توالی یابی کل ژنوم از یک آزمایش خون منفرد 31٪ موارد بیشتر از اختلالات ژنتیکی نادر را نسبت به آزمایشات استاندارد نشان می دهد، تجربه خانواده های آسیب دیده “اودیسه تشخیصی” را کوتاه می کند و فرصت های بزرگی برای تحقیقات آینده فراهم می کند.
اختلالات میتوکندری از هر 4300 نفر 1 نفر را تحت تاثیر قرار می دهد و باعث بیماری های پیشرونده و صعب العلاج می شود. آنها یکی از شایع ترین بیماری های ارثی هستند، اما تشخیص آنها برای پزشکان دشوار است، به ویژه به این دلیل که می توانند بسیاری از اندام های مختلف را تحت تاثیر قرار دهند و شبیه بسیاری از شرایط دیگر باشند.
رژیم‌های آزمایش ژنتیک کنونی در تشخیص حدود 40 درصد از بیماران شکست خورده‌اند که پیامدهای عمده‌ای برای بیماران، خانواده‌های آنها و خدمات بهداشتی که استفاده می‌کنند دارد.
مطالعه جدیدی که امروز در BMJ منتشر شد، به خانواده‌های بدون تشخیص امید می‌دهد و برنامه‌هایی را برای بریتانیا برای ایجاد یک برنامه تشخیصی ملی بر اساس توالی‌یابی کل ژنوم (WGS) برای تشخیص سریعتر تأیید می‌کند.
در حالی که مطالعات قبلی بر اساس گروه‌های کوچک و بسیار منتخب نشان داده‌اند که WGS می‌تواند اختلالات میتوکندری را شناسایی کند، این اولین موردی است که اثربخشی آن را در یک سیستم ملی مراقبت‌های بهداشتی – NHS بررسی می‌کند.
این مطالعه که توسط محققان واحد بیولوژی میتوکندری MRC و گروه‌های علوم اعصاب بالینی و ژنتیک پزشکی در دانشگاه کمبریج انجام شد، شامل 319 خانواده مشکوک به بیماری میتوکندریایی بود که از طریق پروژه 100000 ژنومی که برای تعبیه آزمایش ژنومی در NHS راه‌اندازی شده بود، شرکت کردند. ، ژن های جدید بیماری را کشف کنید و تشخیص ژنتیکی را برای بیماران بیشتری در دسترس قرار دهید.
در مجموع، 345 شرکت‌کننده – 0 تا 92 ساله با میانگین سنی 25 سال – کل ژنوم آنها تعیین توالی شدند. از طریق تجزیه و تحلیل های مختلف، محققان دریافتند که می توانند تشخیص ژنتیکی قطعی یا احتمالی را برای 98 خانواده (31٪) انجام دهند. تست‌های استاندارد که اغلب تهاجمی‌تر هستند، نتوانستند به این تشخیص‌ها برسند. شش تشخیص احتمالی (2٪ از 98 خانواده) انجام شد. در مجموع 95 ژن مختلف دخیل بودند.
با کمال تعجب، 62.5 درصد از تشخیص‌ها در واقع اختلالات غیر میتوکندریایی بودند که برخی درمان‌های خاص داشتند. این اتفاق به این دلیل رخ داد که بسیاری از بیماری‌های مختلف شبیه به اختلالات میتوکندری هستند و تشخیص اینکه کدام یک از آنها چیست، بسیار دشوار است.
پروفسور پاتریک چینری از واحد بیولوژی میتوکندری MRC و گروه علوم اعصاب بالینی در دانشگاه کمبریج گفت:
ما توصیه می‌کنیم که توالی‌یابی کل ژنوم باید زودهنگام و قبل از آزمایش‌های تهاجمی مانند بیوپسی عضله ارائه شود. تنها کاری که بیماران باید انجام دهند این است که آزمایش خون انجام دهند، به این معنی که این آزمایش می‌تواند در سراسر کشور به روشی عادلانه ارائه شود. نیازی به پیمودن مسافت های طولانی برای قرار ملاقات های متعدد ندارند و تشخیص خود را خیلی سریعتر دریافت می کنند.”
