211service.com
Ja pat genoma sekvencēšana nesniedz diagnozi
Sems D'Orazio
Četrus gadus vecais Bekets Edvardss ir paveicis ģenētisko testēšanu. Un viņa ģimenei joprojām nav atbildes.
Drīz pēc viņa piedzimšanas viņa vecāki Ēriks un Trisija pamanīja, ka viņa muskuļi ir izkliedēti. Līdz divarpus gadu vecumam Bekets bija sācis zaudēt savu 40 līdz 50 vārdu garo vārdu krājumu. Tagad viņš spēj pateikt tikai dažus vārdus un pārsvarā pļāpāt.
Tāpat kā visi vecāki, kuru bērns nav labi, Ēriks un Trisija, kuri dzīvo Losandželosā, vēlas diagnozi. Ārstiem ir aizdomas, ka Beketam ir ģenētiski traucējumi, un atbilde ir viņa DNS. Ģenētiskie testi bieži palīdz ārstiem noteikt diagnozes un dažos gadījumos novirzīt pacientus uz ārstēšanu (skatiet Lēna virzība uz labāku medicīnu ). Šī cerība ir novedusi Edvardsu ģimeni uz diagnostikas odiseju, veicot virkni arvien detalizētāku testu, galu galā sekvenējot visu Beketa genomu. Samazinoties gēnu sekvencēšanas izmaksām, pacientiem par reālu iespēju ir kļuvuši visaptverošāki testi.
Beketa ārsti vispirms ieteica standarta ģenētiskos testus, tostarp vienu iedzimtu traucējumu, ko sauc par Pradera-Villi, retu slimību, kas, šķiet, atbilst dažiem viņa simptomiem. Bet šie testi izrādījās negatīvi.
Tā kā dažas slimības tika izslēgtas, ģimene pārgāja uz nākamo posmu: visa eksomu sekvencēšana. Tas ietver visu cilvēka zināmo gēnu sekvencēšanu — ex in exome apzīmē izteiktu, kas nozīmē tikai DNS, kuras uzdevums ir vadīt proteīnu ražošanu. Eksoms veido tikai 1,5 procentus no sešiem miljardiem DNS burtu cilvēka genomā, bet gēnu mutācijas, visticamāk, izraisa slimības. Džila Mokrija, Hjūstonas Beiloras Medicīnas koledžas ģenētiskā padomniece, eksomu sauc par ģenētikas zemu augli.
Visi trīs Edvardu ģimenes locekļi saņēma visu eksomu sekvences testu. Tā kā Beketa vecāki ir veseli, jebkādas neparastas DNS mutācijas, kas viņiem ir, var tikt izslēgtas kā viņa slimības cēlonis. Eksomu sekvencēšana pirmo reizi tika ieviesta specializētās klīnikās pirms aptuveni septiņiem gadiem. Pētījumi liecina, ka tas var noteikt diagnozi aptuveni 25 līdz 30 procentus laika. Piemēram, a gadā publicēts pētījums Daba martā atklāja, ka visa eksomu sekvencēšana veiksmīgi noveda pie diagnozes 29 procentiem no 150 bērnu neiroloģijas pacientiem, salīdzinot ar 7 procentiem standarta ģenētiskajos testos. Cits pētījums no februāra parādīja, ka visa eksome tests identificēja ģenētisku cēloni 26,5 procentiem no 200 pieaugušajiem ar iedzimtām sirds problēmām, salīdzinot ar 18 procentiem parastajos ģenētiskajos testos.
Ēriks un Trisija domāja, ka eksome noteikti noturēs ģenētisko mutāciju, kas ir atbildīga par Beketa simptomiem. Bet, kad arī netika atklāts neviens acīmredzams vaininieks, Kalifornijas universitātes ārsts Losandželosā ieteica ģimenei pieteikties Nediagnosticētu slimību tīkls , Nacionālo veselības institūtu uzsāktais pētījums, lai palīdzētu pacientiem ar iepriekš neidentificētiem veselības traucējumiem.
Bekets tika pieņemts drīz pēc pētījuma atklāšanas 2015. gada rudenī, un pagājušajā gadā viņš saņēma visa genoma sekvencēšanas testu. Visa genoma sekvencēšana nodrošina visas DNS nolasīšanu cilvēka hromosomās un spēj identificēt gandrīz visas ģenētiskās variācijas formas. Ēriks Edvards saka, ka ar šo testu viņš noteikti domāja, ka viņi saņems diagnozi.
