آزمایش هول اگزوم و اهمیت آن در تشخیص بیماری ها
برای میلیون‌ها فرد مبتلا به بیماری‌های نادر که حدوداً ۸۰% این بیماری ها اساس ژنتیکی دارند، شناسایی نقص ژنتیک عامل ایجاد بیماری، اولین قدم اساسی جهت تشخیص می باشد. در این راستا تعیین توالی و خوانش تمام ژن های (اگزوم) فرد بیمار با آزمایش Whole Exome Sequencing (WES) که توسط کالج ژنتیک پزشکی آمریکا (ACMG) بعنوان اولین گزینه تشخیصی جهت شناسایی علل زمینه ساز اختلالات ژنتیکی در بیماران زیر ۱۸ سال سن که دارای یک یا چند ناهنجاری مادرزادی و یا تاخیر تکاملی و یا انواع ناتوانی های ذهنی هستند پیشنهاد می گردد.
هدف از انجام آزمایش Whole Exome Sequencing (WES) که از تکنولوژی تعیین توالی نسل جدید ژن‌ها یا Next Generation Sequencing (NGS) استفاده می‌کند، بررسی حدوداً بیست هزار ژن انسانی در مبتلایان به بیماری‌های توارثی می‌باشد. آزمایش WES نه تنها جهت شناسایی موتاسیون‌های ژنتیکی در مبتلایان به ناهنجاری‌های مادرزادی بلکه همچنین برای بیماران با علائم بالینی یا سابقه مثبت خانوادگی که علت بیماری آنها با سایر آزمایشات از قبیل کاریوتایپ، میکرو اری و یا بررسی تک ژنی قابل‌تشخیص نبوده‌اند پیشنهاد می‌گردد.
آزمایش هول اگزوم (WES) چیست؟
همان‌طور که اشاره شده تست تعیین توالی کل ژن‌ها یا WES با نام دیگر NGS یک روش آزمایشگاهی به منظور خوانش و تعیین توالی ژن‌ها و نهایتاً شناسایی جهش‌های عامل بیماری‌های ژنتیکی نادر می‌باشد؛ یعنی بیماری‌هایی که تشخیص آنها از روی علائم بیماری توسط پزشک متخصص با چالش مواجه شده لذا در روشی معکوس، یعنی به کمک شناسایی ژن معیوب، تشخیص نوع بیماری قطعی می‌گردد تا به مدیریت آن بیماری ژنتیکی و ارائه اطلاعات به خانواده بیمار درباره الگوی توارث بیماری و خطر انتقال آن به نسل بعد و همچنین شناسایی راهکارهای درمانی در صورت وجود درمان برای آن بیماری کمک شود.
آزمایش WES چگونه انجام می‌شود؟
اولین مرحله جهت پذیرش و انجام تست WES نمونه گیری از بیمار می‌باشد که با توجه به هدف، نمونه مورد نیاز متفاوت خواهد بود. برای مثال جهت تشخیص بیماری‌های ارثی و مادرزادی (مادرزادی یعنی هر بیماری که از بدو تولد همراه نوزاد وجود دارد) از قبیل انواع عقب‌ماندگی‌های ذهنی، بیماری‌های تکاملی، اختلالات قلبی عروقی، انواع بیماری‌های عصبی – عضلانی و یا انواع بیماری‌های متابولیک (بیماری‌های نقص در آنزیم) نمونه مورد نیاز، خون فرد مبتلا می‌باشد تا نمونه DNA که حاوی ژن‌های فرد است از نمونه خون جداسازی شود و بعد با تکنولوژی تعیین توالی نسل جدید یا همان NGS تمامی حدوداً بیست هزار ژن بیمار بررسی شوند و در آخر نتایج حاصله توسط متخصصین ژنتیک مورد آنالیز قرار گیرد تا ژن دارای جهش از بین بیست هزار ژن انسانی شناسایی گردد و به کمک آن ژن معیوب نوع بیماری در فرد مبتلا تعیین شود. بعد از انجام WES یا همان NGS و شناسایی جهش در ژن مربوطه، آن ژن دارای جهش باید در نمونه خون پدر و مادر و در صورت نیاز و بنا بر تشخیص پزشک در سایر بستگان هم با روشی ارزان‌تر و سریع‌تر بنام تعیین توالی سنگر مورد بررسی قرار بگیرد تا مشخص شود که جهش مولد بیماری از کدام والد به ارث رسیده و آیا جهش ژنتیکی شناسایی شده اصلاً می‌تواند عامل بیماری باشد یا خیر. البته لازم به ذکر است که با توجه به پیشرفت روزانه علم ژنتیک و کشف تدریجی ژن‌های جدید و بیماری زا در مواردی اندک (حدوداً ۲۰% مبتلایان) ممکن است توسط تست WES ژن عامل بیماری شناسایی نشود که در چنین مواردی آنالیزهای دوره‌ای به ازاء حدوداً هر شش ما یکبار توصیه می‌گردد تا با پیشرفت روزانه علم ژنتیک شانس شناسایی ژن بیماری هدف افزایش یابد.
