آزمایش اگزوم یا هول اگزوم (WES)

اگزوم چیست؟

آزمایش اگزوم چه کاربردی دارد؟

توالی یابی نسل جدید (NGS) چیست؟

کاربردهای توالی یابی نسل جدید (NGS)

روش انجام آزمایش اگزوم

چه بیماری هایی با آزمایش هول اگزوم قابل تشخیص هستند؟

مزایای آزمایش اگزوم

محدودیت های آزمایش اگزوم

بهترین زمان برای انجام آزمایش هول اگزوم چه موقع می باشد؟

هزینه آزمایش اگزوم چقدر است؟

آیا آزمایش اگزوم تحت پوشش بیمه است؟

نتایج آزمایش اگزوم به چه صورت گزارش می شوند؟

تفسیر نتایج آزمایش اگزوم در افراد مبتلا به بیماری ژنتیکی چگونه است ؟

نمونه مورد نیاز برای انجام آزمایش اگزوم

آمادگی لازم پیش از انجام آزمایش اگزوم

مدت زمان جوابدهی آزمایش اگزوم

آیا برای انجام آزمایش اگزوم نیاز به مشاوره ژنتیک است؟

اگر تشخیص بیماری شما دشوار است یا در خانواده‌تان سابقه بیماری وجود دارد، پزشک ممکن است آزمایش اگزوم را پیشنهاد کند. این آزمایش ژنتیکی پیشرفته به پزشکان کمک می‌کند علت بسیاری از بیماری‌ها را دقیق‌تر شناسایی کنند. تست های ژنتیکی سال‌هاست در زمینه‌هایی مانند تشخیص سرطان و غربالگری پیش از تولد استفاده می‌شوند.

ژنتیک،  DNA و اگزوم از جمله اصطلاحاتی هستند که در سال‌های اخیر در حوزه سلامت و با گسترش مفهوم پزشکی شخصی‌سازی‌شده بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. در پزشکی شخصی‌سازی‌شده، هدف ارائه درمان و انتخاب روش‌های درمانی بر اساس اطلاعات ژنتیکی هر فرد است. در این رویکرد، اگزوم نقش بسیار مهمی در شناسایی عوامل ژنتیکی مؤثر بر بیماری‌ها ایفا می‌کند.

در آزمایشگاه پارس ژنوم با بکارگیری توالی یابی کل اگزوم، تشخیص قطعی برای بسیاری از مراجعین به این مرکز انجام شده است که مواردی از آنها در قالب مقاله در سایت مجله ژنتیک پارس ژنوم به نمایش گذاشته شده است. مفتخر هستیم که دکتر شهرام سواد، مسئول فنی آزمایشگاه پارس ژنوم کرج و نیلو ژنوم تهران برای اولین بار در ایران در سال 1395 آزمایش هول اگزوم (WES) را راه اندازی و بیشترین تعداد جهش های ژنتیکی در خاورمیانه را گزارش کرده است. ایشان با تلفیق استفاده از دستگاه های مدرن و دانش بررسی ژنوم ایرانی به بهترین نتایج دست یافته اند.

اگزوم چیست؟

ژنوم انسان، که به مجموعه کامل DNA هر فرد گفته می‌شود، از حدود سه میلیارد حرف (که به آن‌ها جفت‌باز گفته می‌شود) تشکیل شده است. این جفت‌بازها در قالب ۲۳جفت ساختار رشته‌مانند به نام کروموزوم فشرده شده‌اند که در تمام سلول‌های بدن وجود دارند.

ترتیب خاصی از این حروف یا DNA، یک ژن را تشکیل می دهد. DNA دستورالعمل های لازم برای انجام فرایندهای سلولی در بدن را فراهم می‌کند، اما تمام DNA چنین نقشی ندارد.

پژوهشگران نشان داده‌اند که تنها حدود 1تا 2 درصد از کل ژن‌ها حاوی دستورالعمل‌هایی برای ساخت پروتئین‌ها هستند؛ پروتئین‌هایی که اجزای اصلی و سازنده سلول‌ها محسوب می‌شوند. این بخش «کدکننده» از ژنوم، اگزوم(Exome) یا هول اگزوم (Whole Exome) نام دارد.

اگرچه از نظر فنی امکان توالی‌یابی کل ژنوم انسان وجود دارد، اما این کار بسیار پرهزینه است و به حجم زیادی از فضای ذخیره‌سازی و پردازش داده ها نیاز دارد. از آنجا که تخمین زده می‌شود حدود 85درصد از تغییرات ژنتیکی بیماری‌زا در نواحی اگزونی قرار دارند، توالی‌یابی کل اگزوم (WES) به‌مراتب رایج‌تر و کاربردی‌تر از توالی‌یابی کل ژنوم انجام می‌شود.

