Полное секвенирование экзома (Illumina) на основе клинических данных с выдачей вторичных находок в Михайловке

Зачем сдавать этот анализ?

Основные показания к исследованию у детей:

• подозрение на наследственные моногенные заболевания и синдромы с аутосомно-рецессивным, аутосомно-доминантным или Х-сцепленным типами наследования.

Основные показания к исследованию у взрослых:

• подозрение на наследственные моногенные заболевания и синдромы с аутосомно-рецессивным, аутосомно-доминантным или Х-сцепленным типами наследования;
• генетические заболевания в семейном анамнезе;
• случаи наследственных видов рака у близких родственников (рак молочной железы, яичников, матки, толстой и тонкой кишки, желудка, щитовидной железы, поджелудочной железы, предстательной железы).

Подробное описание исследования

Экзом — это часть генома Геномсовокупность всей генетической информации человека, которая включает участки цепи ДНК, кодирующие белки. Экзом составляет всего 1–2% генома, но именно в нём возникает более 85% всех клинически значимых мутаций.

Секвенирование экзома — это исследование, которое позволяет расшифровать последовательность генов, кодирующих белки, и выявить патогенные (опасные) генетические варианты, которые были унаследованы от родителей или возникли случайно.

Полное секвенирование экзома даёт исчерпывающую информацию почти обо всех генетических особенностях, которые могут стать причиной наследственных заболеваний.

Секвенирование экзома достаточно пройти всего один раз в жизни. При появлении новых научных данных о генетических мутациях и ассоциированных с ними заболеваниях результаты исследования можно проанализировать повторно, чтобы получить новую важную информацию.

В отчёте о результатах исследования предоставляются данные о выявленных вариантах нуклеотидной последовательности — отличиях исследуемой ДНК пациента от референсного экзома Референсный экзомэкзом здорового человека

Подробная выписка из истории болезни и подробное описание фенотипа пациента увеличивают шансы на выявление вариантов, вызвавших заболевание.

Выявленные нуклеотидные варианты приводятся в отчёте о проведённом исследовании в соответствии с международной классификацией вариантов нуклеотидной последовательности: они могут быть патогенными Патогенный вариантгенетический вариант, роль которого в развитии заболевания доказана и не вызывает сомнения, вероятно патогенными Вероятно патогенный вариантгенетический вариант, научных данных о патогенности которого недостаточно, однако вероятность его патогенности высока и вариантами неопределённой значимости Вариант неопределённой значимостиранее не описанные изменения; без дополнительных исследований невозможно сказать, могут ли они вызывать заболевание.

Классификация вариантов помогает врачу-генетику интерпретировать результаты секвенирования экзома и определить причастность выявленных нуклеотидных вариантов к развитию заболевания у конкретного пациента.

Кроме вариантов, связанных с заболеванием, указанном в направительном диагнозе в представленных медицинских документах, в ходе исследования по желанию заказчика могут быть выявлены так называемые «вторичные находки» — патогенные или вероятно патогенные варианты в генах списка ACMG (American College of Medical Genetics and Genomics), рекомендуемые для вынесения в заключение по исследованию экзома, так как связаны с развитием заболеваний, нуждающихся в медицинском контроле/терапии.

Применяемый метод массового параллельного секвенирования не является «золотым стандартом» определения генетических вариантов, поэтому варианты, выявленные в ходе данного исследования, рекомендуется подтверждать дополнительным исследованием — секвенированием по Сэнгеру

В заключении не ставится и не исключается точный диагноз, не даются прямые рекомендации по клиническому ведению и лечению обследуемого, а выдается только интерпретация выявленных генетических вариантов (в случае их обнаружения). Постановка диагноза и принятие любых клинически важных решений является компетенцией врача-генетика.

В заключение не вносится информация по носительству мутаций аутосомно-рецессивных заболеваний, выявленным доброкачественным вариантам (достоверно не связанным с заболеваниями), вариантам, связанным с мультифакториальной патологией, метаболизмом лекарственных препаратов, и другими состояниями и характеристиками организма, не имеющим отношения к описанной клинической картине.

