Полное секвенирование генома GenomeUNI

Информация об исследовании:

Секвенирование генома – определение всей последовательности ДНК в ядре клетки и в митохондриях.  На сегодняшний день это самое полное генетическое исследование, которое выявляет максимальное количество возможных генетических изменений, которые могут быть  причиной генетического заболевания.

Виды генетических изменений, определяемых полным секвенированием генома:

• Однонуклеотидные  и мультинуклеотидные варианты (SNV и MNV);
• Малые вставки-делеции (in/del) до 50 пар нуклеотидов
• Вариации числа копий генов (CNV), такие как делеции/микроделеции и дупликации/микродупликации различного размера;
• Участки потери гетерозиготности и однородительские дисомии;
• Варианты в митохондриальном геноме с детекцией гетероплазмии >5%;
• Сбалансированные хромосомные изменения с определением точек разрыва (с ограничениями);
• Экспансия тандемных повторов в 37 генах (с ограничениями).

В отличии от других исследований полное секвенирование генома определят наличие всех вариантов не только в кодирующих областях генома (экзонах) но и в некодирующих (интроны, нетранслируемые регионы, межгенные участки) на которые приходится до 5% патогенных генетических вариантов.

Показания для проведения полного секвенирования генома:

• Исследование первой линии при необходимости дифференциальной диагностики среди гетерогенной группы наследственных заболеваний (клинически схожей), при неспецифических сочетаниях врожденных пороков развития, при наличии которых затруднен выбор таргетного исследования; 
• Исследование второй линии, при отрицательном результате прочих методов диагностики;
• Поиск мутаций в некодирующих областях генома.

Проведение полного секвенирования генома в качестве исследования первой линии, благодаря  широкому охвату видов генетической патологии,  позволяет получить точные результаты и сократить время постановки диагноза генетического заболевания.

Метод исследования и его клиническая эффективность: Секвенирование нового поколения (NGS) со средним числом прочтений каждого участка генома не менее 30x (это означает, что каждый участок генома прочитывается в среднем не менее 30 раз для нивелирования ошибок сиквенса). Следует знать, что полное секвенирование генома выявляет причину при подозрении на генетическое заболевание примерно у 50% пациентов в случае использования его в качестве теста теста первой линии.  При клиническом секвенировании генома после панелей или полного секвенирования экзома дополнительное выявление вариантов происходит в 5-8% случаев (прежде всего за счет детекции вариантов в некодирующих участках генома и определения CNV c высоким разрешением). 

Ограничения метода:  Метод не выявляет генетические варианты в повторяющихся вариантах генома (гены, имеющие псевдогены, паралоги, сегментарные повторы). Короткие тандемные повторы, точки разрыва и сбалансированные транслокации определяются с небольшой точностью. Точность метода, также снижена в сложных участках генома (GC богатые и poly-n участки).  

Заключение по результатам исследования: В результате исследования может быть получена информация о десятках тысяч генетических вариантов, которые, как правило, являются непатогенными, даже если и находятся в клинически значимых генах. Для оценки патогенности каждого обнаруженного варианта используются специальные алгоритмы, которые позволяют выделить только варианты, которые с наибольшей вероятностью могут быть патогенными. Таких вариантов может быть от нескольких до нескольких десятков.  Если при заказе исследования пациент представил медицинскую документацию, то среди клинически значимых вариантов вариантов выбираются те, которые имеют отношение к фенотипу пациента. В заключение включаются только варианты, являющиеся патогенными и вероятно патогенными в соответствии с критериями ACMG или классифицированы таковыми в базе данных ClinVar и имеющие связь с фенотипом пациента.  К заключению прилагается файл со всеми обнаруженными вариантами. Однако, следует знать, что интерпретация данных секвенирования является непростой задачей, требующих специальных знаний. Только врач-генетик, прошедший специальную подготовку может дать правильную консультацию по результатам исследования.

Следующее обследование: При выявлении клинически значимых вариантов может потребоваться обследование родителей пробанда или других родственников. Если тест не выявил причины заболевания но подозрение на его генетическую причину осталось, то пациенту могут быть рекомендованы специфические методы обследования по рекомендации врача-генетика. Генетические технологии развиваются быстро и новые методы диагностики появляются ежегодно. Следите за новыми возможностями. Получите консультацию врача генетика и сделайте переанализ данных через 6-12 месяцев.

