آزمایش توالییابی کل اگزوم یا WES روشی برای بررسی بخشهای کدکننده ژنها است. این آزمایش میتواند در بعضی افراد دارای علائم یا یافتههای مشکوک به بیماری ژنتیکی، به شناسایی علت مولکولی بیماری کمک کند؛ بااینحال همه تغییرات ژنتیکی را شناسایی نمیکند و نتیجه آن باید همراه با علائم بالینی، سابقه خانوادگی و نظر متخصص ژنتیک تفسیر شود.
آزمایش ژنتیک چیست؟
آزمایش ژنتیک نوعی بررسی پزشکی برای شناسایی تغییرات ژنها، کروموزومها، ژنوم یا در بعضی موارد پروتئینها است. اطلاعات ژنتیکی در شکلگیری بسیاری از ویژگیهای بدن و احتمال بروز بعضی بیماریها نقش دارد؛ اما بسیاری از ویژگیها و بیماریها حاصل تعامل چندین ژن با عوامل محیطی و سبک زندگی هستند.
بسته به پرسش بالینی، بررسی ژنتیکی ممکن است یکی از موارد زیر را شامل شود:
- آزمایش تکواریانت: جستوجوی یک تغییر ژنتیکی شناختهشده و مشخص.
- آزمایش تکژن: بررسی یک ژن که احتمال ارتباط آن با علائم فرد بالا است.
- پنل ژنی: بررسی همزمان مجموعهای از ژنهای مرتبط با یک بیماری یا گروهی از بیماریها.
- WES: بررسی بیشتر نواحی کدکننده پروتئین در ژنها.
- WGS: بررسی گستردهتر ژنوم، شامل نواحی کدکننده و غیرکدکننده.
- آزمایشهای کروموزومی یا بیوشیمیایی: بررسی تغییرات بزرگ کروموزومی، تعداد نسخهها یا عملکرد بعضی پروتئینها و آنزیمها.
تفاوت غربالگری ژنتیکی با آزمایش تشخیصی
آزمایش غربالگری احتمال یا خطر یک بیماری را برآورد میکند و معمولاً بهتنهایی تشخیص قطعی نمیدهد. آزمایش تشخیصی برای بررسی وجود یک بیماری یا تغییر ژنتیکی مشخص در فرد دارای علائم یا احتمال بالاتر بیماری انجام میشود. بااینحال دامنه و دقت پاسخ هر آزمایش به روش فنی، پوشش آزمایش و بیماری مورد بررسی بستگی دارد.
WES چیست؟
اگزوم مجموعه اگزونها یا بخشهای عمدتاً کدکننده پروتئین در ژنوم است و حدود ۱ تا ۲ درصد ژنوم انسان را تشکیل میدهد. WES این نواحی را با فناوری توالییابی نسل جدید یا NGS بررسی میکند. بخش بزرگی از واریانتهای بیماریزای شناختهشده در نواحی کدکننده قرار دارند، اما همه علتهای ژنتیکی بیماری در اگزوم قابل شناسایی نیستند.
آزمایش WES چه زمانی استفاده میشود؟
WES ممکن است در شرایط زیر مطرح شود:
- فرد علائم یا یافتههای بالینی دارد، اما نمیتوان یک ژن یا پنل محدود را با اطمینان انتخاب کرد.
- چند بیماری ژنتیکی متفاوت میتوانند علائم مشابهی ایجاد کنند.
- آزمایش تکژن یا پنل ژنی قبلی علت بیماری را مشخص نکرده است.
- کودک دارای ناهنجاری مادرزادی، تأخیر تکاملی، ناتوانی ذهنی یا علائم عصبی پیچیده است.
- سابقه خانوادگی، الگوی وراثتی یا ازدواج فامیلی احتمال یک بیماری ژنتیکی ناشناخته را مطرح میکند.
WES برای هر فرد یا هر علامتی بهترین انتخاب نیست. گاهی پنل ژنی، کاریوتایپ، میکرواری، آزمایش تکرارهای نوکلئوتیدی، بررسی متیلاسیون یا WGS پاسخ مناسبتری میدهد. انتخاب آزمایش باید بر اساس ارزیابی بالینی انجام شود.
