فهرست:

مقدمه

این سند یافته‌های کلیدی زیر را در مورد سبب‌شناسی اختلالات طیف اوتیسم (Autism Spectrum Disorders – ASDs) برجسته می‌سازد.

مبنای ژنتیکی

شواهد، قویاً از ژنتیکی بودن مبنای ASDs حمایت می‌کنند و وراثت چندعاملی، سازگارترین تبیین برای آن است.

خطر عود برای خواهران و برادران تنی فرد مبتلا، ۱۰–۳ درصد برآورد می‌شود.

در صورتی که اولین فرزند مبتلا، دختر باشد (۷٪) در مقایسه با پسر (۴٪) ریسک تکرار بالاتر خواهد بود.

در صورت ابتلای چند خواهر و برادر، خطر عود به ۵۰–۳۳ درصد افزایش می‌یابد.

بازده تشخیصی

پیشرفت‌ها در آزمایش‌های بالینی، بازده تشخیصی برای شناسایی علت ژنتیکی ASDs را از 10-6 درصد به 40-30 درصد افزایش داده است. این شامل موارد زیر است:

• ریزآرایه کروموزومی (Chromosomal Microarray Analysis – CMA): 10%
• آزمایش سندرم ایکس شکننده (Fragile X Syndrome): 1-5%
• جهش های ژن MECP2 مرتبط با سندرم رت (Rett Syndrome): 4%
• جهش های ژن PTEN در افراد مبتلا به ماکروسفالی (اندازه دورسر بیش از ۲.۵ انحراف معیار بالاتر از میانگین): 4%
• آزمایش کاریوتایپ: ۳%
• سایر علل قابل شناسایی: ۱۰%

ناهنجاری‌های کروموزومی

ناهنجاری‌های کروموزومی به‌طور مداوم در افراد دارای ASDs گزارش شده است. CMA به‌دلیل بازده تشخیصی بالاتر، تا حد زیادی جایگزین سیتوژنتیک مرسوم به عنوان آزمایش رده اول شده است.

اختلالات تک‌ژنی

چندین اختلال تک‌ژنی با ASDs مرتبط هستند، از جمله:

• جهش ژن FMR1 در Fragile X Syndrome
• جهش‌های ژن MECP2 در Rett Syndrome
• بیماری های مرتبط با ژن PTEN مانند Cowden syndrome

آزمایش برای این ژن‌ها تحت معیارهای بالینی خاصی توصیه می‌شود.

اختلالات متابولیک و میتوکندریایی

اختلالات متابولیک و میتوکندریایی نادر با فنوتیپ‌های ASD مرتبط هستند و اغلب با علائم همراه مانند تشنج، پسرفت عصبی، یا اختلال عملکرد اندام‌ها تظاهر می‌یابند. آزمایش روتین برای این موارد توصیه نمی‌شود مگر اینکه نشانگرهای بالینی ویژه وجود داشته باشد.

تصویربرداری عصبی

تصویربرداری عصبی روتین به‌دلیل بازده تشخیصی محدود، برای همه افراد دارای ASDs توصیه نمی‌شود. با این حال، ممکن است در موارد با نشانگرهای خاص مانند میکروسفالی، پس‌رفت عصبی، یا تشنج مفید باشد.

ASDs سندرمیک

چندین سندرم ژنتیکی، از جمله سندرم ایکس شکننده، سندرم رت، و توبروز اسکلروزیس ، از علل شناخته‌شده ASDs هستند. برای این بیماری ها، ارزیابی سبب‌شناختی بیشتر ضروری نیست.

ارزیابی مرحله‌ای

یک رویکرد ارزیابی گام‌به‌گام توصیه می‌شود که با آزمایش‌های پربازده و کم‌تهاجمی‌تر (مانند CMA، آزمایش ایکس شکننده برای مردان) آغاز شده و بر اساس نشانگرهای بالینی به آزمایش‌های رده دوم (مانند توالی‌یابی MECP2 برای زنان، آزمایش PTEN برای ماکروسفالی) پیش می‌رود.

