Next Generation Sequencing

Next Generation Sequencing

امروزه با توجه به پیشرفت‌های چشمگیری که در زمینه علم ژنتیک به وجود آمده است، روش‌های قدیمی انجام آزمایشات ژنتیک به دلیل محدودیت های فنی، سرعت پایین و بالا بودن هزینه، پاسخگوی نیاز متخصصین و بیماران نمی باشند. در نتیجه تلاش در جهت کم کردن هزینه‌ها و کاهش زمان انجام آزمایش، منجر به شکل گیری تکنولوژی‌های “توالی یابی نسل جدید” با توان عملکردی بالا (NGS) شده است.

کاربردهای توالی یابی نسل جدید (NGS)

١- توالی یابی کل ژنوم Whole Genome Sequencing

این روش توالی کامل DNA انسان (نواحی کد کننده و غیر کد کننده) را مشخص می نماید.

٢- توالی یابی اگزوم Exome Sequencing

در این روش تنها نواحی کد کننده ژنوم انسان مورد توالی یابی قرار می گیرند.

٣- روش توالی یابی هدفدار ( Targeted Gene Sequencing) یا پنل های NGS

در این روش که بعنوان پنل های ژنی نیز شناخته می شود، تنها ژن های محدودی که معمولا مربوط به بیماری خاصی می باشند مورد بررسی قرار می گیرند؛ مانند پنل ناشنوایی و یا ژن های بزرگی که بررسی آنها با روش های سنتی توالی یابی بسیار مشکل است.

Whole Exome Sequencing

آزمایش اگزوم (WES) چیست؟

آزمایش اگزوم به معنای توالی یابی کل ژن های کد کننده پروتئین در ژنوم می باشد که بسته به نوع گونه بین %٢-١ ژنوم را شامل می شود. این کار با هزینه ای بسیار کمتر از توالی یابی کل ژنوم قابل انجام می باشد. بنابراین برای محققان مقرون به صرفه تر است که فقط توالی های اگزونی را مورد بررسی قرار دهند. اگزون ها با اینکه تنها ٢% از کل ژنوم را به خود اختصاص داده اند، اما در حدود ٨۵% از جهش های مولکولی DNA را که مسبب بسیاری از بیماری های ژنتیکی در انسان است، شامل می شوند.

آزمایش اگزوم (WES) در چه مواردی کاربرد دارد؟

آزمایش اگزوم، اکثر جهش های ژنتیکی که با بیماری های انسانی مرتبط است را مشخص می کند. از جمله موارد پر کاربرد برای بهره بردن از تکنیک WES:

– مواردی که جهش در ژن های مختلف می تواند به تظاهرات بالینی یکسان منجر شود. مانند: عقب ماندگی ذهنی، تاخیر در رشد، کوتاهی قد، ناشنوایی، اختلالات متابولیک، بدشکلی های پیچیده، بیماری های عضلانی، نابینایی ارثی، بیماری های قلبی- عروقی و … .
– بیماری هایی با علائم کاملا نامشخص و یا مجموعه ای از علائم که افتراق دادن آن ها باهم مشکل است و یا در واقع مواردی که ژن دخیل در بیماری ناشناخته است.
– موارد مشکوک به بیماری ژنتیکی با علت ناشناخته

در این موارد علت یابی و توالی یابی این ژن ها به وسیله روش های قدیمی، علاوه بر زمان بر بودن، توجیه اقتصادی ندارد. لذا با استفاده از آزمایش اگزوم که از کاربردهای NGS است، به بررسی بیماری مربوطه پرداخته می شود.

مثال هایی از کاربرد توالی یابی نسل جدید در تشخیص ناهنجاری های ژنتیکی:

شماری از بیماری ها همراه با ظاهر مشابه می توانند دارای علل ایجاد کننده ژنتیکی متفاوت باشند، در این موارد می توان به سادگی با تعیین توالی تمامی ژن های مربوطه توسط روش های NGS، علت ایجاد کننده را شناسایی کرد. به طور مثال :

– یک مزیت بزرگ این تکنیک در بحث ژنتیک سرطان است، جایی که انجام پنلی از تست ها برای رسیدن به تشخیص، نسبت به روش های سنتی در زمان کوتاهتری قابل انجام می باشد.

– کاربرد جالبی از NGS استفاده از آن در تشخیص قبل از تولد (روش غیر تهاجمی) اختلالات کروموزوم های ١٣ ، ١٨ و ٢١ می باشد.

– در موارد تاخیر تکاملی در شیرخواران، ممکن است مشکوک به یک بیماری متابولیک با علت نامشخص باشیم، لذا پس از مشورت با فوق تخصص متابولیک و انجام آزمایشات اولیه می توان برای تشخیص نهایی از آزمایش اگزوم (WES) استفاده کرد.

WES تشخیص ها را بهبود بخشیده، مدیریت بیماری را تغییر داده و زمینه را برای تشخیص ژن های مسبب بیماری ها مهیا ساخته است. با تعیین علت ژنتیکی بیماری ها و مسجل شدن تشخیص، ارایه خدمات و مراقبت های بهداشتی به بیماران بهبود یافته است. پیش بینی می شود که در آینده استفاده تشخیصی از WES بیش از پیش افزایش یابد.

اهداف کلی در توالی یابی کل ژنوم (WES):

تشخیص بیماری فرد
انتخاب برنامه درمانی مناسب: در بعضی مواقع بیماری قابل درمان است و یا تشخیص بیماری به بهبود شرایط بیمار کمک می کند.
بررسی و شناسایی جهش مورد نظر در فرد بیمار و والدین وی و جلوگیری از تکرار تولد نوزاد مبتلا
تعیین و بررسی وضعیت ناقلی در بستگان نزدیک و جلوگیری از وقوع این بیماری در سایر افراد خانواده

درحال حاضر بسیاری از مراحل مذکور در آزمایشگاه پارس ژنوم قابل انجام است. در این آزمایشگاه ٢ دستگاه NGS وجود دارد که از آن در تشخیص بسیاری از بیماری ها استفاده می شود تا با صرف زمان کمتر و هزینه پایین ترخدمات ارزنده ای به بیماران و متقاضیان ارائه شود. برای انجام این آزمایش ها نیاز به آمادگی خاصی از جانب بیمار نیست و مدت زمان جواب دهی آن ٢ تا ٣ ماه می باشد.