Секвенирование экзома и генома

Секвенирование экзома и генома — это методы генетического анализа, при которых определяют последовательность «букв» ДНК человека: при секвенировании экзома — только кодирующих участков всех генов, при секвенировании генома — практически всей ДНК. Методы позволяют за одно исследование проверить тысячи генов и найти изменения, вызывающие наследственные болезни. Экзомом называют совокупность всех экзонов — участков генов, по которым строятся белки. Он занимает лишь около 1–2 % генома, но в нём сосредоточена значительная часть известных болезнетворных изменений. Геном — полный набор ДНК клетки, включая некодирующие и регуляторные участки. Оба метода относятся к секвенированию нового поколения, или массовому параллельному секвенированию. 🔬 Как проводится исследование У пациента берут кровь, реже слюну или другой материал, и выделяют ДНК. ДНК дробят на короткие фрагменты. Для экзома из них специально отбирают кодирующие участки, для генома используют все. Прибор одновременно прочитывает миллионы фрагментов, каждый участок многократно. Компьютерные программы сопоставляют прочтения с эталонной последовательностью генома человека и находят отличия — варианты. Врач-генетик и биоинформатик оценивают найденные варианты с учётом симптомов пациента и данных родственников. У каждого человека находят тысячи отличий от эталона, и подавляющее большинство из них безвредны. Поэтому главная часть работы — не само прочтение, а интерпретация. Часто анализируют «трио» — ребёнка и обоих родителей: так проще выявить новые, впервые возникшие мутации и понять тип наследования. 🔍 Сравнение методов Методы генетической диагностики МетодЧто анализируетОсобенностиГенная панельНабор генов, связанных с определённой группой болезнейДешевле и проще в толковании, но ограничен выбранными генамиСеквенирование экзомаКодирующие участки почти всех геновХорошо выявляет точечные мутации и мелкие вставки и выпаденияСеквенирование геномаПочти всю ДНКЛучше выявляет крупные перестройки и изменения вне экзонов, дороже и сложнее в анализеКариотипирование и хромосомный микроматричный анализЧисло и строение хромосом, крупные утраты и удвоенияНе выявляет точечные мутации Секвенирование не заменяет полностью другие методы. Например, при подозрении на хромосомную аномалию сначала обычно проводят кариотипирование или микроматричный анализ. 🩺 Когда назначают Подозрение на редкое наследственное заболевание, когда симптомы не укладываются в один известный синдром. Задержка развития, умственная отсталость, множественные пороки развития у ребёнка. Тяжёлые состояния у новорождённых в реанимации неясного происхождения. Наследственные болезни нервной системы, мышц, сердца, почек, глаз и слуха. Подбор лечения при опухолях: анализ ДНК самой опухоли помогает найти мишени для таргетных препаратов. Точный генетический диагноз завершает долгий поиск причины, помогает выбрать лечение, если оно существует, оценить риск для родственников и будущих детей и планировать беременность. Назначает исследование врач-генетик, он же объясняет результат на консультации. 📋 Какие бывают результаты Патогенный или вероятно патогенный вариант, объясняющий болезнь. Вариант неопределённого значения: изменение найдено, но данных, чтобы назвать его вредным или безвредным, пока недостаточно. Отрицательный результат: причинных изменений не найдено, что не исключает генетическую болезнь полностью. Вторичные находки: значимые изменения, не связанные с причиной обращения, например в генах BRCA1 и BRCA2. Сообщать ли о них, обсуждают с пациентом заранее. ⚠️ Ограничения Стандартное секвенирование плохо выявляет болезни, вызванные увеличением числа повторов (например, синдром ломкой X-хромосомы, болезнь Гентингтона), изменения метилирования ДНК, мозаицизм с малой долей изменённых клеток. Экзом не охватывает большую часть регуляторных участков. Поэтому отрицательный результат не всегда означает отсутствие наследственной болезни, а данные иногда пересматривают через несколько лет, по мере накопления знаний. ⚖️ Спорные вопросы Пользу секвенирования генома у здоровых людей «для профилактики» эксперты оценивают сдержанно: большинство находок трудно толковать, а варианты неопределённого значения могут вызвать тревогу и ненужные обследования. Обсуждаются также защита генетических данных и вопрос, о каких вторичных находках следует сообщать. Поэтому генетическое тестирование такого объёма рекомендуют проводить по медицинским показаниям и с консультацией генетика.