تفاوت WES و WGS
هر دو روش از فناوریهای توالییابی گسترده استفاده میکنند، اما محدوده تحلیل و توانایی شناسایی انواع واریانتها در آنها متفاوت است. عملکرد واقعی هر آزمایش به فناوری و خط تحلیل آزمایشگاه وابسته است.
| ویژگی | WES | WGS |
|---|---|---|
| محدوده اصلی بررسی | بیشتر نواحی کدکننده ژنها و مرزهای نزدیک اگزونها | نواحی کدکننده و غیرکدکننده ژنوم |
| حجم داده و تحلیل | معمولاً محدودتر | معمولاً گستردهتر |
| شناسایی تغییرات غیرکدکننده | اغلب محدود | امکان بیشتر، در صورت تحلیل و شواهد علمی کافی |
| تغییرات ساختاری و تعداد نسخه | توانایی متغیر و وابسته به آزمایشگاه | در بسیاری از پلتفرمها توانایی گستردهتر، اما همچنان وابسته به روش تحلیل |
| کاربرد بالینی | وقتی احتمال علت در نواحی کدکننده مطرح است | وقتی بررسی گستردهتر ژنوم یا انواع متنوعتری از واریانتها لازم است |
| هزینه و زمان پاسخ | بسته به کشور، آزمایشگاه، نوع تحلیل و بیمه متفاوت است؛ WGS همیشه الزاماً گرانتر یا کندتر نیست. | |
محدودیتهای آزمایش WES
نتیجه طبیعی یا منفی WES تمام بیماریهای ژنتیکی را رد نمیکند. محدودیتهای احتمالی این آزمایش عبارتاند از:
- پوشش ناکافی بعضی اگزونها یا نواحی غنی از GC و ژنهای دارای توالی مشابه یا شبهژن.
- شناسایینشدن بسیاری از تغییرات عمقی داخل اینترونها و نواحی تنظیمی.
- توانایی محدود یا متغیر در شناسایی بعضی حذفها، تکرارها، تغییرات ساختاری و تغییرات تعداد نسخه.
- محدودیت در شناسایی گسترش تکرارهای نوکلئوتیدی، اختلالات متیلاسیون و ایمپرینتینگ.
- احتمال شناسایینشدن موزائیسم با درصد پایین یا بعضی تغییرات DNA میتوکندری، بسته به روش آزمایشگاه.
- محدودبودن دانش علمی درباره ارتباط بعضی ژنها و واریانتها با بیماری.
- احتمال گزارش واریانت با اهمیت نامشخص یا یافتهای خارج از علت اصلی انجام آزمایش.
نتیجه آزمایش WES چه معنایی دارد؟
گزارش WES ممکن است شامل یکی از حالتهای زیر باشد:
- واریانت بیماریزا یا احتمالاً بیماریزا: اگر یافته با علائم، ژن مرتبط و الگوی وراثت فرد سازگار باشد، میتواند تشخیص مولکولی را تأیید کند یا بهشدت از آن حمایت کند. نتیجه مثبت همیشه شدت بیماری، زمان بروز علائم یا وجود درمان اختصاصی را مشخص نمیکند.
- نتیجه منفی یا بدون یافته تشخیصی: در محدوده آزمایش و دانش فعلی، علت ژنتیکی مشخصی پیدا نشده است. این نتیجه بیماری ژنتیکی را بهطور کامل رد نمیکند و ممکن است بررسی دیگری لازم باشد.
- واریانت با اهمیت نامشخص (VUS): شواهد فعلی برای بیماریزا یا خوشخیم دانستن واریانت کافی نیست. VUS نتیجه مثبت یا اثبات بیماری محسوب نمیشود و نباید بهتنهایی مبنای درمان، جراحی یا تصمیمهای برگشتناپذیر قرار گیرد.
با افزایش دانش علمی، طبقهبندی بعضی واریانتها تغییر میکند. در برخی موارد، بازتحلیل دادهها پس از مدتی یا بررسی اعضای خانواده میتواند به تفسیر دقیقتر کمک کند. زمان و امکان بازتحلیل باید از آزمایشگاه پرسیده شود.
آزمایش WES سهگانه یا Trio چیست؟
در WES سهگانه، نمونه فرد مبتلا و هر دو والد بهصورت همزمان تحلیل میشود. این روش میتواند از ابتدای بررسی یا در ادامه یک آزمایش فردی درخواست شود و به تعیین منشأ واریانتها و ارتباط آنها با علائم کمک کند.
- شناسایی بهتر واریانتهای تازهپدید یا de novo.
- تشخیص ارثیبودن واریانت و تعیین اینکه تغییر از کدام والد منتقل شده است.
- کمک به تعیین فاز واریانتها در بیماریهای اتوزومال مغلوب.
- کمک به طبقهبندی بهتر بعضی یافتهها و کاهش تعداد موارد حلنشده.
Trio احتمال رسیدن به پاسخ را افزایش میدهد، اما نتیجه تشخیصی را تضمین نمیکند.
یافتههای ثانویه و رضایت آگاهانه
در آزمایشهای گسترده ممکن است واریانتی مرتبط با بیماری دیگری شناسایی شود که علت اصلی درخواست آزمایش نبوده است. «یافته ثانویه» معمولاً نتیجه تحلیل برنامهریزیشده مجموعهای از ژنهای قابل اقدام پزشکی است، درحالیکه «یافته اتفاقی» بدون جستوجوی هدفمند و در جریان تحلیل اصلی مشاهده میشود.