بر خلاف بیماری‌های ارثی گروهی از بیماری‌ها هستند که در اغلب موارد (حدوداً ۹۵% موارد) غیرارثی هستند و تنها در مواردی اندک (حدودا ۵%) دارای الگوی تکرار و الگوی توارث در خانواده ها هستند مانند اکثر سرطان ها، برای مثال در بررسی ژنتیک سرطان پستان و یا هر سرطان دیگری توجه به دو هدف ذیل در اولین قدم از طرف خانواده و پزشک بسیار حائز اهمیت است:
- ۱- اگر هدف، غربالگری انواع سرطان های شایع در فردی فاقد علامت و همچنین فاقد سابقه خانوادگی باشد، نیاز به نمونه خون فرد فاقد علامت، جهت انجام تست NGS به منظور شناسایی ژن معیوب می باشد تا در این صورت اقدامات زودهنگام جهت پیشگیری از ابتلا به آن نوع از سرطان اتخاذ گردد.
- ۲- اگر هدف، بررسی الگوی توارث سرطان در یک فرد فاقد علامت ولی با سابقه مثبت خانوادگی باشد، در چنین مواردی نیز نیاز به نمونه خون فرد فاقد علامت جهت انجام تست NGS به منظور شناسایی ژن معیوب می باشد تا در این صورت اقدامات زودهنگام جهت پیشگیری از ابتلا به آن نوع از سرطان اتخاذ گردد.
- ۳- اگر هدف، بررسی پروتکل های درمانی و شناسایی داروهای مناسب شیمی درمانی برای فرد مبتلا به سرطان باشد دیگر نمونه خون برای این موارد مناسب نخواهد بود، در عوض نیاز به نمونه بیوپسی شده از بافت سرطانی بصورت بلوک های پارافینی وجود دارد تا تست NGS روی نمونه بیوپسی تومور انجام گردد ولی توجه به این نکته بسیار حائز اهمیت است که هزینه انجام این نوع تست بر روی بافت سرطانی در حال حاضر بسیار بالاست ضمن اینکه با توجه به پیشرفت روزانه علم ژنتیک و عدم کشف تمام ژن های مرتبط با انواع بیماری ها، ممکن است هیچگونه جهش مسئول آن نوع خاص از سرطان شناسایی نشود و یا جهش شناسایی شود ولی در آن برهه از زمان هیچ گونه داروی معتبری برای آن جهش و درمان آن نوع از سرطان وجود نداشته باشد.
تفسیر نتیجه آزمایش WES و اینکه چه کسانی باید آن را انجام دهد؟
تست WES یا همان NGS دارای دو مرحله است، یکی انجام فنی تست و تعیین توالی ژن‌ها و دیگری آنالیز نتایج خام توسط متخصصین آزمایشگاه ژنتیک درمانگاه ابن‌سینا، لازم به ذکر است که اطلاع قبلی از علائم فرد بیمار که نیاز است پزشک معالج به‌صورت کتبی برای آزمایشگاه ژنتیک ارسال نماید بسیار راه‌گشا جهت آنالیز نتایج و دستیابی به نتیجه مطلوب است دستورالعمل کالج ژنتیک پزشکی آمریکا (ACMG) تغییرات شناسایی شده طی آزمایش WES در ژن‌های فرد مبتلا از نظر احتمال بیماری زایی در یکی از گروه‌های ذیل طبقه بندی می‌گردد:
- ۱. تغییرات ژنتیکی با اهمیت کلینیکی نامشخص (Variant of Uncertain Significance: VUS) که اهمیت این نوع تغییرات در ایجاد بیماری مورد نظر هنوز مشخص نیست و باید تحقیقات بیشتری در سطح جهانی جهت بررسی قطعیت نقش آنها در ایجاد بیماری مربوطه انجام شود.
