Badanie genetyczne WES z dokładną analizą zmian CNV
Jedna próbka, jeden raport i wspólna analiza różnych typów zmian genetycznych. Jedyne badanie WES, które wykrywa zmiany CNV z dokładnością uzyskiwaną tylko w mikromacierzy aGCH.
Badanie WES jest dziś jednym z najważniejszych badań wykorzystywanych w diagnostyce chorób genetycznych. Pozwala jednocześnie przeanalizować tysiące genów i szukać zmian, które mogą odpowiadać za objawy pacjenta.
Trzeba jednak pamiętać, że WES został stworzony przede wszystkim do analizy eksomu, czyli tych fragmentów genów, które zawierają informacje potrzebne do produkcji białek.
Dlatego standardowe badanie WES bardzo dobrze wykrywa przede wszystkim niewielkie zmiany w zapisie DNA – na przykład zmianę jednej „litery” kodu genetycznego albo utratę czy dodanie kilku takich liter. Nie wszystkie choroby genetyczne powstają jednak w ten sposób.
Czasami problem jest znacznie większy: brakuje fragmentu genu albo przeciwnie – jego fragment występuje w dodatkowej kopii. Takie zmiany nazywamy CNV.
W testDNA w badaniu WES Premium badamy zmiany CNV z dokładnością, która pozwala zastąpić mikromacierz. Co więcej takie podejście czyli kompleksowa analiza genomu w jednym badaniu, zamiast wykonywania dwóch odrębnych to nie tylko wygoda. To przede wszystkim szansa na wykrycie zmian w genach, które przy dwóch osobnych badaniach mogłyby zostać przeoczone – wyjaśnimy to dokładnie niżej.
Dlaczego sam standardowy WES może nie wystarczyć?
Spis treści
Wyobraźmy sobie gen jak książkę. Standardowy WES bardzo dokładnie sprawdza zapis w poszczególnych rozdziałach. Może znaleźć pojedynczy błąd w słowie, brak kilku liter albo niewielką zmianę tekstu. Ale czasami w DNA:
- brakuje całej strony,
- brakuje kilku stron,
- cały fragment został podwojony,
- brakuje większego fragmentu obejmującego jeden lub kilka genów.
To właśnie przykłady zmian CNV. Niektóre laboratoria rozszerzają standardowy WES o dodatkową analizę CNV. Jednak zwykle jej zakres i rozdzielczość nie są wystarczające, aby mogła zastąpić osobne badanie mikromacierzy.
Dlatego w diagnostyce genetycznej często stosuje się dwa uzupełniające się badania: WES – żeby szukać przede wszystkim małych zmian w genach oraz mikromacierz array CGH – żeby szukać utraty lub powielenia większych fragmentów DNA.
Dlaczego połączenie badania WES z bardzo dokładną analizą zmian CNV w jednym badaniu może być szczególnie ważne?
Najprościej można powiedzieć, że oba badania patrzą na DNA z nieco innej perspektywy. WES może wykryć np. niewielką zmianę w genie odpowiedzialnym za chorobę, której mikromacierz nie zobaczy. Z kolei mikromacierz może wykryć delecję lub duplikację większego fragmentu DNA, której standardowa analiza WES może nie wykryć lub nie ocenić z wystarczającą dokładnością. Dlatego badania te często się uzupełniają.
Wielu pacjentów otrzymuje od lekarza zatem zalecenie – najpierw WES, a jeśli nie uda się znaleźć przyczyny choroby – dodatkowo mikromacierz albo odwrotnie. To oznacza dwa badania, dwa procesy diagnostyczne, a czasami także dwa osobne pobrania i dwa raporty.
Jest jednak jeszcze jeden problem. Dwa osobne badania mogą pozostawić lukę diagnostyczną Nie chodzi wyłącznie o wygodę czy czas. W niektórych chorobach przyczyną objawów mogą być dwie różne zmiany tego samego genu.