سیاست گزارش این یافتهها میان آزمایشگاهها متفاوت است. پیش از نمونهگیری باید درباره دامنه تحلیل، امکان پذیرش یا انصراف از دریافت یافتههای ثانویه، پیامدهای احتمالی برای اعضای خانواده و ملاحظات مربوط به کودکان توضیح داده شود و رضایت آگاهانه ثبت شود.
روند انجام آزمایش WES
- ارزیابی بالینی، ثبت شجرهنامه و تعیین پرسش اصلی آزمایش.
- مشاوره ژنتیک و دریافت رضایت آگاهانه، از جمله تصمیم درباره یافتههای ثانویه.
- دریافت نمونه، معمولاً خون و در بعضی مراکز بزاق یا نمونه بافتی.
- استخراج DNA، غنیسازی نواحی هدف و توالییابی با فناوری NGS.
- تحلیل زیستاطلاعاتی و اولویتبندی واریانتها بر اساس علائم و سابقه خانوادگی.
- تفسیر و طبقهبندی یافتهها بر اساس راهنماهای معتبر و تهیه گزارش.
- مشاوره پس از آزمایش و تصمیمگیری درباره بررسی تکمیلی یا آزمایش اعضای خانواده.
مدت زمان، هزینه و پوشش بیمه
زمان آمادهشدن نتیجه، هزینه و پوشش بیمه به کشور، آزمایشگاه، فوریت بالینی، تحلیل فردی یا Trio، دامنه بررسی و قرارداد بیمه بستگی دارد. پاسخ آزمایش ممکن است از چند هفته تا چند ماه زمان ببرد و در بعضی شرایط بالینی، آزمایش سریع با زمان پاسخ کوتاهتر ارائه شود. هزینه و شرایط پوشش باید پیش از نمونهگیری بهطور مستقیم استعلام شود.
مزایا و ملاحظات آزمایش WES
WES در فرد مناسب میتواند مزایای زیر را داشته باشد:
- کمک به شناسایی علت ژنتیکی بیماریهای پیچیده یا ناهمگون.
- کاهش نیاز به انجام پشتسرهم چندین آزمایش تکژن یا پنل محدود.
- کمک به برنامهریزی مراقبت، پایش و در بعضی بیماریها انتخاب درمان.
- ارائه اطلاعات درباره الگوی وراثت و احتمال تکرار بیماری در خانواده.
در مقابل، نتیجه ممکن است منفی، نامشخص یا از نظر روانی و خانوادگی چالشبرانگیز باشد. همچنین ممکن است اطلاعاتی درباره سایر اعضای خانواده آشکار شود. مشاوره ژنتیک پیش و پس از آزمایش بخش مهمی از تصمیمگیری آگاهانه است.
جمعبندی
WES ابزار تشخیصی گستردهای برای بررسی بیماریهای ژنتیکی پیچیده است و در بعضی بیماران میتواند به شناسایی علت مولکولی و برنامهریزی دقیقتر مراقبت کمک کند. بااینحال این آزمایش همه انواع تغییرات ژنتیکی را شناسایی نمیکند، نتیجه تشخیصی را تضمین نمیکند و ممکن است یافتههای نامشخص یا ثانویه ایجاد کند. انتخاب آزمایش و تفسیر نتیجه باید با توجه به شرایط بالینی و با همراهی متخصص ژنتیک انجام شود.
منابع
سؤالات متداول درباره آزمایش WES
پاسخ کوتاه به پرسشهای رایج درباره کاربرد و تفسیر توالییابی کل اگزوم.
WES بیشتر بخشهای کدکننده پروتئین در ژنها را بررسی میکند و همه نواحی ژنوم یا همه انواع تغییرات ژنتیکی را پوشش نمیدهد.
خیر. نتیجه منفی یعنی در محدوده آزمایش و دانش فعلی علت تشخیصی پیدا نشده است و ممکن است بررسی تکمیلی یا بازتحلیل لازم باشد.
VUS تغییری است که شواهد کافی برای بیماریزا یا خوشخیم دانستن آن وجود ندارد و نباید بهتنهایی مبنای درمان یا تصمیم برگشتناپذیر باشد.
در Trio، نمونه فرد و هر دو والد با هم تحلیل میشود تا منشأ واریانتها و ارتباط آنها با علائم با دقت بیشتری بررسی شود.
هیچکدام برای همه افراد بهتر نیست. انتخاب به علائم، آزمایشهای قبلی، نوع واریانت مورد انتظار، امکانات آزمایشگاه و هزینه بستگی دارد.
زمان پاسخ به آزمایشگاه و نوع تحلیل بستگی دارد و ممکن است از چند هفته تا چند ماه متغیر باشد. زمان دقیق باید پیش از نمونهگیری استعلام شود.
