Kai net genomo sekos nustatymas nepateikia diagnozės

Samas D'Orazio

Ketverių metų Beckettas Edwardsas atliko genetinius tyrimus. Ir jo šeima vis dar neturi atsakymo.

Netrukus po jo gimimo jo tėvai Erikas ir Tricia pastebėjo, kad jo raumenys sustingę. Būdamas dvejų su puse metų Beckettas pradėjo prarasti savo 40–50 žodžių žodyną. Dabar jis gali pasakyti tik keletą žodžių ir daugiausiai šneka.

Kaip ir visi tėvai, kurių vaikas nėra sveikas, Ericas ir Tricia, gyvenantys Los Andžele, nori diagnozės. Gydytojai įtaria, kad Beketas turi genetinį sutrikimą, o atsakymas slypi jo DNR. Genetiniai tyrimai dažnai padeda gydytojams nustatyti diagnozes ir kai kuriais atvejais nukreipti pacientus į gydymą (žr. Lėta pažanga siekiant geresnės medicinos). Ši viltis paskatino Edvardsų šeimą į diagnostinę odisėją, atlikdama daugybę vis išsamesnių testų ir galiausiai nustatydama viso Becketto genomo seką. Mažėjant genų sekos nustatymo išlaidoms, pacientams realus pasirinkimas tapo išsamesni tyrimai.

Becketto gydytojai pirmiausia pasiūlė atlikti standartinius genetinius tyrimus, įskaitant paveldimo sutrikimo, vadinamo Prader-Willi, retos ligos, kuri, atrodo, atitiko kai kuriuos jo simptomus, tyrimą. Bet tie testai buvo neigiami.

Atmetus keletą ligų, šeima perėjo į kitą etapą: viso egzomo sekos nustatymą. Tai apima visų žinomų žmogaus genų sekos nustatymą – ex in exome reiškia išreikštą, ty tik DNR, kurios užduotis yra vadovauti baltymų gamybai. Egzomas sudaro tik 1,5 procento iš šešių milijardų DNR raidžių žmogaus genome, tačiau genų mutacijos greičiausiai sukelia ligą. Jill Mokry, Hiustono Baylor College of Medicine konsultantė genetikos klausimais, egzomą vadina žemu genetikos vaisiumi.

Visi trys Edvardsų šeimos nariai gavo viso egzomo sekos testą. Kadangi Beketo tėvai yra sveiki, bet kokios neįprastos jų DNR mutacijos gali būti atmestos kaip jo ligos priežastis. Exome sekvenavimas pirmą kartą buvo pradėtas taikyti specializuotose klinikose maždaug prieš septynerius metus. Tyrimai parodė, kad jis gali diagnozuoti maždaug 25–30 procentų laiko. Pavyzdžiui, a paskelbtas tyrimas Gamta Kovą nustatė, kad visos egzomų sekos nustatymas sėkmingai leido diagnozuoti 29 procentams iš 150 vaikų neurologijos pacientų, palyginti su 7 procentais standartinių genetinių tyrimų metu. Kitas studijuoti nuo vasario mėn parodė, kad viso egzomo testas nustatė genetinę priežastį 26,5 procento iš 200 suaugusiųjų, turinčių paveldimų širdies problemų, palyginti su 18 procentų įprastų genetinių tyrimų metu.

Ericas ir Tricia manė, kad egzomas tikrai turės genetinę mutaciją, atsakingą už Becketto simptomus. Tačiau kai paaiškėjo, kad nėra aiškaus kaltininko, Kalifornijos universiteto Los Andžele gydytojas rekomendavo šeimai kreiptis į Nediagnozuotų ligų tinklas , Nacionalinių sveikatos institutų pradėtas tyrimas, skirtas padėti pacientams, kurių sveikatos būklė anksčiau nebuvo nustatyta.

Beckettas buvo priimtas netrukus po to, kai tyrimas buvo pradėtas 2015 m. rudenį, o praėjusiais metais jam buvo atliktas viso genomo sekos nustatymo testas. Viso genomo sekos nustatymas leidžia nuskaityti visą DNR žmogaus chromosomose ir gali nustatyti beveik visas genetinės variacijos formas. Ericas Edwardsas sako, kad atlikęs šį testą jis tikrai manė, kad jiems bus diagnozuota.

