Генетическая лотерея
Шрифт:
Из минусов технологии стоит отметить относительную дороговизну анализа каждой отдельной точки в геноме и, как следствие, ограниченность количества возможных вариаций для тестирования. Таким способом исследовать десятки и тем более сотни генетических вариантов становится невыгодно, так как стоимость такого сложного продукта будет очень высокой. Классическими примерами применения ПЦР для генетических исследований являются анализы на некоторые генетические заболевания, APOE, фармакогенетику в сетевых клинико-диагностических лабораториях.
Секвенирование ДНК позволяет выявить почти
Секвенирование применяется в трех главных видах анализа:
1. полногеномное секвенирование, в котором исследуется весь геном (около 100 % генетической информации), в том числе митохондриальная ДНК (небольшая кольцевая ДНК с примерно 40 генами, которую мы наследуем от матери);
2. полноэкзомное секвенирование, в котором исследуется весь экзом – кодирующая белки часть ДНК (это 1–2 % всей ДНК с информацией только о кодирующих участках генов – экзонах, без «генетических пробелов» – интронов);
3. генные панели, в которых исследуется заранее предопределенный для панели ограниченный набор десятков-сотен генов. Часто это нужно для поиска генетической причины различных заболеваний, например эпилепсии или болезней сердца.
Секвенирование позволяет устанавливать не только, какие «буквы» находятся в том или ином участке генома, но и находить большие структурные изменения ДНК (протяженные участки отсутствия или удвоения генетического материала, которые сложно выявить другими скрининговыми методами). Помимо этого мы можем узнать, какие варианты генов пришли от одного родителя и как эти варианты расположены на одинаковых парных хромосомах. Этот процесс называется фазированием и иногда нужен для установления или подтверждения клинического диагноза.
Секвенирование также позволяет устанавливать с высокой точностью целые последовательности «букв» – нуклеотидов, расположенные рядом на одной хромосоме внутри одного гена. Этот подход активно используется в фармакогенетике для подбора эффективных препаратов и типировании HLA аллелей. Стоимость таких исследований активно снижается с 2008 года, а ценность только увеличивается из-за развития науки и появления данных, которые дают возможность использовать результаты секвенирования на протяжении всей дальнейшей жизни и находить что-то новое.
Множество компаний сейчас предлагают услуги секвенирования генома или экзома с предоставлением клиенту данных в разных форматов, в том числе файлы с прочтениями (так называемые «сырые данные») и файлы с генотипами для всех проанализированных генетических вариантов.
Генотипирование на ДНК микрочипах является самым распространенным и относительно недорогим методом генетического анализа. Чипы позволяют одновременно анализировать сотни тысяч заранее предопределенных участков генома. Чип так устроен, что каждая ячейка в нем проверяет наличие или отсутствие только двух вариантов в одной точке генома. Но можно проверить и большее количество вариантов, если использовать данные с других ячеек и специальным образом эти данные обработать. Технология генотипирования на чипах не регулируется в РФ, однако в некоторых странах она (или ее часть – например, некоторые отдельные анализируемые участки ДНК) зарегистрирована как медицинское изделие, что приравнивает ее медицинскую
Если же говорить о ДНК тестах не с точки зрения технологии, а интерпретации генетических данных, то все зависит от компании и ее политики. Компании сами выбирают исследования, которые хотят использовать для интерпретации данных пользователя и выдачи ему каких-либо результатов.
Стоит отметить, что разные исследования имеют разную доказательность и статистическую ценность, поэтому не всегда огромное количество признаков в интерпретации той или иной компании говорит о том, что это хороший тест. Напротив, это может быть продукт использования всего, что доступно научному сообществу, без грамотного статистического подхода и фильтрации.
Также необходимо отметить, что ДНК-тесты, основанные на секвенировании и генотипировании на ДНК-микрочипах, не являются легальным инструментом установления родственных связей, как и не могут быть использованы для анализа некоторых заболеваний (например, спинальной мышечной атрофии). Эти тесты скрининговые, то есть не несут медицинской значимости и не могут быть использованы врачом при принятии клинически важных решений. При наличии узкого запроса и подозрении на наличие генетического заболевания необходимо использовать диагностические исследования в клинико-диагностических лабораториях при направлении лечащего врача.
Точны ли ДНК-тесты?
ДНК-тестирование за последнее десятилетие широко вошло в жизнь сотен миллионов людей в развитых странах. Компании, предоставляющие услуги генетического тестирования, предлагают множество разнообразных отчетов о наследственных заболеваниях, наследственных рисках, онкологических рисках, влиянию генетики на успешность лечения, различных физиологических особенностях и признаках, частично или полностью зависящих от генетической составляющей. Помимо банального интереса к фактам, которые можно узнать по результатам тестирования и за небольшие деньги, генетические тесты иногда помогают в буквальном смысле спасти жизнь человека, определив наличие, например, какой-либо мутации, связанной с развитием онкологических заболеваний, или с риском серьезных побочных эффектов при применении наркоза или лечения онкологического заболевания, тем самым помогая заранее предпринять действия по сохранению здоровья и снижению рисков.
Однако при всем этом иногда возникают ситуации ложноположительного определения каких-либо генетических мутаций, которые, согласно научным данным, приводят к развитию заболевания, скажем, еще в детском возрасте, в то время как тест сдал здоровый взрослый человек без клинических проявлений. Такие ситуации вызывают вопросы по поводу точности генетических тестов и степени доверия к ним. В этой главе мы попробуем раз и навсегда обозначить некоторые ключевые моменты, касающиеся качества генетического тестирования.
Начнем с одной из двух технологий, широко используемой некоторыми компаниями в продвинутых и недешевых тестах, – секвенированием следующего поколения (Next Generation Sequencing, NGS). Используемая технология производит многократное «чтение» фрагментов ДНК, где каждое прочтение (так называемый рид) имеет длину от 100 до 150 нуклеотидов («букв» ДНК). Подавляющая часть всех нуклеотидов в геноме оказывается прочитана много раз, а количество раз называется покрытием. Среднее покрытие по геному 30х говорит о том, что в среднем каждая «буква» генома была прочитана 30 раз.