Полноэкзомное секвенирование - поиск предположительно наследственного заболевания с интерпретацией (Whole Exome Sequencing)

Обращаем Ваше внимание, что для ряда генетических исследований необходимо заполнение анкет:

• Анкета 1 
• Анкета 2 

Синонимы: Экзом; Экзомное секвенирование; Секвенирование полного экзома.

WES.

Краткое описание исследования «Полноэкзомное секвенирование – поиск предположительно наследственного заболевания с интерпретацией»

Экзом – это совокупность всех экзонов, то есть всех белок-кодирующих участков ДНК. Этот объем генетической информации составляет примерно 1,5-2% от всего генома. Остальная часть ДНК состоит из некодирующих белок участков ДНК: интронов генов, а также областей, которые участвуют в регуляции экспрессии генов (процесс преобразования наследственной информации в конечный функциональный продукт – РНК/белок) и контролируют реализацию генетической информации в целом. Полноэкзомное секвенирование, то есть «прочтение всей кодирующей последовательности ДНК», является наиболее подходящим анализом для множества клинических ситуаций, поскольку более 85% известных патогенных вариантов ДНК (мутаций), вызывающих наследственные заболевания, обнаруживается именно в экзонах.

Секвенирование экзома особенно полезно, когда клиническая картина у пациента характерна для ряда клинически гетерогенных заболеваний, причина которых может быть найдена в одном из большого количества генов. К тому же полноэкзомное секвенирование следует рассматривать, когда патологическое состояние демонстрирует высокую наследуемость в семье или есть иные основания подозревать его генетическую этиологию, но количество потенциальных генов-кандидатов велико.

Отличительные особенности исследования с технической стороны

Глубина покрытия на оборудовании MGISEQ-2000 – не менее 100х на каждый участок экзома, благодаря чему достигается равномерное покрытие всех участков экзома и точное прочтение каждого участка гена. За счет длинных и глубоких прочтений можно увидеть больше информации на каждом экзоме, это обеспечивает минимальный риск пропустить генетическую информацию на сложных участках экзома.

Тройная проверка исследования и указание технических сведений проходит в соответствии с международными стандартами генетических исследований: специалист лаборатории отвечает за соблюдение качества самого исследования и подготовку образца к секвенированию, биоинформатик и врач-генетик интерпретируют данные с точки зрения клиники пациента и его анамнеза.

Ограничения

Ввиду некоторых технических ограничений, секвенирование экзома не может покрыть 100% целевых участков. Мы обеспечиваем необходимое для достоверного обнаружения гетерозиготных вариантов покрытие: не менее 10х для 90% целевых участков. Частота ошибочно обнаруженных вариантов при секвенировании экзома в среднем составляет не больше 1%, но в отдельных участках может достигать 5%, поэтому релевантные варианты рекомендуется подтверждать независимым секвенированием по Сэнгеру или другими референсными методами, если такая возможность существует.

Выявление некоторых типов вариантов методом экзомного секвенирования затруднено или невозможно. К таким вариантам относятся:

• структурные изменения хромосом (инверсии, транслокации, делеции, амплификации);
• полиплоидии;
• анеуплоидии;
• варианты, ассоциированные с протяженными участками триплетных и других повторов;
• варианты в генах с наличием в геноме близкого по последовательности псевдогена или паралога;
• варианты в GC-богатых участках;
• варианты в интронах за пределами канонических сайтов сплайсинга;
• эпигенетические варианты.

Метод имеет ограниченную чувствительность в отношении вариантов в состоянии мозаицизма.

Результаты клинического секвенирования интерпретируются в контексте:

• клинической картины заболевания конкретного пациента;
• его семейной истории;
• результатов проведенных исследований (лабораторных, инструментальных и др.).

Изучаются только варианты, которые потенциально могут иметь отношение к заболеванию пациента. Результаты секвенирования экзома могут быть интерпретированы неверно, если предоставленная информация ошибочна или неполная; в частности, в заключение могут не попасть варианты, ассоциированные с заболеваниями, признанными в ходе интерпретации не имеющими отношения к описанию клинической картины пациента. Предоставление большего количества клинически значимой информации может помочь более точной оценке значимости выявленных вариантов.