Becketto genomą sekvenavo HudsonAlpha Biotechnologijos institutas Alabamoje, kur vyksta tyrimas, skirtas palyginti egzomo ir genomo seką. Instituto kaina už viso genomo seką yra apie 6500 USD, o egzomo sekos nustatymas gali kainuoti nuo 5000 USD iki 5500 USD, sako Liz Worthey, HudsonAlpha genetikė. Kadangi abiejų testų kaina tapo tokia panaši, Worthey rekomenduoja pacientams, kurie negavo diagnozės, praleisti egzomą ir pereiti tiesiai prie genomo.

Institutas ištyrė visus 70 sunkiai nulaužiamų atvejų, kuriems anksčiau buvo atlikta egzomų seka, negavus atsakymų, visus genomus. 17 atvejų, arba apie 24 proc., visas genomas parodė genetinę mutaciją, kuri buvo galutinė arba tikėtina paciento simptomų priežastis. Kitų 47, arba apie 67 proc., pacientų genomuose buvo neįprastas DNR variantas, kuris negalėjo būti tiesiogiai susietas su jų liga.

Dažnai genome randame variantą, bet tas genas ar tas regionas, kiek mums žinoma, nėra susijęs su liga, todėl negalėsime nieko tiksliai pasakyti, sako Worthey.

Analizė, pristatyta praėjusį mėnesį kasmetiniame klinikinės genetikos susitikime Finikse, parodė, kad viso genomo sekos nustatymas kartais gali suteikti diagnozę, kai ankstesnė viso egzomo sekos nustatymas negalėjo. Tačiau tai taip pat atskleidžia, kad genomas vis dar nėra gerai suprantamas ir kad mokslininkai dar nežino visų genomo pakitimų, galinčių sukelti ligą.

Isaacas Kohane'as iš Harvardo medicinos mokyklos Biomedicininės informatikos katedros teigia, kad žmonės, analizuojantys genomą, gali tiesiog nepastebėti akivaizdžios priežasties – vadinamojo klaidingo neigiamo.

Mūsų gebėjimas atskirti, kas iš tikrųjų gali sukelti ligą, vis dar yra gana neapdorotas, sako Kohane. Taigi mes turime nežinomą klaidingai neigiamą rodiklį.

Kita problema yra ta, kad ne visos genomo interpretacijos yra vienodos: skirtingos tyrimų grupės gali skirtingai analizuoti to paties paciento sekos rezultatus. Pats sekos nustatymas yra automatizuotas naudojant mašiną, o mokslininkai naudoja specialią programinę įrangą ir internetinius įrankius, kad galėtų atsijoti didelius duomenų kiekius (žr. DNR internetą). Tačiau ne visi mokslininkai yra vienodai įgudę analizuoti genomo failus, sako Kohane.

Lygiai taip pat, kaip atliekant krūties gabalėlio biopsiją, verta pateikti antrą nuomonę dėl vėžio diagnozės, taip ir perskaičius genomą, sako Kohane.

Edwardsų šeima vis dar turi keletą galimybių diagnozuoti. Matthew Herzog, UCLA Nediagnozuotų ligų tinklo tyrimo koordinatorius, teigia, kad mokslininkai tiria kitus būdus, kaip išspręsti neišspręstus atvejus, pavyzdžiui, RNR sekos nustatymą, kuris analizuoja DNR transkribavimo pokyčius. Taip pat galima pakartoti įtartinus DNR pokyčius pelėse ir zebrinėse žuvyse, kad būtų galima išsiaiškinti, ar jie sukelia simptomus, panašius į tuos, kurie pastebimi žmonėms.

Herzogas ir jo kolegos mano, kad Naujojoje Zelandijoje atpažino pacientą, kuriam būdingi tokie patys simptomai kaip Beckettui. Jei jiems pavyks nustatyti to paciento genomo seką, tai gali atskleisti DNR mutaciją, kuria dalijasi abu vaikai.

Tačiau Ericas Edvardsas pripažįsta, kad jis ir jo žmona yra tokioje vietoje, kur esame pasiruošę, kad galbūt niekada nesužinosime.

paslėpti