- ۲. تغییرات ژنتیکی احتمالاً بیماری زا (Likely Pathogenic) که این نوع تغییرات به احتمال زیاد بیماری زا هستند؛ اما برای اثبات آن نیاز به تحقیقات جهانی گسترده‌تر می‌باشد.
- ۳. تغییرات ژنتیکی بیماری زا (Pathogenic) یا همان جهش‌ها که این نوع تغییرات قطعاً باعث ایجاد بیماری‌های ژنتیکی می‌گردند.
نهایتاً بعد از شناسایی جهش و ژن معیوب و نهایتاً بیماری مرتبط با آن ژن، گزارش کتبی خدمت پزشک معالج ارجاع می‌گردد تا علائم بیماری شناسایی شده را با علائم فرد بیمار انطباق دهد، در صورت انطباق و تأیید بیماری توسط پزشک بنا بر درخواست پزشک و خانواده آن نقص ژنتیکی می‌بایست در خانواده هم بررسی گردد تا هم بیماری زایی آن جهش در سایر بستگان مورد ارزیابی قرار گیرد و هم اینکه الگوی توارث آن جهش ژنتیکی در خانواده مشخص شود. ضمناً در صورت عدم تأیید جهش و ژن شناسایی شده به‌واسطه عدم انطباق علایم بیماری گزارش شده با علائم فرد بیمار ممکن است به درخواست پزشک آنالیز مجدد روی نتایج خام به‌صورت رایگان انجام شود.
چه زمانی نیاز به انجام آزمایش WES است؟
زمان انجام و افراد یا خانواده‌های کاندید برای تست WES به‌طورکلی عبارت‌اند از:
- پیش از ازدواج‌های فامیلی، دقت شود که در ازدواج‌های فامیلی حتی با نسبت خویشاوندی بسیار دور و بدون هر گونه سابقه بیماری‌های ژنتیکی در بستگان چون احتمال بروز بیماری‌های ژنتیکی در فرزندان بیشتر از ازدواج غیر فامیلی است، با شناسایی وضعیت ناقلی در بین زوجین به کمک تست WES می‌توان از تولد فرزند مبتلا به بیماری‌های ژنتیکی پیشگیری نمود.
- پیش از ازدواج‌های غیر فامیلی ولی باسابقه بیماری‌های ژنتیکی در خویشاوندان.
- پیش از بارداری، دقت شود که با توجه به زمان سقط قانونی در کشور که حداکثر ۱۸ هفته و ۶ روز می‌باشد و اینکه تست WES پروسه‌ای زمان گیر است؛ لذا انجام این تست حین بارداری اصلاً توصیه نمی‌گردد چرا که به‌جز زمان‌گیر بودن این تست دیگر وقت کافی جهت تأیید نتیجه WES با روش آزمایشگاهی دوم نیز وجود نخواهد داشت. پس انجام این تست پیش از بارداری روی نمونه خون والدین مناسب‌تر خواهد بود در مقایسه با انجام آن حین بارداری.
- انجام تست WES روی نمونه خون نوزادان و یا کودکان مبتلا به بیماری‌های ژنتیکی.
- انجام تست WES روی نمونه خون بستگان یک فرد مبتلا به بیماری‌های ژنتیکی.
- انجام تست WES روی نمونه خون یا بافت افراد بالغ مبتلا به اختلالات بزرگسالی از قبیل انواع سرطان‌ها یا آلزایمر و غیره.
3 دیدگاه ها