Выявленные варианты не всегда объясняют все клинические проявления у пациента. Возможны случаи, когда в заключении по результатам секвенирования отсутствуют клинически значимые генетические варианты. Это не означает, что исследование выполнено некачественно или не в полном объеме, и не говорит о том, что наследственная природа заболевания исключена. Невыявление молекулярной причины заболевания по результатам секвенирования может быть связано:

• либо с недостаточной изученностью генетических вариантов, генов и/или их связей с моногенными наследственными заболеваниями на данной стадии развития науки;
• либо с ограничениями методики исследования.

Проведение повторного биоинформатического анализа и клинической интерпретации данных секвенирования спустя некоторое время (год или несколько лет) может привести к включению в заключение генетических вариантов, не сообщенных ранее, в связи с появлением новой информации в научных публикациях и базах данных.

С какой целью выполняют исследования

Исследование проводят при подозрении на наследственное заболевание.

Литература

1. Рыжкова О. П. и др. Руководство по интерпретации данных последовательности ДНК человека, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS)(редакция 2018, версия 2) //Медицинская генетика. – 2019. – Т. 18. – №. 2. – С. 3-23.
2. Armstrong G. L. et al. Pathogen genomics in public health //New England Journal of Medicine. – 2019. – Т. 381. – №. 26. – С. 2569-2580.
3. Goldfeder R. L. et al. Human genome sequencing at the population scale: a primer on high-throughput DNA sequencing and analysis //American journal of epidemiology. – 2017. – Т. 186. – №. 8. – С. 1000-1009.
4. Meng L. et al. Use of exome sequencing for infants in intensive care units: ascertainment of severe single-gene disorders and effect on medical management //JAMA pediatrics. – 2017. – Т. 171. – №. 12. – С. e173438-e173438.
5. Miller D. T. et al. ACMG SF v3. 0 list for reporting of secondary findings in clinical exome and genome sequencing: a policy statement of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) //Genetics in medicine. – 2021. – Т. 23. – №. 8. – С. 1381-1390.
6. Richards S. et al. Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology //Genetics in medicine. – 2015. – Т. 17. – №. 5. – С. 405-423.
7. Sawyer S. L. et al. Utility of whole‐exome sequencing for those near the end of the diagnostic odyssey: time to address gaps in care //Clinical genetics. – 2016. – Т. 89. – №. 3. – С. 275-284.
8. Tan T. Y. et al. Diagnostic impact and cost-effectiveness of whole-exome sequencing for ambulant children with suspected monogenic conditions //JAMA pediatrics. – 2017. – Т. 171. – №. 9. – С. 855-862.

Правила подготовки к исследованию

В день сдачи биоматериала не рекомендуется употреблять пищу с высоким содержанием жиров.

Внимание! Обязательно предоставление копий медицинских документов (см. инструкцию).

Исследование не следует проводить, если за последние 4 недели пациенту было проведено переливание цельной крови или лейкоцитарной массы или не прошло 120 дней после химиотерапии.

Важно отметить, что некоторые медицинские процедуры, такие как пересадка костного мозга и лечение стволовыми клетками могут привести к неверным результатам. Необходимо сообщать о наличии в анамнезе таких процедур.

Информация для принятия решений в связи с проведением полноэкзомного секвенирования

Литература

1. Рыжкова О. П. и др. Руководство по интерпретации данных последовательности ДНК человека, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS)(редакция 2018, версия 2) //Медицинская генетика. – 2019. – Т. 18. – №. 2. – С. 3-23.
2. Armstrong G. L. et al. Pathogen genomics in public health //New England Journal of Medicine. – 2019. – Т. 381. – №. 26. – С. 2569-2580.
3. Goldfeder R. L. et al. Human genome sequencing at the population scale: a primer on high-throughput DNA sequencing and analysis //American journal of epidemiology. – 2017. – Т. 186. – №. 8. – С. 1000-1009.
4. Meng L. et al. Use of exome sequencing for infants in intensive care units: ascertainment of severe single-gene disorders and effect on medical management //JAMA pediatrics. – 2017. – Т. 171. – №. 12. – С. e173438-e173438.
5. Miller D. T. et al. ACMG SF v3. 0 list for reporting of secondary findings in clinical exome and genome sequencing: a policy statement of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) //Genetics in medicine. – 2021. – Т. 23. – №. 8. – С. 1381-1390.
6. Richards S. et al. Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology //Genetics in medicine. – 2015. – Т. 17. – №. 5. – С. 405-423.
7. Sawyer S. L. et al. Utility of whole‐exome sequencing for those near the end of the diagnostic odyssey: time to address gaps in care //Clinical genetics. – 2016. – Т. 89. – №. 3. – С. 275-284.
8. Tan T. Y. et al. Diagnostic impact and cost-effectiveness of whole-exome sequencing for ambulant children with suspected monogenic conditions //JAMA pediatrics. – 2017. – Т. 171. – №. 9. – С. 855-862.