Заключение по результатам полного секвенирования экзома составляется на основе рекомендаций профессиональных медицинских сообществ и отражает знания генетики и медицины, актуальные на дату исследования. Не исключено, что по мере накопления новых данных в будущем интерпретация выявленных вариантов может измениться (например, варианты неизвестной клинической значимости могут быть переквалифицированы в патогенные).

В случае, если биоматериал для анализа взят вскоре после переливания крови и трансплантации костного мозга, возможно получение недостоверных результатов.

Список генов, рекомендуемых к предоставлению в качестве случайных находок Американской коллегией медицинской генетики и геномики (ACMG): ACTA2, ACTC1, ACVRL1, APC, APOB, ATP7B, BAG3, BMPR1A, BRCA1, BRCA2, BTD, CACNA1S, CASQ2, COL3A1, DES, DSC2, DSG2, DSP, ENG, FBN1, FLNC, GAA, GLA, HFE, HNF1A, KCNH2, KCNQ1, LDLR, LMNA, MAX, MEN1, MLH1, MSH2, MSH6, MUTYH, MYBPC3, MYH11, MYH7, MYL2, MYL3, NF2, OTC, PALB2, PCSK9, PKP2, PMS2, PRKAG2, PTEN, RB1, RBM20, RET, RPE65, RYR1, RYR2, SCN5A, SDHAF2, SDHB, SDHC, SDHD, SMAD3, SMAD4, STK11, TGFBR1, TGFBR2, TMEM127, TMEM43, TNNC1, TNNI3, TNNT2, TP53, TPM1, TRDN, TSC1, TSC2, TTN, TTR, VHL, WT1

ACMG SF v3.1 list for reporting of secondary findings in clinical exome and genome sequencing: A policy statement of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG), 2022

Преимущества и ограничения методики

Полное секвенирование экзома включает пять этапов:

1. выделение ДНК из полученного биоматериала;
2. контроль качества ДНК;
3. подготовка «библиотек» — наборов фрагментов ДНК для секвенирования;
4. секвенирование — определение последовательности нуклеотидов в ДНК c помощью прибора — секвенатора;
5. биоинформатический анализ данных.

Благодаря использованию передовой технологии NGS и надёжного оборудования от одного из лидеров рынка генетических технологий Illumina, Inc., точность прочтения ДНК составляет 99,98%. Средняя глубина покрытия нуклеотидов ≥ X70, доля фрагментов ДНК, покрытых более 10 раз, — не менее 90%. Это значит, что каждый экзон Экзонучасток молекулы мРНК, кодирующий информацию, необходимую для синтеза белка гена прочитывается в ходе исследования в среднем 70 раз. Благодаря усовершенствованной пробоподготовке, приводящей к качественным прочтениям и равномерному покрытию, процент покрытия целевых участков экзома достигает ≥ 96%.

Биоинформатический анализ данных проводится командой специалистов, включающей биоинформатика, биолога и врача-лабораторного генетика.

Ограничения

• Экзомное секвенирование не позволяет выявлять инсерции и делеции длиной более 10 п.н., варианты в интронных областях (за исключением канонических сайтов сплайсинга), вариации длины повторов (в том числе, экспансии триплетов), а также варианты в генах, у которых в геноме существует близкий по последовательности паралог (псевдоген).
• Экзомное секвенирование не используется для определения цис-, транс- положения нуклеотидных вариантов, а также для оценки уровня метилирования, выявления хромосомных перестроек, полиплоидии, выявления вариантов в состоянии мозаицизма.
• Некоторые сложные участки генов по техническим причинам могут быть не покрыты, соответственно патогенные варианты в них могут быть не выявлены. Общее интегральное покрытие генов на экзоме составляет ≥ 95%.
• Поиск вариантов в митохондриальной ДНК при исследовании экзома не проводится.