Cеквенирование экзома – это тест для определения генетических повреждений (мутаций) в ДНК, которые являются причиной наследственных болезней.

Несмотря на то, что существует более 2000 генетических или менделевских болезней (их наследование подчиняется закону Менделя), вызываемых известными отклонениями в ДНК, многие пациенты, у которых на основании клинических данных предполагается наличие редких генетических заболеваний, часто не проходят молекулярную диагностику.

Зачастую причина в том, что многие генетические заболевания клинически сходны между собой, хотя могут вызываться мутациями в совершенно разных генах. К сожалению, существующие технологиии позволяют одновременно определить несколько мутаций или, в лучшем случае, установить последовательность одного - двух генов.

Общепринятой является точка зрения, согласно которой примерно 85% известных отклонений, вызывающих заболевания, происходят в 1% генома, содержащем экзоны и сплайс-зоны, поэтому исследование этой части генома является эффективным и мощным инструментом клинической диагностики для отдельных пациентов.

Путем исследования в одном тесте практически всех областей генома, кодирующих белки, можно не только заменить потенциальную необходимость во многих дорогостоящих анализах каждого гена, но также резко увеличить шансы на обнаружение вариантов с высоким риском, которые могут в дальнейшем быть подтверждены другими методами как у пациента, так и у его родственников.

Используя разработанный компанией Иллюмина тестовый набор TruSight и секвенатор нового поколения Illumina HiSeq2500, стандартные процедуры, проверенные и реализованные в прошедшем CLIA сертификацию Центре клинической геномики при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA), можно в одном тесте получить информацию о 95% кодирующих белковых последовательностях генома из числа всех генов, которые отвечают за появление болезней.

Предназначение этого теста в том, чтобы предоставить полногеномную и исчерпывающую геномную экспертизу, с небольшими затратами и значительно более эффективную, чем последовательный анализ при помощи специальных целевых панелей.

Для того чтобы добиться такого результата, создается более 10 миллионов коротких фрагментов ДНК каждого пациента. Каждый из этих фрагментов прочитывается 100 раз, чтобы исключить ошибку ложноположительных и ложноотрицательных результатов . Используя биоинформационный конвейер, можно обнаружить 95% от общего числа вариантов ДНК в таргентой части генома.

В среднем, для каждого пациента определяется примерно 20 000 вариантов ДНК в экзоме. Однако значительная часть этих ДНК вариантов является доброкачественными полиморфизмами. Чтобы определить потенциально болезнетворные варианты, к данным применяется серия фильтров, специфичных для каждого пациента. В их число входит семейная история, любые дифференциальные диагнозы и все соответствующие компоненты родительских заболеваний. При помощи этого можно провести эффективный поиск всех генов, встречающихся в медицинской литературе или мутационных базах данных, которые по данным врачей отвечают за проявление фенотипов и включают известные варианты ДНК, вызывающие нарушения в белках.

На практике у примерно 50% пациентов обнаруживаются однозначные варианты ДНК, которые являются причиной заболевания. Если однозначных причинных вариантов ДНК не обнаружено, то прочие потенциально вызывающие болезни варианты ДНК сохраняются для возможных будущих перепроверок в будущем, когда будут опубликованы результаты новых исследований.

Также иногда рекомендуется провести дополнительный анализ обнаруженных изменений в ДНК для членов семьи пациента, что может помочь с их дальнейшим анализом и интерпретацией.