Beketa genomu sekvencēja HudsonAlpha Biotehnoloģijas institūts Alabamā, kur tiek veikts pētījums, lai salīdzinātu eksoma un genoma sekvencēšanu. Institūta cena par visa genoma sekvencēšanu ir aptuveni 6500 USD, savukārt eksoma sekvencēšana var izmaksāt no USD 5000 līdz USD 5500, saka Liza Vorteja, HudsonAlpha ģenētiķe. Tā kā abu testu izmaksas ir kļuvušas tik līdzīgas, Vortijs iesaka pacientiem, kuri nav saņēmuši diagnozi, izlaist eksomu un doties tieši uz genomu.
Institūts aplūkoja pilnus genomus 70 grūti atdalāmiem gadījumiem, kuri iepriekš bija saņēmuši eksomu sekvencēšanu, nesaņemot atbildes. 17 gadījumos jeb aptuveni 24 procentos pilnīgais genoms atklāja ģenētisku mutāciju, kas bija vai nu galīgais, vai iespējamais pacienta simptomu cēlonis. 47 citos jeb aptuveni 67 procentos pacientu genomos bija neparasts DNS variants, ko nevarēja tieši saistīt ar viņu slimību.
Bieži vien genomā mēs atrodam variantu, bet šis gēns vai reģions, cik mums zināms, vienkārši nav saistīts ar slimību, tāpēc mēs nevarēsim neko droši pateikt, saka Vortijs.
Analīze, kas tika iesniegta pagājušajā mēnesī ikgadējā klīniskās ģenētikas sanāksmē Fīniksā, parādīja, ka visa genoma sekvencēšana dažkārt var nodrošināt diagnozi, ja iepriekšējā visa eksoma sekvencēšana to nevarēja izdarīt. Bet tas arī atklāj, ka genoms joprojām nav labi izprotams un ka zinātnieki vēl nezina visas genoma izmaiņas, kas var izraisīt slimības.
Īzaks Kohens no Hārvardas Medicīnas skolas Biomedicīnas informātikas katedras saka, ka cilvēki, kas analizē genomu, var vienkārši nepamanīt redzamo iemeslu — tā saukto viltus negatīvo.
Mūsu spēja atšķirt to, kas patiesībā varētu izraisīt slimību, joprojām ir diezgan neapstrādāta, saka Kohane. Tātad mums ir nezināms viltus negatīvs rādītājs.
Vēl viena problēma ir tā, ka ne visas genoma interpretācijas ir vienādas: dažādas pētnieku grupas var atšķirīgi analizēt viena un tā paša pacienta sekvencēšanas rezultātus. Pati sekvencēšana tiek automatizēta ar mašīnu, un pētnieki izmanto īpašu programmatūru un tiešsaistes rīkus, lai izsijātu lielos iegūto datu apjomus (skatiet DNS internetu). Tomēr ne visi zinātnieki ir vienlīdz kvalificēti genoma failu parsēšanā, saka Kohane.
Tāpat kā biopsijas iegūšana krūtīs, lai diagnosticētu vēzi, ir pelnījis otru atzinumu, tāpat arī genoma atkārtota lasīšana, saka Kohane.
Edvardsu ģimenei joprojām ir dažas iespējas noteikt diagnozi. Metjū Hercogs, UCLA Nediagnosticēto slimību tīkla pētījuma koordinators, saka, ka pētnieki pēta citus veidus, kā uzlauzt neatrisinātus gadījumus, piemēram, RNS sekvencēšanu, kas analizē izmaiņas DNS transkripcijā. Ir iespējams arī atkārtot aizdomīgās DNS izmaiņas pelēm un zebrām, lai noskaidrotu, vai tās neizraisa simptomus, kas līdzīgi tiem, kas novēroti cilvēka pacientam.
Hercogs un viņa kolēģi domā, ka ir identificējuši pacientu Jaunzēlandē, kuram ir tādi paši simptomi kā Beketam. Ja viņi var iegūt šī pacienta genoma sekvencēšanu, tas var atklāt DNS mutāciju, kas ir kopīga abiem bērniem.
Taču Ēriks Edvards atzīst, ka viņš un viņa sieva atrodas tajā brīdī, kad esam gatavi, ka mēs, iespējams, nekad neuzzināsim.