جهت‌گیری‌های آینده

انتظار می‌رود فناوری‌های نوظهور مانند توالی‌یابی نسل بعدی (به عنوان مثال، توالی‌یابی اگزوم Whole Exome Sequencing یا توالی‌یابی ژنوم Whole Genome Sequencing) در سال‌های آینده بازده تشخیصی را بیش از پیش افزایش دهند.

این یافته‌ها بر اهمیت ارزیابی ژنتیک در شناسایی علل زمینه‌ای ASDs تأکید می‌کنند؛ امری که می‌تواند به درمان، مدیریت و مشاوره ژنتیک برای خانواده‌های مبتلا کمک کند.

منبع

Schaefer GB, Mendelsohn NJ, Professional Practice and Guidelines Committee. Clinical genetics evaluation in identifying the etiology of autism spectrum disorders: 2013 guideline revisions. Genet Med. 2013;15:399–407.

در صورت تمایل به دریافت مشاوره ژنتیک یا نیاز به انجام تست ژنتیک، جهت هماهنگی و تعیین نوبت مراجعه اینجا را کلیک کنید. یا لینک پایین این صفحه را دنبال کنید.

این متن برای نخستین بار در وب سایت کلینیک ژن منتشر شده است برای دسترسی به متن کامل با دنبال کردن لینک در عنوان مطلب به وب سایت کلینیک ژن مراجعه کنید.

فهرست:

• NGS چگونه کار می کند؟
• کاربرد های NGS
  1. تشخیص بالینی:
  2. سلامت باروری و تست های قبل از تولد:
  3. تحقیقات و اکتشافات جدید:
  4. کشاورزی و اکولوژی
  5. بیماری های عفونی و میکروبیوم
  6. پزشکی قانونی و حفاظت
•  مزایای NGS
• چالش ها و ملاحظات NGS

تکنولوژی تعیین توالی نسل جدید یا NGS (Next Generation Sequencing) یک فناوری انقلابی است که به دانشمندان اجازه می دهد تا با “سرعت”، “حساسیت” و با “دقت” بسیار بالا توالی DNA یا RNA را تعیین کنند. برخلاف روش های سنتی مانند توالی یابی سنگر (Sanger sequencing)، NGS می تواند میلیون ها قطعه را به طور همزمان تجزیه و تحلیل کند و این ویژگی، آن را به ابزاری قدرتمند در پزشکی، ژنتیک بالینی و تحقیقات بیولوژیکی تبدیل کرده است.

NGS چگونه کار می کند؟

NGS شامل یک فرآیند چند مرحله ای است.

1. آماده سازی کتابخانه: ابتدا قطعات DNA یا RNA به قطعات کوچک، تکه تکه شده و هر کدام از قطعات با آداپتورها برچسب گذاری می شوند و یک “کتابخانه” از توالی ها ایجاد شود.
2. تقویت کلونال: قطعات بسته به پلتفرم مورد استفاده برچسب گذاری شده به یک سطح جامد (به عنوان مثال، مهره ها) متصل می شوند و به صورت کلونال تکثیر یا تقویت می شوند تا قدرت سیگنال را افزایش دهند.
3. توالی یابی با سنتز: هر قطعه با استفاده از آشکارسازی نوری یا الکتریکی، همزمان با سنتز قطعه و اضافه شدن نوکلئوتیدها به توالی، باز به باز توالی‌یابی می‌شود.
4. تجزیه و تحلیل داده ها: میلیون‌ها قطعه کوتاه تعیین توالی شده با یک ژنوم مرجع هم‌تراز و مقایسه می‌شوند و ابزارهای آنالیز بیوانفورماتیک واریانت ها را شناسایی می‌کنند.

