Примерно четверть из 3386 пациентов, чья ДНК была представлена для клинического тестирования всего экзома, получили диагноз, связанный с известным генетическим заболеванием, что часто заканчивается долгим поиском ответов для них и их родителей, говорят исследователи из медицинских отделений Бейлорского колледжа. молекулярная и человеческая генетика и педиатрия, а также Центр секвенирования генома человека Бейлора и Научный центр здравоохранения Техасского университета в Хьюстоне.
В онлайн-отчете в Журнале Американской медицинской ассоциации ученые во главе с доктором. Япин Ян, директор лаборатории лаборатории полного генома в Бейлоре, и Кристин Энг, профессор молекулярной генетики и генетики человека в Бейлоре и старший директор Лаборатории медицинской генетики Бейлора, обнаружили молекулярный диагноз (что означает генетическую мутацию или вариацию, связанную с заболеванием). в 25 процентах большой группы случаев, что подтверждает для этой гораздо большей группы пациентов диагностический результат их первоначального отчета о первых 250 случаях, который был опубликован в Медицинском журнале Новой Англии чуть более года назад.
"Я считаю, что результаты этого отчета навсегда изменят будущую практику педиатрии и медицины в целом," сказал доктор. Джеймс Р. Лупски, профессор молекулярной генетики и педиатрии в Baylor и соавтор отчета. "Это всего лишь вопрос времени, когда геномика поднимется в списке дел врача и будет заказана до постановки дифференциального диагноза. Это будет новая «семейная история», которая, что еще лучше, даст вам как важные варианты, унаследованные от каждого родителя, так и новые мутации, которые способствуют восприимчивости к болезням."
Фактически, большой процент диагнозов был поставлен пациентам, унаследовавшим новую мутацию (в яйцеклетке или сперме), которая ранее не наблюдалась у их родителей.
"Регулярное применение новых методов генома в клинике не только приносит пользу пациентам, но и меняет наши представления об исследованиях," сказал доктор. Ричард Гиббс, директор Бейлорского медицинского колледжа Центра секвенирования генома человека и автор отчета.
"Было замечательно наблюдать, как эта очень большая команда коллег переходила от пациента в клинике к самым передовым геномным технологиям, чтобы дать семьям ответы там, где раньше их не было," сказал доктор. Артур Боде, профессор молекулярной генетики и генетики человека, который возглавлял кафедру, когда была основана Лаборатория цельного гена, и который основал Лаборатории медицинской генетики Медицинского колледжа Бейлора.
"Частота диагностики сохраняется для всего набора недиагностированных 3386 пациентов, которым в период с июня 2012 г. по август 2014 г. было выполнено полное секвенирование экзома," сказал Энг, который сообщил о подробном анализе 2000 последовательных пациентов.
Процедура включала секвенирование ДНК пациентов с использованием новых технологий секвенирования, называемых секвенированием следующего поколения, и сравнение этих результатов с нормальным эталоном. Затем любые мутации, связанные с заболеванием, также сравнивались с ДНК родителей, чтобы определить, унаследовал ли ребенок ее от одного или обоих родителей, чтобы лучше понять причину заболевания. В этом исследовании секвенирование всего экзома также выявило способы клинического вмешательства врачей для облегчения или устранения негативных симптомов и предоставления семьям дополнительной информации о возможном течении болезни.
По словам Янга, первого автора исследования JAMA, помимо подтверждения 25-процентной диагностической вероятности у гораздо большей группы пациентов, новейшее исследование показывает, что редкие генетические события очень сильно влияют на восприимчивость к болезням.
Среди основных факторов, способствующих развитию болезни, – события de novo, в которых впервые происходит одно изменение в составе гена (известное как менделевская мутация) у пациента, однопородная дисомия (при которой человек наследует две копии гена). мутация от того же родителя), мозаицизм и количество копий, сказала она.
"Клиническое секвенирование экзома может помочь в диагностике широкого спектра заболеваний, которые являются диагностическими дилеммами," сказал Лупски, клинический педиатр-генетик из Техасской детской больницы. Многие пациенты в исследовании были направлены из детских медицинских центров Техаса или других медицинских центров США.
"Редкие варианты и менделевская болезнь вносят важный вклад в популяции болезней. Это резко контрастирует с мнением популяционных генетиков, которые исследуют (с помощью полногеномных ассоциативных исследований), как распространенные варианты влияют на восприимчивость к болезням. Мы находим, что «редкие варианты» в совокупности действительно в значительной степени способствуют восприимчивости к болезням. Отдельные заболевания могут быть редкими, но таких заболеваний тысячи, и многие другие определяются с помощью геномики," сказал Лупски.
"Я ожидаю, что через несколько лет мы узнаем о важности секвенирования всего экзома в медицине взрослых и в областях педиатрии, не находящихся в стадии разработки," сказал доктор. Шэрон Плон, профессор педиатрии и молекулярной генетики и генетики человека в Бейлоре, а также директор Клиники онкологической генетики Бейлора и член Техасского детского онкологического центра. "В настоящее время мы проводим при поддержке NIH клиническое испытание секвенирования всего экзома у онкологических больных в детском возрасте, чтобы узнать о его потенциальной полезности для этих пациентов."
В подробном исследовании 2000 пациентов 504 пациентам был поставлен молекулярный диагноз, из которых 280 пациентов имели мутацию одного гена, которая вызвала заболевание (аутосомно-доминантный), 181 – аутосомно-рецессивный (два мутировавших гена), 65 – X-сцепленные (мутация на Х-хромосома), и один предположительно унаследовался через митохондрии. В пяти случаях пациент унаследовал две копии мутировавшего гена от одного и того же родителя (монородительская дисомия). Из доминантных мутаций 208 были мутациями de novo, не унаследованными ни от одного из родителей, 32 были унаследованы, а 40 не были определены, поскольку родительские образцы не были доступны для лабораторного анализа.
Среди мутаций de novo пять продемонстрировали мозаицизм, что свидетельствует о том, что мутация произошла после оплодотворения. Мозаицизм означает, что у пациента небольшая популяция клеток с другим генетическим паттерном, чем у большинства клеток в организме.
Исследователи обнаружили 708 аллелей предполагаемых причинных вариантов в 504 случаях, при этом большинство вариантов являются новыми и ранее не сообщались. Следует отметить, что почти 30 процентов диагнозов были поставлены на основе генов болезней, выявленных исследователями только за последние три года. В 65 случаях не было доступного генетического теста, кроме секвенирования экзома, чтобы найти мутировавший ген на момент заказа теста.
Двадцать три пациента (около 5 процентов) имели мутации в двух разных генах, которые могли объяснять различные аспекты состояния здоровья пациента.
"Врачи обычно пытаются найти один диагноз, который объясняет все проблемы, которые могут быть у пациента. Мы обнаружили, что в некоторых случаях у пациента может быть смешанный фенотип двух разных состояний," сказал анг. "То, что пациенты могут иметь два разных редких генетических заболевания, объясняющих их состояние, было неожиданным открытием до использования полного секвенирования экзома."
В 2000 случаях случайные находки с медицинскими показаниями, которые могли привести к ранней диагностике, скринингу или лечению, были обнаружены у 92 пациентов. У трех пациентов было более одного открытия.
"В 25 процентах случаев, в которых был проведен молекулярный диагноз, эта информация завершила диагностическую одиссею, обеспечила более информированное медицинское управление и позволила точно определить репродуктивные риски, но в относительно небольшом числе случаев привела к конкретному лечению, чтобы полностью изменить состояние," авторы написали.