Полногеномное секвенирование может улучшить пренатальное тестирование

Сотрудники BGI-Research и Больницы охраны здоровья матери и ребёнка провинции Хубэй в Китае (Maternal and Child Health Hospital of Hubei Province, MCHH) впервые выявили геномную структуру аномалий центральной нервной системы (ЦНС) плода в большой когорте и показали, как полногеномное секвенирование может помочь в обнаружении пороков ЦНС. Исследование было опубликовано в журнале npj Genomic Medicine.

Аномалии ЦНС плода являются одними из наиболее распространённых врождённых пороков развития, частота только дефектов нервной трубки (ДНТ) достигает 18,6 на 10 000. В настоящее время важным методом оценки ЦНС плода считается ультразвуковое исследование. Однако визуализация аномалий ЦНС всё ещё представляет собой сложную задачу, поскольку плод и его мозг постоянно развиваются.

Несмотря на то, что изучены сотни генетических патологий, связанных с ЦНС, всё ещё недостаточно информации об их проявлениях на УЗИ. Отсутствуют и масштабные когортные геномные исследования аномалий ЦНС плода.

Работа китайских учёных была проведена в два этапа: сначала проводилось полногеномное секвенирование с низким покрытием для анализа анеуплоидий и изменения числа копий (copy number variation, CNV), затем для дальнейшего изучения однонуклеотидных вариантов и микроперестроек для образцов без патологии проводилось полногеномное секвенирование с покрытием х40. Цель такого подхода – выявление генов, связанных с аномалиями ЦНС плода, определение роли полногеномного секвенирования в пренатальной диагностике заболеваний и оценка его потенциала в качестве клинического диагностического инструмента.

С 2015 по 2017 год исследовательская группа собрала 162 образца, связанных с аномалиями ЦНС. В ходе анализа были идентифицированы патогенные и вероятно патогенные генетические изменения: 18 анеуплоидий, 21 CNV, 3 микроперестройки и 26 однонуклеотидных вариантов, включая 15 ранее не описанных в литературе. В итоге было эффективно диагностировано 62 случая аномалий ЦНС, общая частота патологии составила 38,3%, частота выявления микроцефалии и аномалий переднего мозга – более 70%.

Из 29 генов с клинически значимыми вариантами, 5 присутствовали более чем в одном образце. Эти диагностические варианты были обнаружены у 70,8% плодов как с аномалиями ЦНС, так и без них, по сравнению с 24,6% плодов только с аномалиями ЦНС.

Также было продемонстрировано, что полногеномное секвенирование является более комплексным исследованием по сравнению с другими анализами, используемыми в настоящее время. Полногеномное секвенирование с низким покрытием демонстрировало такие же показатели обнаружения CNV, как и кариотипирование, но дополнительно было выявлено 2,3% патогенных микроперестроек в образцах, которые не содержали крупные CNV.

Кроме того, частота обнаружения аномалий плода при секвенировании всего генома с покрытием х40 увеличилась на 18,9% по сравнению с исследованием с низким покрытием, а общая частота выявления была выше, чем при полноэкзомном секвенировании.

Учёные проанализировали временные и финансовые затраты при выполнении полногеномного секвенирования. На платформе BGI расходы на секвенирование всего генома ниже, чем на комбинированное проведение секвенирования экзома и хромосомного микроматричного анализа. Время анализа аналогично секвенированию экзома, соответственно результат может быть получен быстрее, чем при использовании комбинации секвенирование экзома + хромосомный микроматричный анализ.

Хотя в этом исследовании полногеномное секвенирование показало очевидные преимущества, клиническое значение некоторых обнаруженных генетических вариантов в настоящее время трудно определить из-за ограниченной базы данных. В будущем применение полногеномного секвенирования в пренатальном тестировании может быть улучшено, если будет проанализировано большее количество образцов с патологией.

BGI продолжит использовать преимущества мультиомных технологий для проведения углубленных исследований, связанных со здоровьем матери и ребёнка.       

Ссылка на источник: https://medicalxpress.com/news/2022-11-whole-genome-sequencing-comprehensive-prenatal.html