Хромосомный микроматричный анализ
Хромосомный микроматричный анализ (ХМА) является сложной молекулярной технологией, позволяющей провести полногеномную амплификацию с последующим анализом множества отдельных фрагментов генома с применением специально подготовленной микроматрицы. Благодаря этому можно изучить всю структуру генома в одном исследовании.
Для проведения хромосомного микроматричного анализа используется твердый носитель небольшого размера (микроматрица) из стекла или кремния. В определенном порядке к нему прикреплены короткие олигонуклеотиды (8-80 нп) или фрагменты ДНК (более 100 нп).
Матрицы, используемые для хромосомного микроматричного анализа, в том числе опухоли, содержат до 2,7 млн. специфических олигонуклеотидов. Благодаря этому получают информацию о наличии генетического материала в аналогичном количестве точек генома. За счет высокой плотности маркеров можно определить минимальные потери/увеличение генетического материала всех регионов генома.
Возможности хромосомного микроматричного анализа
- анеуплоидий;
- триплоидий;
- полиплоидий;
- микродупликаций;
- микроделеций;
- несбалансированных транслокаций;
- потерю участков гетерозиготности;
- однородительских дисомий.
Этапы Хромосомного микроматричного анализа
Возможности
- Анеуплоидии
- Триплоидии и полиплоидии
- Микроделеции/микродупликации
- Несбалансированные транслокации
- Потеря участков гетерозиготности, однородительские дисомии
Ограничения
- Сбалансированные хромосомные перестройки (транслокации, инверсии)
- Точковые мутации
- Болезни экспансии тринуклеотидных повторов
- Низкоуровневый мозаицизм
- Микроделеции/микродупликации, размер которых меньше разрешающей способности микроматрицы
Хромосомный микроматричный анализ расширенный
Расширенный хромосомный микроматричный анализ выполняется на микроматрице высокой плотности (HD) которая содержит 2,67 млн. отдельных маркеров с высокой плотностью покрывающих весь геном. Разрешающая способность расширенного ХМА от 50 000 п.н. (в отдельных регионах от 10 000 п.н.)
При выполнении этого анализа все участки хромосом исследуются с максимальной точностью. Анализ позволяет установить все мельчайшие структурные нарушения в геноме как среди участков с известной клинической значимостью, так и среди других участков генома, для которых патогенные изменения ранее не были описаны. Это позволяет диагностировать не только все известные микроделеционные синдромы и синдромы связанные с аутосомно-доминантными заболеваниями (в случае делеции генов), но и ранее не описанные или очень редко встречающиеся изменения структуры хромосом.
Анализ позволят установить причину хромосомной патологии в случае недифферинцированных синдромов у детей с аутизмом, задержкой психомоторного развития, малыми аномалиями развития, множественными врожденными пороками развития.
При выполнении исследования могут быть выявлены патогенные делеции (исчезновение участков хромосом), дупликации (появление дополнительных копий генетического материала), участки с потерей гетерозиготности, которые имеют важное значение при болезнях импринтинга, близкородственных браках, аутосомно-рецессивных заболеваниях.
При наличии специфического фенотипа расширенный ХМА может быть информативен и при аутосомно-рецессивных заболеваниях (в случаях делеций генов или экзонов генов, ассоциированных с такими заболеваниями). В некоторых случаях, по результатам расширенного ХМА может быть рекомендовано обследование родителей.
Хромосомный микроматричный анализ стандартный
Стандартный хромосомный микроматричный анализ проводится на микроматрице средней плотности которая содержит 750 тыс. маркеров с высокой плотностью покрывающих все клинически значимые участки генома.
Разрешающая способность стандартного ХМА от 200 000 п.н. (в отдельных регионах от 50 000 п.н.)
При выполнении этого анализа с максимальной точностью исследуются все клинически значимые участки генома. Анализ позволяет установить нарушения в генах с известной клинической значимостью. Это позволяет диагностировать все известные микроделеционные синдромы и синдромы связанные с аутосомно-доминантными заболеваниями (в случае делеции генов).
Анализ позволят установить причину хромосомной патологии в случае недифферинцированных синдромов у детей с аутизмом, задержкой психомоторного развития, малыми аномалиями развития, множественными врожденными пороками развития.
При выполнении исследования могут быть выявлены патогенные делеции (исчезновение участков хромосом), дупликации (появление дополнительных копий генетического материала), участки с потерей гетерозиготности, которые имеют важное значение при болезнях импринтинга, близкородственных браках, аутосомно-рецессивных заболеваниях.
В некоторых случаях, по результатам стандартного ХМА может быть рекомендовано обследование родителей.