آزمایش اگزوم چه کاربردی دارد؟

در بسیاری از موارد ژن معیوب در بیمارانی که علائم بالینی مرتبط با بیماری های ژنتیکی دارند تشخیص داده نمی شود. برخی از این بیماران انواعی از آزمایشات ژنتیک از جمله کاریوتایپ، میکرواری کروموزومی، بررسی تک ژنی و یا چند ژنی انجام داده اند اما به نتیجه نرسیده اند.

تشخیص علت بیماری در اختلالات ژنتیکی، می تواند به درک بهتر، مدیریت آن و ارائه اطلاعات به خانواده ی بیمار درباره الگوی توارث بیماری و خطر انتقال آن به نسل بعد کمک کند. با انجام آزمایش ژنتیک اگزوم می توان به یک تشخیص قطعی رسید و از سردرگمی نجات یافت.

همچنین، احتمال بروز بیماری های ژنتیکی در فرزندان حاصل از ازدواج فامیلی بیشتر از ازدواج غیرفامیلی است. به طوری که گفته می شود در ازدواج خویشاوندی نزدیک، مثلا ازدواج بین پسر عمو و دختر عمو، پسرخاله و دختر خاله، پسر دایی و دختر عمه، پسر عمه و دختر دایی، خطر ایجاد بیماری های ژنتیکی حدود سه برابر بیشتر از ازدواج با غریبه است. این میزان از خطر زمانی است که زوجین سابقه ای از بیماری های ژنتیکی در خانواده نداشته باشند، در صورت داشتن سابقه بیماری های ژنتیکی در خانواده، این خطر افزایش می یابد. با بررسی وضعیت ناقلی زوجین با آزمایش ژنتیک اگزوم یا هول اگزوم میتوان از تولد فرزند مبتلا به بیماری های ژنتیکی پیشگیری کرد.

توالی یابی نسل جدید (NGS) چیست؟

امروزه روش‌های قدیمی انجام آزمایشات ژنتیک به دلیل محدودیت های فنی، سرعت پایین و بالا بودن هزینه، پاسخگوی نیاز متخصصین و بیماران نیستند. تلاش در جهت کم کردن هزینه‌ها و کاهش زمان انجام آزمایش، منجر به شکل گیری تکنولوژی‌ با نام “توالی یابی نسل جدید” با توان عملکردی بالا (NGS) شده است.

کاربردهای توالی یابی نسل جدید (NGS)

1. توالی یابی کل ژنوم (Whole Genome Sequencing) : در این روش توالی کامل DNA انسان (نواحی کد کننده و غیر کد کننده) بررسی می شود.
2. توالی یابی کل اگزوم (Whole Exome Sequencing) : در این روش تنها نواحی کد کننده ژنوم انسان مورد توالی یابی قرار می گیرند.
3. روش توالی یابی هدفدار (Targeted Gene Sequencing) یا پنل هایNGS: در این روش که بعنوان پنل های ژنی نیز شناخته می شود، تنها ژن های محدودی که مرتبط با بیماری خاصی می باشند مورد بررسی قرار می گیرند؛ مانند پنل ناشنوایی و یا ژن های بزرگی که بررسی آنها با روش های سنتی توالی یابی بسیار مشکل و زمان بر است.

روش انجام آزمایش اگزوم

هول اگزوم معمولا در سه مرحله اصلی انجام می شود:

• استخراج DNA

نمونه خون گرفته می‌شود، DNA از آن استخراج و برای مراحل بعد آماده می شود.

• توالی‌یابی DNA
  در این مرحله، ترتیب چهار حرف (A,T,C,G) که مولکول DNA را می‌سازند، تعیین می‌شود.

فناوری سنگر اولین تکنولوژی بود که امکان خواندن کد ژنتیکی انسان را فراهم کرد، اما این روش زمان‌بر و پرهزینه بود. بعدها توالی‌یابی نسل جدید (NGS) معرفی شد که سریع‌تر و اقتصادی‌تر است و امکان توالی‌یابی حجم زیادی از DNA، از جمله تمام نواحی کدکننده ژن‌ها (اگزوم)، را فراهم می‌کند.

• تحلیل داده ها

داده‌های ژنتیکی با استفاده از برنامه های مختلف بیوانفورماتیکی تحلیل می‌شوند تا واریانت‌ها یا تغییرات ژنتیکی شناسایی شوند.

