкування |
| Duo WES | Пацієнт + один біологічний батько | Уточнення походження мутацій | Підозра на спадкові синдроми у дітей, часткова сімейна історія | Нові варіанти, первинна оцінка сегрегації | Не завжди дозволяє визначити тип успадкування |
| Trio WES | Пацієнт + обоє біологічних батьків | Сімейний скринінг, максимально точна діагностика | Діти з незрозумілим діагнозом, «діагностична одіссея», рідкісні синдроми, складні випадки | Повна оцінка успадкування, de novo мутації, зниження кількості VUS | Потребує біоматеріалу обох батьків |
У багатьох випадках рекомендується проведення WES у тріо-форматі. Тріо-аналіз дозволяє точніше інтерпретувати виявлені зміни геному, швидко виявляти нові мутації, визначити тип успадкування, знизити кількість варіантів із невизначеним клінічним значенням VUS.
Як відбувається повноекзомне секвенування у Львові
Це лабораторно-біоінформатичне дослідження складається з кількох етапів:
- Отримання зразка біоматеріалу для аналізу шляхом забору венозної крові протягом 5–10 хвилин, після чого він направляється до генетичної лабораторії для подальшого дослідження.
- Аналіз ДНК: збагачення екзомних ділянок (виділення тільки областей геному, що кодують), секвенування методом NGS (паралельне «прочитання» мільйонів ДНК-фрагментів, отримання первинних даних із високою глибиною покриття).
- Біоінформатичний аналіз та інтерпретація варіантів.
- Після процедури дані проходять складну комп'ютерну обробку. Після цього проводиться розшифровка повноекзомного секвенування у Львові. Результати класифікуються згідно з міжнародними рекомендаціями ACMG: патогенні варіанти достовірно спричиняють захворювання, ймовірно патогенні – з високою ймовірністю пов’язані з патологією, VUS – дані з невизначеним клінічним значенням; доброякісні не пов’язані з розвитком хвороби.
Термін отримання результатів повноекзомного секвенування становить від 6 до 12 тижнів, що залежить від обсягу даних, складності клінічного випадку, необхідності додаткової верифікації варіантів, формату дослідження. Після завершення аналізу пацієнт отримує генетичний висновок з інтерпретацією виявлених варіантів та рекомендаціями щодо подальших дій.
Що показують результати повноекзомного секвенування
WES-аналіз у Львові допомагає лікареві визначити причину захворювання, оцінити спадкові ризики, вибрати подальшу тактику спостереження чи лікування. У разі виявлення генних мутацій рекомендується обстеження родичів, що дозволяє визначити їх носійство, оцінити ризик розвитку захворювання в інших членів сім'ї, виявити безсимптомних носіїв.
Повноекзомне секвенування при безплідді допомагає точно визначити спадкову причину відсутності вагітності. Програма ЕКЗ з преімплантаційною генетичною діагностикою PGT-M надає можливість:
- перевірити ембріони на наявність конкретної мутації та відібрати ті, що не мають мутаційних змін;
- знизити ризик передавання спадкової патології майбутнім дітям;
- підвищити ймовірність народження здорової дитини у сім'ї з генетичним ризиком.
Діагностика PGT-M є особливо актуальною при моногенних спадкових захворюваннях. Результати WES не завжди є остаточними, особливо в тому разі, якщо виявили варіанти невизначеного клінічного значення. У таких випадках призначаються повторні консультації з генетиком, реінтерпретація виявлених раніше варіантів VUS, оновлення клінічних рекомендацій.
Вiдгуки