![Πρακτικά (Ι)
• Σήμερα μπορεί να ελεγχθεί η γενετική διαφορική διάγνωση και να αλλάξει την
αντιμετώπιση του ασθενούς
JAMA Pediatr. 2017 Oct 2:e173438. doi: 10.1001/jamapediatrics.2017.3438. [Epub ahead of print]](https://image.slidesharecdn.com/nextgenerationsequencing2017-171217071045/85/Next-generation-sequencing-2017-15-320.jpg)
Next generation sequencing 2017
- 1. Αλληλούχιση νέας γενιάς στην πρόληψη των γενετικών νοσημάτων Περικλής Μακρυθανάσης, MD, PhD, FMH, PD Κλινικός γενετιστής 29ο Παγκρήτιο Συνέδριο Παιδιατρικής Αγ. Νικόλαος, 21-22.10.2017
- 2. Πλάνο 1. Ιστορικό των μεγάλων αλλαγών που έγιναν στην γενετική στις αρχές του 21ου αιώνα 2. Τι ισχύει σήμερα και πως γίνεται η διάγνωση των μονογονιδιακών νοσημάτων 3. Πρακτικά σημεία
- 3. Ανθρώπινο γονιδίωμα • Το 2001 ξεκίνησε η νέα εποχή της γενετικής με τη δημοσίευση της πρώτης «πρόχειρης» έκδοσης του ανθρώπινου γονιδιώματος και της πρώτης επίσημης έκδοσης το 2003. • Ήταν το αποτέλεσμα του «Human Genome Project» που ξεκίνησε το 1990 με συνολικό προϋπολογισμό 3.000.000.000 δολαρίων.
- 4. Ανθρώπινο γονιδίωμα / γονιδιώμα αναφοράς Η ταυτοποίηση του οργανώθηκε από το «Human Genome Project». Η τελευταία έκδοση του γονιδιώματος αναφοράς δημοσιεύτηκε τον Δεκέμβριο του 2013 (έκδοση 38) και ακόμη υπάρχουν κενά και λάθη που συνεχίζουν να διορθώνονται. Το απλοειδικό ανθρώπινο γονιδίωμα αποτελείται από 3.000.000.000 νουκλεοτιδικές βάσεις χωρισμένο σε 23 χρωμοσώματα και έχει περίπου 20.000 γονίδια που κωδικοποιούν για πρωτεΐνες. Οι κωδικοποιούσες περιοχές καταλαμβάνουν το 1-1,5% του ανθρώπινου γονιδιώματος. GENCODE Version 26 (October 2016 freeze, GRCh38) - Ensembl 88 General stats Total No of Genes 58219 Total No of Transcripts 199325 Protein-coding genes 19817 Protein-coding transcripts 80531 Long non-coding RNA genes 15787 - full length protein-coding: 55030 Small non-coding RNA genes 7568 - partial length protein-coding: 25501 Pseudogenes 14636 Nonsense mediated decay transcripts 14113 - processed pseudogenes: 10700 Long non-coding RNA loci transcripts 27720 - unprocessed pseudogenes: 3419 - unitary pseudogenes: 211 - polymorphic pseudogenes: 54 - pseudogenes: 18 Immunoglobulin/T-cell receptor gene segments Total No of distinct translations 60172 - protein coding segments: 410 Genes that have more than one distinct translations 13546 - pseudogenes: 234
- 5. Αλληλούχιση υψηλής απόδοσης • Η δεύτερη μεγάλη επανάσταση ήταν η εφεύρεση των τεχνολογιών υψηλής απόδοσης από το 2004 και μετά. • Οι νέες αυτές τεχνολογίες επέτρεψαν όχι μόνο την ταχύτερη αλληλούχιση με πολύ μειωμένο κόστος αλλά και την εφαρμογή νέων τεχνικών ανακάλυψης γονιδίων για την ταυτοποίηση γονιδίων υπεύθυνων για μονογονιδιακές ασθένειες.