کاربرد های NGS

از جمله کاربرد های این تکنولوژی می توان به این موارد اشاره کرد:

تشخیص بالینی:

• تشخیص واریانت های بیماری زا در ژن های شناخته شده مرتبط با بیماری های ژنتیکی با استفاده از تکنیک های توالی یابی هدفمند (Targeted Sequencing)، توالی یابی کل اگزوم (Whole Exome Sequencing – WES) و توالی یابی کل ژنوم (Whole Genome Sequencing). برای آگاهی بیشتر در مورد این روش های توالی یابی این مطلب را مطالعه کنید.    
• فارماکوژنومیک و پزشکی شخصی: طراحی درمان، انتخاب دارو و تنظیم دوز دارو بر اساس پروفایل ژنتیکی فردی بیمار
• ژنومیک سرطان: برای شناسایی جهش های محرک (driver mutations) و مکانیسم های مقاومت دارویی

سلامت باروری و تست های قبل از تولد:

• تست های غیرتهاجمی دوران بارداری (NIPT) برای غربالگری آنوپلوئیدی
• غربالگری ناقلین برای بیماری های اتوزومال مغلوب و وابسته به X مغلوب
• آزمایش ژنتیکی قبل از لانه گزینی (Preimplantation Genetic Testing – PGT)

تحقیقات و اکتشافات جدید:

• توالی یابی کل ژنوم و کل اگزوم برای کشف ژن های جدید
• آنالیز رونوشت های RNA برای تجزیه و تحلیل بیان ژن ها
• سنجش های اپی ژنومی (ChIP-Seq، ATAC-Seq) برای نقشه برداری از حالت های کروماتین و عناصر تنظیمی

کشاورزی و اکولوژی

• ژنومیک گیاهان زراعی و دام ها برای انتخاب صفات مطلوب (مقاومت به بیماری، بهبود عملکرد)
• بررسی های متاژنومی میکروبیوم های آب و خاک برای ارتقا سلامت اکوسیستم
• پایش گونه های مهاجم از طریق DNA محیطی (eDNA)

بیماری های عفونی و میکروبیوم

• نظارت بر پاتوژن ها و ردیابی شیوع بیماری (توالی یابی ژنوم ویروسی)
• تعیین پروفایل مقاومت آنتی بیوتیکی در عفونت های باکتریایی
• تجزیه و تحلیل میکروبیوم انسانی برای مطالعه برهمکنش های میزبان و میکروب

پزشکی قانونی و حفاظت

• بارکدگذاری DNA برای شناسایی گونه ها در پایش حیات وحش
• تعیین ژنوتیپ از نمونه های کمیاب یا تخریب شده در پزشکی قانونی
• ژنتیک جمعیت برای هدایت استراتژی های حفاظت از گونه های در معرض خطر انقراض

 مزایای NGS

• توانایی توالی یابی همزمان در مقیاس عظیم: تعیین توالی میلیون ها سکانس در یک ران تست
• مقرون به صرفه: هزینه کمتر به ازای هر باز یا نوکلئوتید در مقایسه با روش های قدیمی
• سرعت: توانایی تعیین توالی یابی کل ژنوم در چند روز یا گاهی چند ساعت (بسته به پلتفرم مورد استفاده)
• دقت: توانایی شناسایی واریانت های با فرکانس پایین
• تطبیق پذیری: برای تجزیه و تحلیل نمونه های مختلف DNA، RNA، اپی ژنتیک و نمونه های میکروبی

چالش ها و ملاحظات NGS

• حجم بالا و پیچیدگی داده ها: آنالیز داده ها به ابزارهای بیوانفورماتیک پیشرفته نیاز دارد.
• تفسیرنتایج: واریانت های جدید و با اهمیت بالینی نامشخص (VUS – Variant of uncertain significance) می توانند نتایج را پیچیده کنند.
• نگرانی های اخلاقی: یافته های ثانویه (secondary findings) و مسائل مربوط به حریم خصوصی باید به دقت مورد توجه قرار بگیرد.
• زیرساخت: استفاده از این تکنولوژی نیاز به تجهیزات تخصصی و پرسنل آموزش دیده برای اجرا و آنالیز دیتا دارد.

NGS به سرعت به تکامل خود ادامه می دهد و تکنیک های نوظهور در توالی یابی دامنه آن را گسترش می دهد. با بلوغ فناوری ها و کاهش بیشتر هزینه ها، این تکنولوزی نوید بینش عمیق تری در علم و صنعت را می دهد.