چه بیماری هایی با آزمایش هول اگزوم قابل تشخیص هستند؟

• بیماری های ژنتیکی نهفته
• بیماری های ارثی
• سرطان های ارثی
• تعیین وضعیت ناقلی افراد سالم

مزایای آزمایش اگزوم

• کاربردهای گسترده

آزمایش اگزوم می‌تواند تغییرات ژنتیکی (واریانت‌ها) مرتبط با بیماری‌های مختلف را شناسایی کند و کاربردهای تشخیصی گسترده‌ای دارد. برای مثال، اگر پزشک شما متوجه شود که شما دارای واریانت ژنتیکی مرتبط با بیماری قلبی هستید، ممکن است برنامه درمانی پیشگیرانه توصیه کند که شامل تغذیه سالم برای قلب و تغییر سبک زندگی باشد.

• تشخیص پیش از تولد بیماری‌های ژنتیکی

آزمایش هول اگزوم می‌تواند برای جنین انجام شود و به والدین فرصت می‌دهد تا تصمیم‌گیری آگاهانه داشته باشند. این موضوع به ویژه برای برخی بیماری‌ها اهمیت دارد، زیرا درمان زودهنگام می‌تواند تفاوت قابل توجهی ایجاد کند.

• گزینه ای مقرون به صرفه

در مقایسه با توالی‌یابی کل ژنوم، توالی‌یابی کل اگزوم هزینه کمتری دارد و گزینه‌ای اقتصادی برای بررسی ژن‌ها محسوب می‌شود.

محدودیت های آزمایش اگزوم

آزمایش WES قادر به تشخیص 80 تا 85 درصد از جهش های بیماریزا است و در 15 درصد از موارد ممکن است علت بیماری تشخیص داده نشود. در بعضی از موارد برای قطعی شدن جهش نیاز به انجام آزمایشات تکمیلی است. همچنین این تست قادر به تشخیص بیماری آتروفی عضلانی و نخاعی (SMA) ناشی از جهش در ژن SMN1، بیماری های ناشی از گسترش تکرارهای سه نوکلئوتیدی مانند سندروم ایکس شکننده و هانتینگتون و بیماری های ناشی از حذف های بزرگ مانند تالاسمی آلفا نیست. بیماری های ژنتیکی ناشی از اختلالات کروموزومی مانند آنیوپلوئیدی ها، ریز حذفها و مضاعف شدگی ها، بازآرایی های کروموزومی نیز با این روش قابل تشخیص نیستند.

بهترین زمان برای انجام آزمایش هول اگزوم چه موقع می باشد؟

آزمایش اگزوم یا هول اگزوم در هنگام ازدواج، قبل از بارداری، در دوران بارداری، کودکی و بزرگسالی قابل انجام است. اما از آنجائیکه انجام این تست زمان بر است در زنان باردار در اوایل بارداری توصیه میگردد تا در صورت نیاز به انجام آزمایشات تکمیلی زمان کافی داشته باشند.

آزمایش اگزوم به چه کسانی پیشنهاد می گردد؟

توالی یابی کل اگزوم در موارد زیر توصیه میگردد:

• مواردی که جهش در ژن های مختلف می تواند به تظاهرات بالینی یکسان منجر شود. مانند: عقب ماندگی ذهنی، تاخیر در رشد، کوتاهی قد، ناشنوایی، اختلالات متابولیک، بدشکلی های پیچیده، بیماری های عضلانی، نابینایی ارثی، بیماری های قلبی-عروقی و ….
• در بیماری هایی با علائم بالینی بسیار گسترده و پیچیده که افتراق دادن آن ها از هم مشکل است و یا در واقع مواردی که ژن دخیل در بیماری ناشناخته است.
• در افراد مشکوک به اختلالات کروموزومی، سندروم های ریز حذف و یا مضاعف شدگی که نتیجه ی تستهای ژنتیکی اولیه منفی بوده است.
• شک بالینی به بیماری های میتوکندریایی. برای مثال، در افراد مبتلا به ضعف عضلانی، مشکلات قلبی.
• در مواردی که بیمار مشکوک به یک اختلال ژنتیکی است اما در بررسی های اولیه آزمایشگاهی بیماری ژنتیکی تشخیص داده نشود.
• پیش از بارداری در زوج هایی که سابقه ی فوت یک فرزند با شک به بیماری ژنتیکی اما تشخیص داده نشده دارند.
• در زوج هایی با ازدواج فامیلی که سابقه ی بیماری ژنتیکی در خویشاوندان دارند.
• زوج هایی با ازدواج فامیلی که سابقه ی بیماری ژنتیکی در خویشاوندان ندارند به منظور بررسی وضعیت ناقلی زوجین، تعیین جهش های بیماریزای مشترک و پیشگیری از تولد فرزند مبتلا.

برای موارد فوق توالی یابی ژن ها به وسیله روش های قدیمی، علاوه بر زمان بر بودن، توجیه اقتصادی ندارد. لذا با استفاده از آزمایش اگزوم، به بررسی نواحی کد کننده ی کل ژن ها پرداخته می شود.

