Sekwencjonowanie całoeksomowe (WES) – profilaktyczna diagnostyka genetyczna

Oferta badań genetycznych dostępnych na polskim rynku poszerza się w coraz szybszym tempie. Oprócz typowych testów diagnostycznych, nakierowanych na wykrycie określonych chorób i zaburzeń istnieje coraz większy dostęp do profilaktycznych badań genetycznych, przeznaczonych do oceny wrodzonych predyspozycji genetycznych człowieka. Jednym z najważniejszych badań z tej grupy jest sekwencjonowanie całoeksomowe wykonywane metodą sekwencjonowania nowej generacji (NGS, next generation sequencing). O tym, na czym polega to badanie i dla kogo jest przeznaczone, odpowiadamy w poniższym artykule.

Na czym polega profilaktyczne badanie eksomu i czym różni się od innych badań genetycznych?

Badanie WES, czyli sekwencjonowanie całoeksomowe (whole exome sequencing) polega na analizie sekwencji wszystkich genów pacjenta w celu poszukiwania zmian genetycznych będących przyczyną objawów chorobowych lub też zwiększających predyspozycje do zachorowania. Inaczej mówiąc, badanie WES służy do określenia, jakie warianty poszczególnych genów posiada badana osoba i czy któryś z tych wariantów jest patogenny, tzn. czy może prowadzić do rozwoju choroby lub też zwiększać prawdopodobieństwo jej wystąpienia w przyszłości. 

Badanie to jest wykonywane metodą NGS, która pozwala na wykrywanie nie tylko mutacji punktowych, ale także rozległych zmian strukturalnych, obejmujących delecje (utratę) lub duplikacje (pojawienie się dodatkowej kopii) fragmentu genu, całego genu lub kilku genów sąsiadujących ze sobą.

Standardowe badanie całoeksomowe umożliwia identyfikację ok. 85% spośród wszystkich znanych wariantów patogennnych, zlokalizowanych w sekwencjach kodujących genów. Autorska technologia poszerzonego badania eksomu (WES_EXT, pozwala na analizę aż 99,6% znanych wariantów patogennych, w tym także 99,1% wariantów patogennych zlokalizowanych w promotorach, intronach, regionach międzygenowych (sekwencjach niekodujących genów) i w mitochondrialnym DNA. Dzięki temu panel WES_EXT umożliwia analizę wszystkich rejonów istotnych klinicznie.

Jako wynik badania całoeksomowego pacjent otrzymuje raport, w którym opisane są wykryte warianty genetyczne, które mogą mieć znaczenie kliniczne oraz informacje dotyczące dalszych zaleceń diagnostycznych i terapeutycznych. 

Wynik badania WES umożliwia określenie ryzyka wystąpienia choroby o podłożu genetycznym u pacjenta i ryzyka przekazania tej skłonności potomstwu, ale to nie wszystko. Pozwala także na opracowanie planu działań zapobiegawczych, skutecznie obniżających to ryzyko. 

Kiedy warto wykonać badanie WES?

Badanie WES może wykonać każda osoba dorosła, która chce poznać swoje predyspozycje genetyczne do określonych chorób i zacząć świadomie troszczyć się o swoje zdrowie. 

W szczególności jest ono rekomendowane tym pacjentom, którzy:

• cierpią na chorobę, która może mieć podłoże genetyczne, a poznanie profilu genetycznego mogłoby wpłynąć na przebieg leczenia;
• chorują lub chorowali na nowotwór i chcą sprawdzić, czy ma lub miał on podłoże genetyczne, co może determinować sposób leczenia i zalecenia profilaktyczne;
• pochodzą z rodziny, w której występowały powtarzające się przypadki chorób mogących mieć podłoże genetyczne lub zgony z niewyjaśnionych przyczyn, szczególnie u młodych osób;
• doświadczają nietypowych objawów, które nie zostały dotychczas w pełni zdiagnozowane;
• mają trudności z poczęciem dziecka i donoszeniem ciąży;
• planują ciążę i chcą sprawdzić, czy nie są nosicielami wariantów patogennych, które mogliby przekazać swojemu potomstwu.

Jak wygląda przebieg badania WES w praktyce?

Pobrana próbka krwi jest wysyłana do laboratorium, gdzie wykonuje się izolację DNA. W kolejnym etapie wyizolowany materiał genetyczny jest sekwencjonowany z użyciem technologii WES_EXT przy pomocy sekwenatora NovaSeq 6000 firmy Illumina. Zsekwencjonowany eksom jest następnie poddawany automatycznej analizie bioinformatycznej i interpretowany przez doświadczony, multidyscyplinarny zespół ekspertów obejmujący bioinformatyków, biotechnologów, diagnostów laboratoryjnych i lekarzy specjalizujących się w genetyce klinicznej.