برای کسب اطلاعات بیشتر مطالب زیر را نیز مطالعه نمایید:

انواع مختلف تست‌های ژنتیکی کدامند؟
توالی‌یابی کل اگزوم (Whole Exome Sequencing – WES) و توالی‌یابی کل ژنوم (Whole Genome Sequencing) چیست؟

در صورت تمایل به دریافت مشاوره ژنتیک یا نیاز به انجام تست ژنتیک، جهت هماهنگی و تعیین نوبت مراجعه اینجا را کلیک کنید. یا لینک پایین این صفحه را دنبال کنید.

این متن برای نخستین بار در وب سایت کلینیک ژن منتشر شده است برای دسترسی به متن کامل با دنبال کردن لینک در عنوان مطلب به وب سایت کلینیک ژن مراجعه کنید.

یافته‌های ثانویه (secondary findings)، نتایج آزمایش ژنتیکی هستند که اطلاعاتی در مورد تغییرات (واریانت‌ها) در یک ژن غیرمرتبط با هدف اصلی آزمایش ارائه می‌دهند.

وقتی پزشک برای شناسایی علت ژنتیکی یک بیماری خاص، آزمایش ژنتیکی تجویز می‌کند، اغلب یک یا چند ژن که به نظر می‌رسد به احتمال زیاد با مجموعه علائم و نشانه‌های آن فرد مرتبط هستند، توالی‌یابی می‌شوند. با این حال، اگر علائم و نشانه‌های فرد علت ژنتیکی مشخصی نداشته باشند، پزشک ممکن است آزمایشی را تجویز کند که تمام قطعات DNA فرد را که دستورالعمل‌هایی برای ساخت پروتئین‌ها ارائه می‌دهند (به نام اگزوم) توالی‌یابی کند یا آزمایشی را تجویز کند که تمام واحدهای سازنده DNA فرد (نوکلئوتیدها) را توالی‌یابی کند که ژنوم نامیده می‌شود. این آزمایش‌ها به ترتیب توالی‌یابی کل اگزوم (Whole Exome Sequencing – WES)  و توالی‌یابی کل ژنوم (Whole Genome Sequencing)  نامیده می‌شوند .

با توالی‌یابی کل اگزوم و کل ژنوم، می‌توان تغییرات ژنتیکی بسیار بیشتری را نسبت به توالی‌یابی فقط یک یا چند ژن شناسایی کرد. گاهی اوقات، آزمایش، واریانتی را پیدا می‌کند که با بیماری دیگری غیر از بیماری که در ابتدا آزمایش برای آن تجویز شده بود، مرتبط است. این یافته، یک یافته ثانویه (secondary finding) نامیده می‌شود. برخی از افراد با یافته ثانویه ممکن است هنوز هیچ یک از علائم مرتبط با آن بیماری را نداشته باشند، اما ممکن است در معرض خطر ابتلا به آن در مراحل بعدی زندگی باشند.

به عنوان مثال، فردی با واریانتی در ژن BRCA1  که با افزایش خطر ابتلا به سرطان سینه و سرطان تخمدان مرتبط است ، ممکن است به سرطان مبتلا نشده باشد. افراد دیگری با یافته‌های ثانویه ممکن است یک بیماری پزشکی شناخته شده مانند کلسترول بسیار بالا داشته باشند و نتایجی دریافت می‌کنند که نشان دهنده علت ژنتیکی آن بیماری، مانند واریانتی در ژن LDLR  است .  