هزینه آزمایش اگزوم چقدر است؟

آزمایش WES با عمق خوانش 100X و 200X قابل انجام است. بسته به نوع آن قیمت آزمایش ژنتیک اگزوم متفاوت است. برای کسب اطلاع بیشتر با آزمایشگاه تماس بگیرید.

آیا آزمایش اگزوم تحت پوشش بیمه است؟

هیچ یک از بیمه های پایه (تامین اجتماعی، خدمات درمانی، نیروهای مسلح) آزمایش هول اگزوم را تحت پوشش ندارند اما برخی از بیمه های تکمیلی بخشی از هزینه ی این آزمایش را تحت پوشش قرار میدهند.

نتایج آزمایش اگزوم به چه صورت گزارش می شوند؟

طبق گایدلاین کالج ژنومیک و ژنتیک پزشکی آمریکا (ACMG) تغییرات شناسایی شده در آزمایش ژنتیک اگزوم در5 گروه زیر قرار میگیرند:

1. غیر بیماریزا (Benign) این نوع تغییرات در جمعیت عمومی فراوانی بالایی دارند و بیماریزا نیستند.
2. احتمالا غیر بیماریزا (Likely Benign) این نوع تغییرات به احتمال زیاد بیماریزا نیستند اما هنوز برایشان شواهد علمی قطعی موجود نیست.
3. واریانت هایی با اهمیت کلینیکی نامشخص (Variant of Uncertain Significant) اهمیت این نوع تغییرات در ایجاد بیماری هنوز مشخص نیست و باید مطالعات بیشتری جهت تعیین عملکرد آنها انجام شود.
4. احتمالا بیماریزا (Likely pathogenic) این نوع تغییرات به احتمال زیاد بیماریزا هستند اما برای اثبات آن نیاز به مطالعات بیشتر است.
5. بیماریزا (Pathogenic) این نوع تغییرات قطعا باعث ایجاد بیماری های ژنتیکی می شوند.

واریانت های غیر بیماریزا و احتمالا غیر بیماریزا در گزارش نهایی WES آورده نمی شوند.

تفسیر نتایج آزمایش اگزوم در افراد مبتلا به بیماری ژنتیکی چگونه است ؟

تفسیر نتایج آزمایش ژنتیک اگزوم به صورت زیر است:

• نتایج مثبت(positive): نتیجه مثبت یا به بیان دیگر نتیجه ابنورمال به این مفهوم است که تغییر بیماریزایی در ماده ژنتیکی فرد وجود دارد. تعریف اصلی و معنی آن توسط پزشک مشاور ژنتیک به خوبی توضیح داده می شود.
• نتایج منفی(negative): نتیجه منفی بدین مفهوم است که با انجام این تست تغییر بیماریزایی در ماده ژنتیکی فرد شناسایی نشد. البته با توجه به این نکته که با این روش تمام ژنوم بررسی نمیشود، نتیجه منفی به این مفهوم نیست که هیچ تغییر ژنتیکی در ژنوم فرد وجود ندارد و امکان دارد پزشک آزمایش تکمیلی درخواست کند.
• نتایج غیرقطعی یا با اهمیت نامشخص (uncertain significance): ممکن است در نتیجه این آزمایش تغییری در ژنوم فرد مشاهده شود که مفهوم مشخصی نداشته باشد یعنی تا به حال رابطه ای بین آن و بیماری شناسایی نشده است.

نمونه مورد نیاز برای انجام آزمایش اگزوم

5 سی سی خون حاوی EDTA 

آمادگی لازم پیش از انجام آزمایش اگزوم

نیاز به آمادگی خاصی وجود ندارد.

مدت زمان جوابدهی آزمایش اگزوم

جواب آزمایش ژنتیک اگزوم معمولا حدود دو ماه پس از نمونه گیری حاضر خواهد شد.

آیا برای انجام آزمایش اگزوم نیاز به مشاوره ژنتیک است؟

انجام مشاوره ژنتیک قبل و بعد از انجام تست به تمامی بیماران توصیه میگردد. در جلسه ی مشاوره پیش از انجام تست، متخصص ژنتیک در مورد انواع نتایج حاصل از تست اگزوم، مزایا و محدودیت های آن با مراجعه کننده صحبت میکند. همچنین جلسه ی مشاوره ژنتیک پس از انجام تست در تفسیر نتایج آن بسیار موثر است.

برای کسب اطلاعات بیشتر به صفحه ی درباره ی ما مراجعه کنید. همچنین، برای آگاهی از هزینه آزمایش اگزوم یا هول اگزوم (WES) و تعیین وقت مشاوره ژنتیک به صفحه ی تماس با ما مراجعه کنید.