Czas oczekiwania na wyniki wynosi ok. 8 tygodni od momentu pobrania próbki. Po tym czasie pacjent otrzymuje tzw. raport medyczny zawierający:

• opis najważniejszych wariantów genetycznych, które mogą być związane z chorobą o podłożu genetycznym czy niepokojącymi objawami;
• zestaw dodatkowych informacji opisujących wpływ tych wariantów na daną cechę lub chorobę wraz z danymi literaturowymi stanowiącymi ich źródło;
• listę zaleceń diagnostycznych i terapeutycznych;
• dodatkowe wskazania doświadczonego lekarza specjalisty genetyki klinicznej.

Dlaczego cena badania WES jest wyższa niż ceny innych badań genetycznych?

Badanie pełnej sekwencji genetycznej eksomu wraz z dodatkowymi niekodującymi fragmentami DNA, realizowane za pomocą technologii WES_EXT jest w stanie zastąpić kilkadziesiąt, a nawet kilkaset innych badań genetycznych.

W ramach badania WES poznawana jest pełna sekwencja genów danej osoby, która pozostaje niezmienna całe życie, dlatego badanie to wykonuje się tylko raz, a jego wynik jest ważny na zawsze.

Jeżeli w przyszłości pacjent będzie miał zalecenie wykonania badań genetycznych (opartych na technologii NGS), to może zastąpić je danymi z raportu z badania WES.

Na cenę badania wpływa oczywiście wiele czynników: od kosztów odczynników i innych materiałów wykorzystywanych w analizie, poprzez rodzaj technologii stosowanej przy sekwencjonowaniu, aż do szczegółowości i formy raportu z wynikami. Większość laboratoriów analizuje jedynie kodujące DNA, co pozwala na wykrycie ok. 85% wariantów patogennych. Badania wykonywane metodą WES_EXT umożliwiają wykrycie aż 99,6% takich wariantów. Dodatkowo, obok standardowego badania WES, u każdego pacjenta wykonywana jest analiza zmienności liczby kopii fragmentów genomu (CNV, copy number variation), służąca do wykrywania nieprawidłowości w strukturze większych fragmentów materiału genetycznego (delecji i duplikacji), niewykrywalnych w większości badań WES oferowanych na rynku. 

Wynik badania nie obejmuje wyłącznie raportu z opisem wykrytych wariantów, ale także spersonalizowane zalecenia diagnostyczne i profilaktyczne, opracowane przez lekarza genetyka oraz dostęp do profilaktycznej aplikacji mobilnej IMAGENE.ME z interaktywnym raportem DNA. 

W ofercie Diagnostyki znajdują się następujące badania, oparte o technologię WES_EXT:

Nazwa badania:

IMAGENE.ME CARDIO WES – badanie genetycznych predyspozycji do chorób układu krążenia, wraz z cyfrowym raportem w aplikacji

IMAGENE.ME ONCO WES – badanie genetycznych predyspozycji do nowotworów, wraz z cyfrowym raportem w aplikacji

IMAGENE.ME FERTILE WES kobieta – genetyczna diagnostyka zaburzeń płodności lub niepowodzeń w utrzymaniu ciąży, wraz z cyfrowym raportem w aplikacji

IMAGENE.ME FERTILE WES mężczyzna – genetyczna diagnostyka zaburzeń płodności, wraz z cyfrowym raportem w aplikacji

CARDIO WES – badanie genetycznych predyspozycji do chorób układu krążenia

W ramach badania CARDIO WES wykonywane jest sekwencjonowanie wszystkich genów metodą WES. Szczególna uwaga zwracana jest na warianty genetyczne występujące w obrębie 1283 genów, związanych z chorobami układu krążenia i predyspozycjami do tych chorób. Są to geny związane m.in. z arytmiami i kardiomiopatiamii o podłożu genetycznym, zespołami genetycznymi, których jednym z objawów są zaburzenia układu krążenia (np. zespół Noonan czy zespół Marfana), rodzinną hipercholesterolemią, wrodzonymi wadami serca, chorobą wieńcową i zaburzeniami sercowo-naczyniowymi.