FAQ(Frequently Asked Questions)

1. Описание исследования: 

Анализ ДНК проводится по технологии секвенирования нового поколения методом парно-концевого чтения. Для пробоподготовки используется методика фрагментации ДНК PCR free технологии пробоподготовки для анализа.

Анализ покрывает 98,5% всего генома.

Среднее покрытие составляет не менее 30х. Это означает, что каждый исследуемый участок генома в среднем анализируется не менее 30 раз для избежания влияния технических ошибок чтения на результаты исследования. Такое покрытие позволяет осуществлять детекцию вариантов, в среднем, не менее чем 98%. Для сложных участков генома (например, GC-богатых участков) среднее покрытие может быть ниже. Участки генома с покрытием, не соответствующим критериям достоверности вследствие технических ограничений сиквенса, в дальнейший анализ не включаются.

2. Возможности исследования: 

Метод позволяет выявить наследуемые или вновь возникшие (de novo) изменения структуры ДНК которые могут являться причиной генетического заболевания:

- Однонуклеотидные замены в том числе в интронных и межгенных участках.

- Небольшие инсерции и делеции – от 1 нуклеотида

- Делеции и дупликации (CNV) любого размера

- Варианты в митохондриальной ДНК

- Тринуклеотидные повторы (болезни экспансии)

3. Как проводится обработка данных:

Обработка данных секвенирования проводится с использованием автоматизированного алгоритма, включающего выравнивание прочтений на референсную последовательность генома человека (hg38), постпроцессинг выравнивания, выявление вариантов и фильтрацию вариантов по качеству, а также аннотацию выявленных вариантов по каноническому транскрипту каждого гена и их приоритезацию с учетом рекомендаций ACMG. Варианты, не соответствующие критериям качества из дальнейшего анализа исключаются.

Автоматизированный алгоритм приоритезирует варианты по вероятности их клинического значения для данного пациента. Однако, это не означает, что какой-либо из обнаруженных вариантов является причиной заболевания у пациента.

4. Интерпретация данных 

Для оценки значимости варианта необходимо сопоставление найденных вариантов с клинической картиной пациента, а в некоторых случаях дополнительный биоинформатический анализ.

Если обнаруженный вариант ранее классифицирован как патогенный это не означает, что он может быть патогенным и у другого пациента.

Для оценки клинической релевантности выявленных вариантов при дальнейшем анализе необходимо использовать базу данных OMIM, специализированные базы данных по отдельным заболеваниям (при наличии) и литературные данные

В приоритезированный список включены обнаруженные варианты в кодирующих областях генов, обладающие средним и высоким влиянием на синтез белка (миссенс, нонсенс, сдвиг рамки считывания), а также варианты в сплайсинговых участках генов. Синонимичные варианты (не приводящие к замене аминокислот) и варианты в интронных областях генов, а также варианты с высокой частотой и не описанные ранее как патогенные, не включены в приоритезированный список.

5. Выдача первичных данных:

По запросу пациента или лечащего врача могут быть представлены первичные данные секвенирования в формате FASTQ. Однако, анализ таких данных требует дополнительной их обработки, которая выполняется только подготовленным специалистом. Данная услуга является платной.

6. Сроки готовности: 

Мы делаем все возможное, чтобы вы получили свои результаты в согласованные сроки. Однако в отдельных случаях время подготовки отчета может быть увеличено.

Это связано со сложностью и многоэтапностью процесса генетического анализа, который требует безупречной точности на каждом шагу. Основные причины возможных задержек:

 1 Сложность биоинформатической обработки.

Секвенирование генерирует огромный массив данных. Их анализ требует мощных вычислительных ресурсов и сложных алгоритмов. Иногда для обеспечения максимальной точности и надежности результата нашим специалистам требуется дополнительное время для валидации и настройки биоинформатической обработки.

 2 Повторное секвенирование образца.

Контроль качества — неотъемлемая часть нашей работы. Если на этапе первичного анализа мы получаем данные, не удовлетворяющие нашим строгим внутренним стандартам качества (например, из-за низкой глубины прочтения или артефактов), мы проводим повторное секвенирование образца. Это гарантирует, что заключение будет сформировано на основе качественных данных, но требует дополнительного времени.

 3 Технические работы и модернизация.

Для повышения эффективности и точности анализов мы регулярно проводим плановые технические работы и обновляем оборудование и программное обеспечение. Эти кратковременные периоды необходимы для постоянного улучшения сервиса.