آزمایش WES چیست؟/بررسی کامل توالی یابی کل اگزوم

2 هفته پیش

در سال های اخیر، توالی یابی نسل جدید ( Next Generation Sequencing یا NGS) تحول چشمگیری در مطالعات ژنتیکی ایجاد کرده است. این فناوری با امکان توالی یابی همزمان میلیون ها قطعه DNA، سرعت، دقت و عمق تحلیل های ژنومی را به طور قابل توجهی افزایش داده و مسیرهای جدیدی را در تشخیص و بررسی بیماری های ژنتیکی گشوده است. NGS نه تنها پایه گذار روش های نوین توالی یابی بوده، بلکه بستر متنوعی از کاربردها را فراهم کرده که یکی از مهمترین آن ها، توالی یابی کل اگزوم (Whole Exome Sequencing یا WES) است. WES به عنوان یکی از زیر مجموعه های تخصصی NGS، تمرکز خود را بر توالی یابی نواحی کدکننده ژنوم(اگزون ها) قرار می دهد؛ بخشی که علی رغم کوچکی، سهم عمده ای در بروز بیماری های ژنتیکی دارد.

تست WES (Whole Exome Sequencing)؛ نگاهی نو به تشخیص بیماری‌های ژنتیکی

آیا شما یا عزیزانتان با علائم بیماری نادر یا پیچیده‌ای روبرو شده‌اید که علت آن تا به حال مشخص نشده است؟

تست WES یا توالی‌یابی کل اگزوم یکی از پیشرفته‌ترین و جامع‌ترین روش‌های تشخیصی است که می‌تواند به شناسایی بیماری‌های ژنتیکی کمک کند. این تست با بررسی نواحی کدکننده ژنوم انسان، به پزشکان کمک می‌کند تا علت دقیق بیماری‌های نادر و پیچیده را شناسایی کنند.

WES چیست؟

Whole Exome Sequencing (WES) یا توالی‌یابی کل اگزوم، یک روش پیشرفته در علم ژنتیک است که تنها نواحی کدکننده ژنوم (اگزون‌ها) را بررسی می‌کند. این بخش از DNA انسان تنها 1 تا 2 درصد از کل ژنوم را تشکیل می‌دهد، اما بیش از 85 درصد جهش‌های بیماری‌زا در همین نواحی رخ می‌دهد.

این روش باعث شده که WES در سال‌های اخیر به ابزاری بسیار مهم برای تشخیص بیماری‌های ژنتیکی نادر و پیچیده تبدیل شود. از این رو، اگر روش‌های معمول مانند آزمایشات کاریوتایپ یا Array-CGH به نتیجه نرسیدند، پزشکان می‌توانند WES را به عنوان گزینه‌ای مناسب پیشنهاد دهند.

تست WES چگونه انجام می‌شود؟

فرایند انجام تست WES شامل چند مرحله است که به طور دقیق و علمی انجام می‌شود:

با توجه به شجره خانوادگی بیمار، ممکن است پزشک یا مشاور ژنتیک پیشنهاد دهد که نمونه از دو یا تعداد بیشتری از افراد خانواده مخصوصا والدین بیمار، گرفته شود.

استخراج DNA از نمونه: ابتدا DNA بیمار از نمونه‌های مختلف (مثل خون، بزاق یا بافت) استخراج می‌شود.
ایجاد کتابخانه ژنوم یا تقسیم DNA : DNA استخراج شده به قسمت های کوچکتر تقسیم می شود و لینکرها به این قسمت های متصل می شوند تا جهت انجام توالی یابی آماده شوند.
جداسازی اگزوم: برای اطمینان از اینکه فقط نواحی کدکننده ژنوم بررسی شوند، اگزون‌ها با استفاده از پروب‌های خاص از DNA جدا می‌شوند.
توالی‌یابی (Sequencing): با استفاده از فناوری‌های پیشرفته مانند Illumina، توالی DNA اگزومی خوانده می‌شود و تمامی جهش ها شناسایی می شوند.
تحلیل داده‌ها: داده‌های خام حاصل از توالی‌یابی توسط نرم‌افزارهای پیشرفته آنالیز می‌شوند تا جهش‌های ژنتیکی، مثل SNPها (تغییرات نقطه‌ای)، اینسرشن‌ها و دیلیشن‌ها شناسایی شوند.
تفسیر نتایج: نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل با توجه به تاریخچه پزشکی بیمار و علائم بالینی تفسیر می‌شود و گزارش نهایی برای پزشک معالج ارسال می‌شود.

تفسیر آزمایش

بعد از خوانده شدن اگزون، اطلاعات بدست آمده از نتیجه این خوانش جهت مقایسه توالی اگزون بیمار و توالی اگزون مرجع نرمال ، آنالیز می شود. هر فرد در اگزون خود جایگاه های متفاوتی دارد و این تفاوت ها منجر به منحصر به فرد شدن هر شخص می شوند و معمولا مشکلی ایجاد نمی کنند. اما نیاز است این تفاوت ها از نظر پتانسیل بیماری زایی بودن مورد بررسی قرار گیرند:

ابتدا تغییرات کل اگزوم فرد با لیستی از جهش های شناخته شده که در افراد دیگر با علائم مشابه ایجاد بیماری کرده اند، مقایسه می شود.