Литература

1. Рыжкова О. П. и др. Руководство по интерпретации данных последовательности ДНК человека, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS)(редакция 2018, версия 2) //Медицинская генетика. – 2019. – Т. 18. – №. 2. – С. 3-23.
2. Armstrong G. L. et al. Pathogen genomics in public health //New England Journal of Medicine. – 2019. – Т. 381. – №. 26. – С. 2569-2580.
3. Goldfeder R. L. et al. Human genome sequencing at the population scale: a primer on high-throughput DNA sequencing and analysis //American journal of epidemiology. – 2017. – Т. 186. – №. 8. – С. 1000-1009.
4. Meng L. et al. Use of exome sequencing for infants in intensive care units: ascertainment of severe single-gene disorders and effect on medical management //JAMA pediatrics. – 2017. – Т. 171. – №. 12. – С. e173438-e173438.
5. Miller D. T. et al. ACMG SF v3. 0 list for reporting of secondary findings in clinical exome and genome sequencing: a policy statement of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) //Genetics in medicine. – 2021. – Т. 23. – №. 8. – С. 1381-1390.
6. Richards S. et al. Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology //Genetics in medicine. – 2015. – Т. 17. – №. 5. – С. 405-423.
7. Sawyer S. L. et al. Utility of whole‐exome sequencing for those near the end of the diagnostic odyssey: time to address gaps in care //Clinical genetics. – 2016. – Т. 89. – №. 3. – С. 275-284.
8. Tan T. Y. et al. Diagnostic impact and cost-effectiveness of whole-exome sequencing for ambulant children with suspected monogenic conditions //JAMA pediatrics. – 2017. – Т. 171. – №. 9. – С. 855-862.

Интерпретация результатов исследования содержит информацию для лечащего врача и не является диагнозом. Информацию из этого раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. Точный диагноз ставит врач, используя как результаты данного обследования, так и нужную информацию из других источников: анамнеза, результатов других обследований и т.д.

Трактовка результатов исследования «Полноэкзомное секвенирование – поиск предположительно наследственного заболевания с интерпретацией»

Выдается заключение по результатам биоинформатического анализа данных секвенирования ДНК (полное секвенирование экзома).

Заключение содержит информацию для лечащего врача и не является диагнозом. Полученную информацию нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. Точный диагноз ставит врач, используя как результаты данного обследования, так и нужную информацию из других источников: анамнеза, результатов других обследований и т.д.

Сырые данные секвенирования в формате FASTQ предоставляются по запросу.

Литература

1. Рыжкова О. П. и др. Руководство по интерпретации данных последовательности ДНК человека, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS)(редакция 2018, версия 2) //Медицинская генетика. – 2019. – Т. 18. – №. 2. – С. 3-23.
2. Armstrong G. L. et al. Pathogen genomics in public health //New England Journal of Medicine. – 2019. – Т. 381. – №. 26. – С. 2569-2580.
3. Goldfeder R. L. et al. Human genome sequencing at the population scale: a primer on high-throughput DNA sequencing and analysis //American journal of epidemiology. – 2017. – Т. 186. – №. 8. – С. 1000-1009.
4. Meng L. et al. Use of exome sequencing for infants in intensive care units: ascertainment of severe single-gene disorders and effect on medical management //JAMA pediatrics. – 2017. – Т. 171. – №. 12. – С. e173438-e173438.
5. Miller D. T. et al. ACMG SF v3. 0 list for reporting of secondary findings in clinical exome and genome sequencing: a policy statement of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) //Genetics in medicine. – 2021. – Т. 23. – №. 8. – С. 1381-1390.
6. Richards S. et al. Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology //Genetics in medicine. – 2015. – Т. 17. – №. 5. – С. 405-423.
7. Sawyer S. L. et al. Utility of whole‐exome sequencing for those near the end of the diagnostic odyssey: time to address gaps in care //Clinical genetics. – 2016. – Т. 89. – №. 3. – С. 275-284.
8. Tan T. Y. et al. Diagnostic impact and cost-effectiveness of whole-exome sequencing for ambulant children with suspected monogenic conditions //JAMA pediatrics. – 2017. – Т. 171. – №. 9. – С. 855-862.