Точные методы диагностики:
- Новейшие платформы для генетических исследований.
- Доступное объяснение основных генетических явлений.
- Широкая сеть и качественная поддержка.
- Сотрудничество с ведущими медицинскими центрами позволяет развивать и расширять генетическую панель.
Что такое секвенирование
Секвенирование — это метод определения нуклеотидной последовательности ДНК и РНК. Тестирование используется для определения генетических повреждений (мутаций) в ДНК, которые являются причиной наследственных болезней, наследственных предрасположенностей или особенностей организма. Существует несколько разновидностей секвенирования, которые позволяют выявлять возможные генетические отклонения и редкие генетические варианты, тонко влияющие на появление определенных патологий в человеческом организме.
Показания к проведению анализа с помощью метода секвенирования:
Для получения более подробной информации об исследовании вы можете позвонить по телефону:
либо воспользоваться консультацией врача-генетика
Основные этапы исследованияя
Вне зависимости от типа секвенирования процедура делится на несколько основных этапов:
консультация
образцов
исследование
данных
консультация
Таргетное секвенирование
Таргетное секвенирование - тест, позволяющий сосредоточиться на конкретных областях генома или отдельных генов. Этот метод применяется в том случае, когда есть подозрение на какое либо определенное генетическое заболевание и известно какие конкретно мутации каких генов его вызывают. В таких случаях нет необходимости исследовать все гены, а достаточно установить структуру только одного гена или некоторых его участков, так называемых горячих точек, где наличие мутации наиболее вероятно.
Для таргетного секвенирования используется обычно метод Сэнгера, который позволяет установить последовательность небольших фрагментов ДНК - до 1000 нуклеотидов в одном исследовании. Этот метод вполне подходит для анализа одного или нескольких небольших генов.
Возможности таргетного секвенирования
Метод таргетного секвенирования позволяет выделять и исследовать конкретные области геномов или отдельные гены. Технологии нового поколения позволяют рассчитывать время и затраты на исследование. Таргетному анализу могут подвергаться отдельные интересующие пациента гены, участки генов и митохондриальные ДНК.
Преимущества таргетного секвенирования
- Позволяет сфокусироваться на определённых участках, благодаря чему анализировать результат гораздо удобней;
- Существенно снижает затраты (временные и денежные);
- На обработку результата требуется относительно немного времени;
- Благодаря глубокому секвенированию на различных уровнях можно получить информацию о редких отклонениях.
Доступность метода
По сравнению с комплексными методами анализа таргетное секвенирование более выгодно. Исследуются лишь отдельные участки генов, в которых могут определяться мутации. В таком случае для диагностики требуется меньше ресурсов, поэтому таргетный поиск отдельных отклонений обойдётся гораздо дешевле, нежели полная диагностика.
Панели генов
Таргетные панели были разработаны в отношении групп заболеваний, объединенных какими-то общими симптомами, например, аутизм, задержка психического развития, онкологические заболевания и т.д. К примеру, если в истории семьи обнаруживаются признаки одного или нескольких различных наследственных опухолевых заболеваний, то семья вполне может быть носителем опухолевого наследственного заболевания. Панель “наследственный рак” объединяет серию генетических мутаций, которые могут приводить к наследственному раку. В некоторых случаях наиболее эффективной может оказаться первоначальная проверка при помощи таргетных панелей нового поколения, таких как CancerNext, с целью добиться полного покрытия задействованных генов.
Мультигенные панели
Группа исследований, предназначенных для диагностики клинически сходных заболеваний. Такие исследования могут включать от 10 до 600 генов. Они могут быть эффективны для уточнения диагноза, дифференциальной диагностики и поиска патогенных мутаций.
- Неврологическая паннель - 600 генов;
- Каналопатии сердца - 34 гена;
- Заболевания соединительной ткани - 76 генов;
- Кардиомиопатии - 120 генов
- Наследственные заболевания сетчатки - 208 генов;
- Семейная гиперхолестеринемия - 17 генов;
- Органические ацидурии - 42 гена;
- MODY-диабет - 17 генов;
- Аутизм - 144 гена;
- Мышечные дистрофии - 45 генов;
- Врожденные миопатии - 145 генов;
- Наследственный рак - 386 генов
- Тугоухость - 72 гена;
- Митохондриальная патология - 162 гена;
- Лизосомные и пероксисомные болезни накопления - 116 генов;
- Метаболические миопатии - 26 генов;
- Нарушения гликозилирования - 27 генов;
- Синдром Ли и митохондриальная энцефалопатия - 94 гена;
- Первичный иммунодефицит - 265 генов;
- Синдром Марфана и марфаноподобные синдромы - 10 генов;
- Х-сцепленная умственная отсталость - 92 гена;
- Эпилептологическая панель - 394 гена.
Полногеномный анализ
Полногеномное секвенирование дает максимально полный набор данных о структуре генетического материала и позволяет детально оценить все индивидуальные генетические вариации. Секвенатор нового поколения IlluminaNextSeq 500 может определять полную структуру генома человека за 2 дня. Каждый участок генома при этом прочитывается 30 раз для повышения точности полученных данных.