Badanie CARDIO WES jest przeznaczone przede wszystkim dla:

• osób ze zdiagnozowaną chorobą układu krążenia, u których przebieg choroby jest niestandardowy, a wdrożone leczenie nie przynosi spodziewanych rezultatów;
• osób ze zdiagnozowaną chorobą układu krążenia, która może mieć podłoże genetyczne, a wynik badania umożliwi wdrożenie spersonalizowanego leczenia;
• krewnych pacjentów chorujących na choroby układu krążenia, którzy chcą dowiedzieć się, czy mają zwiększone ryzyko zachorowania, aby móc wdrożyć odpowiednią profilaktykę poprawiającą ich rokowania,
• osób świadomie troszczących się o swoje zdrowie, które chcą dowiedzieć się, na jakie choroby mogą być narażeni i opracować indywidualny plan działań profilaktycznych.

ONCO WES – badanie genetycznych predyspozycji do nowotworów

Podczas badania ONCO WES wykonywane jest sekwencjonowanie wszystkich genów, ze zwróceniem szczególnej uwagi na warianty w obrębie ponad 200 genów związanych z chorobami nowotworowymi u osób dorosłych oraz ponad 100 u dzieci. Badanie ONCO WES pozwala na analizę genetycznych predyspozycji do rozwoju nowotworów, stanowiąc skuteczne narzędzie w profilaktyce i diagnostyce chorób nowotworowych.

Wykonanie badania ONCO WES jest rekomendowane szczególnie:

• osobom, u których w rodzinie występowały przypadki nowotworów, szczególnie u osób <50 r.ż., które chcą sprawdzić, czy choroby te miały podłoże genetyczne,
• pacjentom, którzy chorują lub chorowali na nowotwór w celu sprawdzenia, czy ma lub miał on podłoże genetyczne, a w przypadku potwierdzenia tego faktu także ich dzieciom i najbliższym krewnym,
• wszystkim osobom, które chcą ocenić swoje predyspozycje genetyczne w kierunku rozwoju nowotworu, aby móc świadomie wdrożyć odpowiednie działania profilaktyczne.

FERTILE WES – genetyczna diagnostyka zaburzeń płodności kobiet i mężczyzn

Badanie FERTILE WES, dostępne w wariantach dla kobiety i dla mężczyzny, zostało zaprojektowane tak, aby pomóc parom borykającym się z problemem niepłodności lub niepowodzeń w utrzymaniu ciąży. W ramach badania analizowane są wszystkie sekwencje kodujące, ze szczególnym naciskiem na geny związane z zaburzeniami płodności oraz geny, które mogą mieć wpływ na utrzymanie ciąży i powodzenie technik wspomagających zajście w ciążę. 

Analiza genomów obojga partnerów jednocześnie pozwala na określenie ryzyka wystąpienia chorób dziedziczonych recesywnie lub sprzężonych z chromosomem X u ich potomstwa, poprzez wykrycie kombinacji wariantów związanych z wysokim ryzykiem chorób genetycznych ujawniających się już w okresie płodowym.

Badanie FERTILE WES:

• umożliwia identyfikację przyczyn niepłodności lub nawracających poronień, pozwalając na skrócenie procesu diagnostycznego i terapeutycznego;
• pozwala oszacować szanse na zajście i utrzymanie ciąży oraz ryzyko wystąpienia chorób genetycznych u dziecka;
• zwiększa skuteczność leczenia niepłodności, poprzez możliwość szybszego wdrożenia procedur diagnostycznych oraz ułatwienie wyboru odpowiednich technik wspomagających zajście w ciążę;
• pozwala na ocenę ogólnego stanu zdrowia potencjalnych rodziców, określenie ich predyspozycji genetycznych i wprowadzenie działań profilaktycznych zwiększających szanse na posiadanie potomstwa.

FERTILE WES kobieta – genetyczna diagnostyka zaburzeń płodności lub niepowodzeń w utrzymaniu ciąży

U kobiet badanych jest 2401 genów, w tym: 

• 371 genów związanych z zaburzeniami płodności,
• 2030 genów, w obrębie których identyfikowane jest nosicielstwo chorób dziedziczonych recesywnie. 

FERTILE WES mężczyzna – genetyczna diagnostyka zaburzeń płodności

U mężczyzn analizuje się 2375 genów, w tym:

• 479 genów związanych z zaburzeniami płodności,
• 1896 genów, w obrębie których identyfikowane jest nosicielstwo chorób dziedziczonych recesywnie, mogących przyczyniać się do problemów z utrzymaniem ciąży u partnerki, a także wystąpieniem chorób uwarunkowanych genetycznie u dziecka.