کاربردهای بالینی تست WES

تست WES در بسیاری از زمینه‌های پزشکی برای تشخیص و درمان بیماری‌های ژنتیکی استفاده می‌شود:

بیماری‌های ژنتیکی تک‌ژنی: بیماری‌هایی مانند دیستروفی عضلانی، آتاکسی، فنيل‌کتونوری و بسیاری دیگر که ناشی از جهش در یک ژن خاص هستند.
ناهنجاری‌های جنینی: تست WES برای تشخیص علت ناهنجاری‌های ساختاری در جنین، به‌ویژه زمانی که سایر آزمایش‌های ژنتیکی مانند کاریوتایپ یا Array-CGH نتیجه‌ای نمی‌دهند، به کار می‌رود. این تست می‌تواند در مواردی مانند هیدروپس جنینی یا نقص‌های قلبی مادرزادی کمک‌کننده باشد.
بیماری‌های عصبی و رشدی: این تست به‌ویژه برای شناسایی علل بیماری‌هایی مانند صرع مقاوم به درمان، اوتیسم، تأخیر رشد و اختلالات نوروژنیک کاربرد دارد.
بیماری‌های ارثی در خانواده‌ها: افرادی که در خانواده‌هایشان سابقه بیماری‌های ژنتیکی وجود دارد می‌توانند با انجام تست WES، ژن مسئول را شناسایی کنند.
مشاوره ژنتیک پیش از بارداری: زوج‌هایی که در معرض خطر بیماری‌های ژنتیکی قرار دارند می‌توانند از این تست برای بررسی ناقل بودن و کاهش خطر انتقال بیماری به فرزندان آینده استفاده کنند.

چه زمانی پزشک تست WES را تجویز می‌کند؟

تست WES توسط پزشکان در شرایط خاص و به دلایل مختلفی تجویز می‌شود:

1. علائم پیچیده یا غیرقابل‌توضیح:

زمانی که یک بیمار دارای علائم چندگانه، ناهنجاری‌های رشدی، یا اختلالات عصبی است که علت آن با روش‌های معمول مشخص نشده است.

2. سابقه خانوادگی بیماری‌های ژنتیکی:

اگر در خانواده فرد، بیماری‌های ژنتیکی مانند بیماری‌های عصبی، قلبی یا متابولیک وجود داشته باشد، پزشک می‌تواند WES را برای شناسایی دقیق‌تر جهش‌ها توصیه کند.

3. نتایج منفی از آزمایشات اولیه:

اگر آزمایش‌های اولیه مانند کاریوتایپ یا Array-CGH نرمال باشند و هنوز علت بیماری مشخص نشود، WES می‌تواند به شناسایی علت بیماری کمک کند.

4. مشاوره ژنتیک برای بارداری‌های پرخطر:

در زوج‌های با سابقه سقط مکرر یا سابقه خانوادگی بیماری‌های ژنتیکی، WES می‌تواند در تشخیص خطرات ژنتیکی برای بارداری‌های بعدی مؤثر باشد.

مقایسه WES با سایر روش‌های ژنتیکی

برای درک بهتر اهمیت WES، مقایسه آن با روش‌های دیگر می‌تواند مفید باشد:

WES یا پنل ژنی:

پنل‌های ژنی معمولاً به بررسی تعداد محدودی از ژن‌های مرتبط با یک بیماری خاص می‌پردازند، در حالی که WES تمام نواحی کدکننده ژنوم را بررسی می‌کند و امکان شناسایی جهش‌های نادر را دارد.

WES یا کاریوتایپ:

کاریوتایپ به بررسی تعداد و ساختار کروموزوم‌ها می‌پردازد، اما WES به‌ویژه برای بیماری‌هایی که ناشی از جهش‌های تک‌ژنی هستند، کاربرد بیشتری دارد.

WES یا Whole Genome Sequencing (WGS):

WGS به بررسی تمام ژنوم انسان (نه فقط اگزون‌ها) می‌پردازد، اما WES هزینه کمتری دارد و برای بیماری‌های تک‌ژنی مؤثرتر است.

تست WES در دوران بارداری (پریناتال)

در دوران بارداری، تست WES می‌تواند برای تشخیص ناهنجاری‌های ژنتیکی جنین به‌ویژه در شرایط پرخطر کاربرد داشته باشد. در صورت مشکوک بودن به بیماری‌های ژنتیکی، پزشک می‌تواند از روش‌هایی مانند CVS یا آمنیوسنتز برای نمونه‌گیری استفاده کند و سپس با استفاده از WES جهش‌های ژنتیکی موجود را شناسایی کند.