در سال ۲۰۱۳، سپس دوباره در سال‌های ۲۰۱۷ و ۲۰۲۱، کالج ژنتیک و ژنوم پزشکی آمریکا  به نام ACMG  یا (American College of Medical Genetics and Genomics) توصیه کرد که تمام آزمایشگاه‌هایی که آزمایش‌های توالی‌یابی کل اگزوم و کل ژنوم را انجام می‌دهند، علاوه بر هرگونه واریانتی که مرتبط با هدف اصلی آزمایش یافت می‌شود، یافته‌های ثانویه خاص را نیز گزارش کنند. در توصیه‌های به‌روز شده ۲۰۲۱، ACMG فهرستی از ۷۳ ژن را پیشنهاد کرد که با انواع بیماری‌ها، از سرطان گرفته تا بیماری‌های قلبی، مرتبط هستند. ۷۳ ژنی که یافته‌های ثانویه برای آنها گزارش می‌شود، به این دلیل انتخاب شده‌اند که با بیماری‌هایی مرتبط هستند که مجموعه‌ای قابل تعریف از ویژگی‌های بالینی، امکان تشخیص زودهنگام، آزمایش ژنتیکی بالینی قابل اعتماد و مداخله یا درمان مؤثر دارند. هدف از گزارش این یافته‌های ثانویه به یک فرد، ارائه مزایای پزشکی از طریق پیشگیری یا مدیریت بهتر بیماری‌های اوست. واریانت‌هایی که گزارش می‌شوند، به عنوان بیماری زا (Pathogenic) شناخته می‌شوند. واریانت‌هایی با اهمیت ناشناخته (Variants of unknown significance) که دخالت آنها در بیماری در حال حاضر مشخص نیست، گزارش نمی‌شوند.

اطلاعات ارائه شده توسط یافته‌های ثانویه می‌تواند بسیار مهم باشد زیرا ممکن است به جلوگیری از وقوع بیماری یا راهنمایی برای مدیریت علائم و نشانه‌ها در صورت بروز بیماری یا وجود آن کمک کند. با این حال، مانند هر نوع تشخیص پزشکی، خبر یک مشکل سلامتی بالقوه غیرمنتظره ممکن است منجر به هزینه‌های اضافی سلامت و استرس برای افراد و خانواده‌هایشان شود. بر اساس یافته‌های ثانویه، ممکن است آزمایش‌های اضافی برای تأیید نتایج، آزمایش‌های غربالگری مداوم یا مراقبت‌های پیشگیرانه توصیه شود.

افرادی که توالی‌یابی کل اگزوم یا کل ژنوم را دریافت می‌کنند، می‌توانند از تجزیه و تحلیل ۷۳ ژن یافته ثانویه «انصراف» دهند و نتایج ثانوبه را دریافت نکنند.

با توجه به افزایش روزافزون استفاده از تست های توالی‌یابی کل اگزوم و کل ژنوم، مشاوره ژنتیک قبل از انجام این آزمایشات برای آگاهی از نتایج احتمالی  از جمله احتمال شناسایی و گزارش یافته های ثانویه، توصیه می شود.

منبع:

این متن برای نخستین بار در وب سایت کلینیک ژن منتشر شده است برای دسترسی به متن کامل با دنبال کردن لینک در عنوان مطلب به وب سایت کلینیک ژن مراجعه کنید.

تعیین ترتیب واحدهای سازنده DNA یا نوکلئوتیدها (nucleotides) در کد ژنتیکی یک فرد، که توالی‌یابی DNA یا (DNA sequencing) نامیده می‌شود، مطالعه ژنتیک را پیشرفت داده و یکی از تکنیک‌های مورد استفاده برای آزمایش اختلالات ژنتیکی است.

دو روش، توالی‌یابی کل اگزوم یا هول اگزوم (Whole Exome Sequencing – WES) و توالی‌یابی کل ژنوم یا هول ژنوم (Whole Genome Sequencing)، به طور فزاینده‌ای در مراقبت‌های بهداشتی و تحقیقات برای شناسایی تغییرات ژنتیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر دو روش به فناوری‌های جدیدی متکی هستند که امکان توالی‌یابی سریع مقادیر زیادی DNA را فراهم می‌کنند. این رویکردها به عنوان توالی‌یابی نسل بعدی (Next Generation Sequencing – NGS) شناخته می‌شوند.