Стандартный хромосомный микроматричный анализ позволяет определить хромосомную патологию в пренатальном периоде. Метод эффективно определяет как анеуплоидии, так и патогенные микроделеции/микродупликации у плода. Для исследования необходимо небольшое количества амниотической жидкости или ворсин хориона, получаемых при инвазивной процедуре. Метод полностью заменяет кариотип и дает возможность определить контаминацию образца материнским материалом, что исключает риск ложноотрицательных результатов.
Хромосомный микроматричный анализ таргетный
Таргетный хромосомный микроматричный анализ выполняется на микроматрицах имеющих 350 тыс маркеров сосредоточенных в основных клинически значимых участках генома. Разрешающая способность таргетного ХМА от 1 000 000 п.н. (в отдельных регионах от 200 000 п.н.)
Этот анализ рекомендуется для диагностики специфических синдромов, когда необходимо их лабораторное подтверждение.
Таргетный хромосомный микроматричный анализ является информативным для выявления причин потери беременности (замершая беременность, спонтанные аборты, прерывание беременности по медицинским показаниям). При этом могут быть выявлены анеуплоидии, структурные перестройки от 1 000 000 п.н., триплоидии. Таргетный ХМА позволяет определить происхождение дополнительного набора хромосом при триплоидиях и дифференцировать доброкачественную дигиническую триплоидию от частичного пузырного заноса. Таргетный ХМА, также, позволяет диагностировать полный пузырный занос.
Хромосомный микроматричный анализ в диагностике опухоли
Исследование опухолевых клеток с помощью ХМА проводится с применением матрицы FFPE OncoScan. Хромосомный микроматричный анализ в сфере исследования опухолей позволяет сделать полногеномное исследование числа копий с детекцией участков с потерей гетерозиготности LOH, с улучшенным разрешением по 900 опухолевым генам, определить статус часто исследуемых соматических мутаций. Все эти данные можно получить на материале одной пробы.
Хромосомный микроматричный анализ в отношении опухоли может использоваться у больных миелодиспластическим синдромом при нормальном кариотипе. ХМА обнаруживает достаточно мелкие изменения, которые, однако, позволяют определять прогноз и тактику лечения пациентов.
Хромосомный микроматричный анализ в диагностике опухоли считается более чувствительным в сравнении с исследованием кариотипа. Он помогает идентифицировать изменения, которые не выявляются при помощи кариотипирования и FISH-анализа.
Хромосомный микроматричный анализ в сфере исследования опухолей позволяет обнаружить свыше 900 онкогенов и 80 соматических мутаций, провести анализ числа копий генов и участков с потерей гетерозиготности. Результаты готовы через 48 ч.
Ключевые отличия молекулярного цитогенетического анализа от классических цитогенетических методов
| Характеристика | Хромосомный микроматричный анализ | Кариотипирование | FISH |
|---|---|---|---|
| Разрешение | Высокое (от 50 kb) | Низкое (5-10 mb) | Среднее (80-200 kb) |
| Тип материала | Любой материал, содержащий ДНК | Делящиеся клетки, необходимость культивирования | Делящиеся клетки, необходимость культивирования |
| Интерпретация | Автоматизированная обработка результатов, исключающая субъективизм исполнителя | Требуется специалист высокого уровня для правильной оценки результатов | Легкая интепретация, но результат виден только в заранее определенных локусах |
| Лабораторные показатели | |||
| Специфичность | ++++ | ++ | ++++ только для известных локусов |
| Чувствительность | ++++ | + | ++++ только для известных локусов |
| Разрешение | ++++ | + | ++++ |
| Гетерозиготность | |||
| Однородительские дисомии | Да | Нет | Нет |
| Родство | Да | Нет | Нет |
| Потери гетерозиготности | Да | Нет | Нет |
| Примечание | Молекулярная диагностика множества генетических дефектов | Диагностика грубой хромосомной патологии | Подтверждение диагноза |
Варианты хромосомного микроматричного анализа
- Стандартным. Используется микроматрица средней плотности (750 тыс. маркеров).
- Расширенным. Применяют микроматрицу высокой плотности (2,67 млн. маркеров).
- Таргетным. Проводят с использованием микроматриц, имеющих 350 тыс. маркеров.
Стандартный и расширенный хромосомный микроматричный анализ позволяет установить причины хромосомной патологии при наличии недифференцированных синдромов у детей с задержкой психомоторного развития, аутизмом, множественными врожденными пороками развития, малыми аномалиями развития.
Таргетный ХМА используется при диагностике специфических синдромов, при необходимости их лабораторного подтверждения. Также он применяется для выявления причин потери беременности (спонтанные аборты, замершая беременность, прерывание беременности по показаниям), для подтверждения полного пузырного заноса.
Воспользоваться диагностическими возможностями метода ХМА можно в медико-генетическом центре «Геномед».