Достоверность диагностики при выборе данного вида анализа повышается, если обследовать всю семью: ребенка и родителей.
Что можно получить при полногеномном секвенировании?
Этот метод позволяет обнаружить целый ряд отклонений.
- Мутации, никогда не встречавшиеся раньше и расположенные в кодируемых и некодируемых областях генов, регуляторных участках, межгенных областях.
- Известные мутации, расположенные в кодируемых и некодируемых областях генов, регуляторных участках, межгенных областях.
- Однонуклеотидные полиморфизмы связанные наследуемыми особенностями организма.
- Небольшие вставки и делеции групп нуклеотидов - от нескольких до нескольких десятков.
Когда нужно делать секвенирование генома?
Секвенирование генома проводится в следующих случаях.
- Если есть подозрения на наследственное заболевание, когда другие молекулярные методы диагностики оказываются неэффективными.
- Для выявления наследственных предрасположенностей к заболеваниям и индивидуальных особенностей организма.
- Для выявления носительства мутаций, которые могут быть причиной наследственных заболеваний
Анализ данных
В результате полногеномного секвенирования получается огромный объем данных, который требует специальной обработки. Такая обработка включает несколько этапов.
- Анализ качества выполнения лабораторной части исследования: определение глубины покрытия, достоверности данных, наличия больших пропущенных участков, по которым не удалось получить данные.
- Анализ достоверности выявленных изменений и оценка необходимости их подтверждения другими методами.
- Анализ патогенности выявленных мутаций путем сопоставления найденных мутаций с мутациями, определенными как патогенные в базах данных и научных статьях.
- Анализ патогенности выявленных мутаций путем анализа их влияния на синтез белков.
Секвенирование экзома
Секвенирование экзома – это тест для определения генетических повреждений (мутаций) в ДНК, которые являются причиной наследственных болезней, наследственных предрасположенностей или особенностей организма.
Некоторые нуклеотиды исчезают или наоборот удваиваются или заменяются. Во многих случаях это ведет к неправильному формированию организма. Это может проявляться в виде врожденных пороков или малых аномалий развития, задержке психического развития, аутизме и других формах отклонений.
Ученые считают, что полное секвенирование экзома поможет не только обнаружить болезнь, но и предсказать ход прогрессирования заболевания и вовремя начать необходимое лечение. Выявление наследуемых мутаций также важно для оценки репродуктивных рисков.
Клиническое секвенирование экзома
Полное секвенирование экзома
Этот тест включает в себя глубокий анализ 4800 клинически значимых генов, которые связаны с известными наследственными заболеваниями. Наличие обнаруженных мутаций подтверждается классическим секвенированием по Сэнгеру. При необходимости проводится поиск аналогичных мутаций у родителей.
Цель теста – исследование экзома конкретного пациента. 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.
Результаты анализируются и проверяются целой командой специалистов медиков. 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 быть назначено врачом с целью предупредить появление болезни или вовремя начать профилактику.
Преимущества
- Экономия. Исключение каждого возможного генетического заболевания по отдельности получится намного дороже, чем использование теста, основанного на методе секвенирования;
- Высокая точность;
- Надёжные технологии и качественное оборудование;
- Анализ сдается один раз в жизни, полученные результаты в некоторых случаях могут быть полезны не только самому обследуемому, но и его родственникам).
Ход анализа
В качестве образца для анализа сдается около 10 мл крови.
Геномная ДНК - контроль качества геномной ДНК - подготовка ДНК библиотек - запуск ДНК-секвенатора - биоинформатический анализ
Подготовка ДНК библиотек - (Nextera - примерно 2 часа, TruSeq < 6 часов) → создание кластеров → секвенирование (от 1,5 до 11 дней) → демультиплексирование с помощью программы CASAVA
Срок исполнения анализа – 90 рабочих дней
Часто задаваемые вопросы
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:
- Заполненный бланк направления на тестирование (для каждого члена семьи, включая тех, чьи данные посылаются на ко-сегрегационный анализ).
- Заполненный бланк информационного согласия пациента для проверки экзома (идет в комплекте с бланком заявки для пробанда).
- Образцы пациента и, в необходимых случаях, членов семьи (все родственники пробанда первой степени, дальние родственники с тем же, что и у пробанда, фенотипом).
- Семейную и клиническую информацию:
- Детальная история болезни пациента (в форме подробных клинических записей)
- Копия семейной истории (родословной)
- Копии результатов предыдущих тестов
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.
- 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.
- 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.
- 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).
- 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).
- 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.
Биоинформатический анализ экспертного уровня:
Возможен анализ данных, предоставляемых заказчиком. Для уточнения информации свяжитесь с врачом-генетиком.
Биоинформационный анализ включает:
- анализ качества выполнения лабораторной части исследования, определение глубины покрытия, достоверности данных, наличие больших пропущенных участков по которым не удалось получить данные.
- анализ достоверности выявленных изменений и оценка необходимости их подтверждения другими методами.
- анализ патогенности выявленных мутаций путем сопоставления найденных мутаций с мутациями, определенными как патогенные в базах данных и научных статьях.
- анализ патогенности выявленных мутаций путем анализа их влияния на синтез белков.