فناوری اولیه‌ی تعیین توالی، که تعیین توالی سنگر (Sanger sequencing) نامیده می‌شود، پیشرفتی بود که به دانشمندان در تعیین کد ژنتیکی انسان کمک کرد، اما این روش زمان‌بر و پرهزینه است. امروزه روش سنگر برای سریع‌تر شدن، خودکار شده است و امروزه هنوز در آزمایشگاه‌ها برای تعیین توالی قطعات کوتاه DNA استفاده می‌شود، اما تعیین توالی تمام DNA یک فرد (که به عنوان ژنوم فرد شناخته می‌شود) با این روش سال‌ها طول می‌کشد. تعیین توالی نسل بعدی، این فرآیند را سرعت بخشیده و در عین حال هزینه را کاهش داده است. با استفاده از تکنیک های تعیین توالی نسل بعدی توالی‌یابی ژنوم انسان تنها چند روز تا چند هفته طول می‌کشد.

با توالی‌یابی نسل بعدی، اکنون می‌توان مقادیر زیادی از DNA را توالی‌یابی کرد، به عنوان مثال تمام قطعات DNA یک فرد که دستورالعمل‌هایی برای ساخت پروتئین‌ها ارائه می‌دهند. تصور می‌شود این قطعات که اگزون نامیده می‌شوند، ۱ درصد از ژنوم یک فرد را تشکیل می‌دهند. روی هم رفته، تمام اگزون‌های یک ژنوم به عنوان اگزوم (Exome) شناخته می‌شوند و روش توالی‌یابی آنها به عنوان توالی‌یابی کل اگزوم (Whole Exome Sequencing – WES) شناخته می‌شود. این روش امکان شناسایی تغییرات در ناحیه کدکننده پروتئین همه ژن ها را فراهم می‌کند، نه فقط در چند ژن منتخب. از آنجا که بیشتر جهش‌های شناخته شده‌ای که باعث بیماری می‌شوند در اگزون‌ها رخ می‌دهند، تصور می‌شود که توالی‌یابی کل اگزوم روشی کارآمد برای شناسایی جهش‌های احتمالی ایجادکننده بیماری باشد.

با این حال، محققان دریافته‌اند که تغییرات DNA در خارج از اگزون‌ها می‌تواند بر فعالیت ژن و تولید پروتئین تأثیر بگذارد و منجر به اختلالات ژنتیکی شود. این تغییرات توسط توالی‌یابی کل اگزوم از قلم می افتد. روش دیگری به نام توالی‌یابی کل ژنوم (Whole Genome Sequencing)،  ، ترتیب تمام نوکلئوتیدهای موجود در DNA یک فرد را تعیین می‌کند و می‌تواند تغییرات در هر بخشی از ژنوم را تعیین کند.

اگرچه می‌توان تغییرات ژنتیکی بسیار بیشتری را با توالی‌یابی کل اگزوم و کل ژنوم نسبت به توالی‌یابی ژن‌های انتخابی شناسایی کرد، اما اهمیت بسیاری از این اطلاعات ناشناخته است. از آنجا که همه تغییرات ژنتیکی بر سلامت تأثیر نمی‌گذارند ، دشوار است که بدانیم آیا واریانت های شناسایی‌شده در بیماری مورد نظر دخیل هستند یا خیر. گاهی اوقات، یک واریانت شناسایی‌شده با یک اختلال ژنتیکی متفاوت مرتبط است که هنوز تشخیص داده نشده است (این موارد، یافته‌های تصادفی یا ثانویه نامیده می‌شوند.)

علاوه بر کاربرد در بالین، توالی‌یابی کل اگزوم و کل ژنوم روش‌های ارزشمندی برای محققان هستند. مطالعه‌ی مداوم توالی‌های اگزوم و ژنوم می‌تواند به تعیین اینکه آیا تغییرات ژنتیکی جدید با شرایط سلامتی مرتبط هستند یا خیر، کمک کند و این امر به تشخیص بیماری در آینده کمک کننده می باشند.

منبع:

https://medlineplus.gov/genetics/understanding/testing/sequencing/

این متن برای نخستین بار در وب سایت کلینیک ژن منتشر شده است برای دسترسی به متن کامل با دنبال کردن لینک در عنوان مطلب به وب سایت کلینیک ژن مراجعه کنید.