دکتر کاترین شون از واحد بیولوژی میتوکندری MRC و بخش علوم اعصاب بالینی و ژنتیک پزشکی گفت:
“تشخیص ژنتیکی قطعی می تواند واقعا به بیماران و خانواده های آنها کمک کند و به آنها دسترسی به اطلاعات مناسب در مورد پیش آگهی و درمان، مشاوره ژنتیکی و گزینه های باروری از جمله تشخیص ژنتیکی قبل از لانه گزینی یا تشخیص قبل از تولد را بدهد.”
محققان 37.5 درصد از تشخیص‌های خود را در ژن‌هایی که عامل بیماری میتوکندری هستند، انجام دادند. این تشخیص ها تقریباً همه منحصر به یک خانواده شرکت کننده خاص بود که نشان دهنده تنوع ژنتیکی موجود در این اختلالات است. اختلال در عملکرد میتوکندری بر بافت‌هایی که نیاز به انرژی بالایی دارند مانند مغز، اعصاب محیطی، چشم، قلب و ماهیچه‌های محیطی تأثیر می‌گذارد. این مطالعه منبع جدید ارزشمندی برای کشف ژن‌های بیماری میتوکندری در آینده ارائه می‌کند.
با این حال، اکثر تشخیص‌های تیم (62.5%) مربوط به اختلالات غیر میتوکندریایی بود که ویژگی‌هایی شبیه به بیماری‌های میتوکندری داشت. اگر شرکت کنندگان فقط از طریق بیوپسی عضلانی و/یا یک پانل ژن خاص میتوکندری از نظر اختلالات میتوکندریایی مورد بررسی قرار می گرفتند، این اختلالات از دست می رفت. این شرکت کنندگان با طیف وسیعی از شرایط از جمله اختلالات رشدی با ناتوانی ذهنی، شرایط صرع شدید و اختلالات متابولیک و همچنین بیماری های قلبی و عصبی زندگی می کردند.
چینری گفت: “این بیماران به دلیل مشکوک بودن به بیماری میتوکندری ارجاع شده اند و آزمایش های تشخیصی مرسوم به طور خاص برای بیماری های میتوکندری است. مگر اینکه این احتمالات دیگر را در نظر بگیرید، آنها را تشخیص نخواهید داد. توالی یابی کل ژنوم با این سوگیری محدود نمی شود. “
تعداد کمی از شرکت کنندگان تازه تشخیص داده شده در حال حاضر تحت درمان هستند. این تیم اختلالات بالقوه قابل درمان را در شش شرکت کننده مبتلا به اختلال میتوکندریایی و 9 شرکت کننده با اختلال غیرمیتوکندریایی شناسایی کردند، اما تاثیر درمان ها هنوز مشخص نشده است.
چینری گفت: “خدمات تشخیصی تکه تکه و به طور نابرابر در سراسر بریتانیا توزیع شده اند و این چالش های بزرگی را برای افراد مبتلا به بیماری های نادر و خانواده های آنها ایجاد می کند. با ارائه یک برنامه ملی بر اساس این رویکرد گسترده ژنومی، می توانید همان سطح خدمات را ارائه دهید. به همه.
شون گفت: “اگر بتوانیم یک پلتفرم ملی از خانواده‌های مبتلا به بیماری‌های نادر ایجاد کنیم، می‌توانیم به آنها فرصت دهیم تا در آزمایش‌های بالینی شرکت کنند تا بتوانیم شواهد قطعی مبنی بر کارآمدی درمان‌های جدید به دست آوریم.”
این مطالعه نشان می‌دهد که تعداد نسبتاً بالای بیماران با تشخیص‌های احتمالی یا احتمالی نشان‌دهنده نیاز به سرمایه‌گذاری بیشتر در تجزیه و تحلیل اثرات عملکردی انواع ژنتیکی جدید است که می‌تواند علت بیماری باشد، اما در حال حاضر قطعی نیست.
همچنین استدلال می‌کند که توالی‌یابی سریع ژنوم سه‌گانه باید به همه افراد ناخوشایند حاد مشکوک به اختلالات میتوکندری ارائه شود، به طوری که نتایج می‌تواند به هدایت مدیریت بالینی کمک کند. در حال حاضر در بریتانیا، این فقط برای کودکان ناخوشایند حاد در دسترس است.