Przykład: pacjent ma dwie kopie danego genu – jedną odziedziczoną od mamy, drugą od taty. W jednej kopii znajduje się mała zmiana, którą dobrze wykrywa WES. W drugiej kopii brakuje fragmentu genu -jest tam delecja, którą może wykryć analiza CNV. Dopiero obie zmiany razem mogą wyjaśniać chorobę pacjenta. I tutaj pojawia się problem, jeżeli badania wykonywane są osobno. Laboratorium wykonujące WES znajduje jedną zmianę w genie. Ale ponieważ do wystąpienia danej choroby potrzebne są dwie zmienione kopie genu, sam ten wynik może nie wystarczyć do postawienia diagnozy. Drugie laboratorium wykonuje mikromacierz i znajduje delecję obejmującą ten sam gen. Ocenia ją jednak jako osobny wynik i nie ma informacji o niewielkiej zmianie wykrytej wcześniej w WES.
W rezultacie możemy mieć: jeden wynik WES, który sam nie wyjaśnia choroby oraz jeden wynik mikromacierzy, który sam również nie daje pełnej odpowiedzi. Dopiero zestawienie obu informacji pokazuje, że uszkodzone są obie kopie tego samego genu. To szczególnie ważne w przypadku niektórych chorób dziedziczonych autosomalnie recesywnie. Dlatego w testDNA proponujemy WES, który łączy oba rodzaje analizy.
W jakich chorobach taka dokładna analiza WES + CNV może mieć znaczenie?
Są choroby, w których u jednego pacjenta mogą występować dwa różne rodzaje zmian genetycznych- na przykład niewielka zmiana w jednej kopii genu i większa delecja w drugiej.
Dobrym przykładem jest mukowiscydoza (gen CFTR) – większość zmian odpowiedzialnych za chorobę to niewielkie warianty, ale występują również duże delecje obejmujące fragmenty genu. Opisywano pacjentów, u których jedna kopia CFTR zawierała niewielką zmianę, a druga dużą delecję.
Podobna sytuacja może występować w fenyloketonurii (gen PAH) -oprócz zmian punktowych znane są delecje obejmujące jeden lub kilka eksonów genu PAH. Znaczenie CNV wykazano również w dziedzicznych chorobach siatkówki i zespole Ushera, m.in. w genie USH2A, w którym występują delecje i duplikacje obejmujące fragmenty genu.
Innym dobrym przykładem są dystrofia mięśniowa Duchenne’a i Beckera (DMD/BMD). W genie DMD bardzo często występują delecje lub duplikacje całych eksonów, ale u części pacjentów przyczyną choroby są niewielkie zmiany w sekwencji DNA. Oznacza to, że pełna diagnostyka musi uwzględniać zarówno większe zmiany liczby kopii, jak i małe warianty sekwencji.
Z kolei w niektórych postaciach wrodzonego niedosłuchu znany jest mechanizm, w którym wariant genu GJB2 współwystępuje z dużą delecją regionu GJB6. Samo sekwencjonowanie GJB2 może więc nie pokazać całej przyczyny problemu.
Te przykłady pokazują, dlaczego w diagnostyce genetycznej ważne jest nie tylko sprawdzenie dużej liczby genów. Równie ważne jest to, czy badanie potrafi wykrywać różne rodzaje zmian i analizować je razem. Właśnie tutaj połączenie WES z dokładną analizą CNV może mieć przewagę nad standardowym badaniem eksomu.
Czy to oznacza, że każdy WES, który bada zmiany CNV to wykryje?
Nie. I tutaj właśnie jest sedno problemu. Większość laboratoriów analizuje zmiany CNV na poziomie, który nie pozwala wykryć tego, co wykryje klasyczny kariotyp mikromacierzy. Inaczej jest z WES Premium.
WES Premium został zaprojektowany tak, aby w ramach jednego badania przeprowadzić bardzo dokładną analizę eksomu, zmian intronowych, które również mogą mieć znaczenie diagnostyczne oraz analizę zmian CNV w całym genomie z rozdzielczością zbliżoną do mikromacierzy array CGH.
Poza regionami kodującymi możliwe jest wykrywanie zmian CNV o wielkości około 50 kb, natomiast w obrębie genów rozdzielczość jest jeszcze większa.
To ważna różnica w porównaniu ze standardowym WES, w którym dodatkowa analiza CNV nie osiąga poziomu pozwalającego traktować ją jako alternatywę dla mikromacierzy.
Co daje pacjentowi połączenie WES i dokładnej analizy CNV?
Przede wszystkim szersze poszukiwanie przyczyny choroby już podczas jednego badania i tym samym wyższą skuteczność badania WES.
Analizowane są zarówno małe zmiany w genach, jak i utrata lub powielenie większych fragmentów DNA. Dodatkowo wszystkie znalezione zmiany trafiają do jednego procesu analizy i jednego raportu. Dzięki temu, jeżeli w tym samym genie występuje na przykład niewielka zmiana wykryta przez WES oraz delecja wykryta w analizie CNV, laboratorium może od razu ocenić je razem.
Nie powstają dwa niezależne wyniki, które dopiero później trzeba ze sobą zestawiać.
Przykład – dlaczego może mieć to znaczenie? Załóżmy, że przyczyną choroby dziecka jest uszkodzenie obu kopii jednego genu. Od mamy dziecko odziedziczyło niewielką zmianę w DNA. Od taty – delecję jednego z fragmentów tego samego genu. Standardowy WES może znaleźć pierwszą zmianę. Mikromacierz może znaleźć drugą. Ale największą wartość diagnostyczną daje informacja: „Obie zmiany dotyczą tego samego genu i razem mogą wyjaśniać objawy pacjenta”.
W zintegrowanym badaniu można szukać obu typów zmian jednocześnie i interpretować je w tym samym kontekście. Jedno badanie zamiast kolejnych etapów diagnostyki W tradycyjnej ścieżce pacjent może przechodzić kolejno przez: WES → brak jednoznacznej diagnozy → mikromacierz → ponowną analizę wyników. WES Premium pozwala od początku rozszerzyć diagnostykę o dokładną analizę CNV.
Dla pacjenta oznacza to:
- wybór badania o najwyżej skuteczności w wykrywaniu chorób genetycznych
- jedno pobranie próbki
- szybki wynik – WES Premium to jedyny WES, gdzie na wynik czekasz tylko 4-5 tygodni
O co zapytać laboratorium, które deklaruje wykrywanie zmian CNV w badaniu WES?
Informacja, że badanie WES obejmuje również analizę CNV nie oznacza jeszcze, że jest ona wykonywana z taką samą dokładnością w każdym laboratorium.
W standardowym WES analizę CNV można przeprowadzić na podstawie danych z sekwencjonowania, ale jej możliwości zależą m.in. od zastosowanej technologii, pokrycia badanych regionów i sposobu analizy danych.
Dlatego przed wyborem badania warto zapytać laboratorium przede wszystkim:
- jak małe zmiany CNV jest w stanie wykryć,
- czy analiza obejmuje cały genom czy głównie regiony kodujące oraz czy wykrywa delecje obejmujące pojedynczy ekson.
Warto również poprosić o podanie:
- zwalidowanej czułości wykrywania takich zmian*
- i zapytać wprost: „Czy dokładność i rozdzielczość analizy CNV pozwalają zastąpić osobne badanie mikromacierzy array CGH?”
Samo stwierdzenie „wykrywamy CNV” nie jest odpowiedzią na to pytanie.
W WES Premium zastosowano specjalny całogenomowy układ sond CNV, dzięki któremu zmiany są analizowane w całym genomie z rozdzielczością około 50 kb poza regionami kodującymi i jeszcze wyższą w obrębie genów – producent określa tę rozdzielczość jako porównywalną z array CGH. Dodatkowo deklarowana czułość wykrywania delecji pojedynczego eksonu wynosi ponad 92%, a delecji obejmujących co najmniej 3 eksony ponad 96%.
WES Premium z dokładną analizą CNV – najczęściej zadawane pytania i odpowiedzi
Treści na tej stronie zostały przygotowane przez zespół specjalistów laboratorium testDNA, które od ponad 20 lat zajmuje się badaniami DNA w Polsce. Naszą misją jest dostarczanie pacjentom rzetelnych informacji oraz nowoczesnych rozwiązań diagnostycznych.
W pracach nad materiałami edukacyjnymi uczestniczą lekarze, diagności laboratoryjni oraz konsultanci medyczni, którzy na co dzień wspierają kobiety po poronieniach i pary zmagające się z niepłodnością. Dzięki temu masz większą pewność, że informacje, które czytasz, są oparte na aktualnej wiedzy medycznej i praktyce klinicznej.