- 6. Κλασσική vs Αλληλούχιση υψηλής απόδοσης Human Genome project : 14 χρόνια και >3 δισ δολλάρια Σήμερα ένα γονιδίωμα κοστίζει 1000$ και λιγότερο από μία βδομάδα Ένα τυπικό διαγνωστικό exome έχει 100.000.000 reads από 150 βάσεις το καθένα
- 7. Ανακάλυψη νέων γονιδίων • Το πρακτικό αποτέλεσμα είναι ένας αυξημένος ρυθμός ανακάλυψης νέων γονιδίων και πλέον αντιστοιχούνται σχεδόν 300 ασθένειες με καινούρια γονίδια. • Η Clinical Genomic Database έχει 3444 γονίδια (9 Μαρτίου 2017) 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 OMIM: αριθμός ασθενειών που έχουν συνδεθεί γονίδια
- 8. Διάγνωση μονογονιδιακών νοσημάτων Η διάγνωση των μονογονιδιακών νοσημάτων έχει αλλάξει δραματικά. Παλαιότερα ο έλεγχος ενός γονιδίου απαιτούσε πολύ καλό και αυστηρό χαρακτηρισμό του κλινικού φαινοτύπου, σαφή κλινική διαφορική διάγνωση και έλεγχο ενός γονιδίου τη φορά με κόστος 1.000 με 3.000€ το γονίδιο. Σήμερα με κόστος 2.000 με 5.000€ μπορεί να αναλυθεί το σύνολο (~95-98%) των γονιδίων του ανθρώπινου γοιδιώματος Πλέον το «πρόβλημα» δεν είναι η ανάγνωση, είναι η κατανόηση
- 9. Διάγνωση μονογονιδιακών νοσημάτων Η διάγνωση των μονογονιδιακών νοσημάτων έχει αλλάξει δραματικά. Παλαιότερα ο έλεγχος ενός γονιδίου απαιτούσε πολύ καλό και αυστηρό χαρακτηρισμό του κλινικού φαινοτύπου, σαφή κλινική διαφορική διάγνωση και έλεγχο ενός γονιδίου τη φορά με κόστος 1.000 με 3.000€ το γονίδιο. Σήμερα με κόστος 2.000 με 5.000€ μπορεί να αναλυθεί το σύνολο (~95-98%) των γονιδίων του ανθρώπινου γοιδιώματος, κλινικά θα αναλυθούν μόνο τα «γνωστά» Πλέον το «πρόβλημα» δεν είναι η ανάγνωση, είναι η κατανόηση
- 10. GCTF (Genomic Consultation Task Force) Στη γενετική υπηρεσία των Πανεπιστημιακών Νοσοκομείων της Γενεύης δημιουργήσαμε τη GCTF (Genomic Consultation Task Force) για να εισάγουμε τη διάγνωση μέσω NGS των γενετικών νοσημάτων.
- 11. GCTF Εβδομαδιαίες συναντήσεις όπου συζητούνται • Οι ασθενείς των οποίων η διάγνωση μπορεί να προχωρήσει μέσω NGS • Επιλογή των ασθενών για αλληλούχιση • Κλινική ερμηνεία των αποτελεσμάτων • Διαχείριση των μη αναμενόμενων αποτελεσμάτων και των ασαφών αποτελεσμάτων • Αποφάσεις σχετικά με επιπλέον απαιτούμενες αναλύσεις (ανάλυση των γονέων, συμπληρωματικές αναλύσεις, …) • Ηθικά, κοινωνικά και οικονομικά ζητήματα • Συνεργασία με ειδικευμένους ιατρούς άλλων ειδικοτήτων
- 12. Flow chart «πορείας» ασθενών και δειγμάτων (NGS) στη γενετική υπηρεσία των Παν. Νοσ. Γενεύης Γενετική Επίσκεψη Παρουσίαση του ασθενούς στη GCTF Κλινική εξέταση Εκτίμηση παλαιών αποτελεσμάτων Αποδοχή/όχι του ασθενούς Καθορισμός των γονιδίων Γενετική συμβουλή πριν την εξέταση Αλληλούχιση NGS Βιοπληροφορική ανάλυση Αναγνώριση των γεν. αλλαγών Εξηγήσεις και ενυπόγραφη συναίνεση Ανάλυση των γεν. αλλαγών Παρουσίαση των αποτελεσμάτων στη GCTF Κλινική εκτίμηση, Επιπλέον αναλύσεις Αποτέλεσμα εργαστηρίου Υπογεγραμμένο από Το διευθυντή του εργαστηρίου Γενετική συμβουλή μετά την εξέταση Εξήγηση του αποτελέσματος, επόμενα βήματα
- 13. Ενυπόγραφη συναίνεση • 3 βασικά τμήματα • Το πρώτο αφορά τα μη αναμενόμενα αποτελέσματα. (opt-in) • Νοσήματα που μπορούν να θεραπευθούν ή να προληφθούν • Νοσήματα που η κλινική τους πορεία δεν μπορεί να μεταβληθεί μέσω της ιατρικής παρακολούθησης • Καθεστώς φορείας για υπολειπόμενες ασθένειες • Το δεύτερο αφορά τη χρήση των δειγμάτων και των δεδομένων: • Ο ασθενής μπορεί να επιλέξει να καταστραφούν • Μπορούν να επιτρέψουν την ανώνυμη χρήση των αποτελεσμάτων ως δειγμάτων ελέγχου και για ποιοτικούς ελέγχους • Το τρίτο αφορά τη χρήση των δειγμάτων και των δεδομένων για ερευνητικούς σκοπούς
- 14. Πρακτικά (Ι) • Σήμερα μπορεί να ελεγχθεί η γενετική διαφορική διάγνωση και να αλλάξει την αντιμετώπιση του ασθενούς 44% 22% 35% Νοητική υστέρηση και Επιληψία (N=78) NO VUS PATHO 53% 3% 43% Καρδιακά νοσήματα (N=30) NO VUS PATHO 38% 23% 38% Νευρολογικά νοσήματα (N=26) NO VUS PATHO 50% 9% 41% Άλλα μονογονιδιακά Νοσήματα (N=64) NO VUS PATHO
- 15. Πρακτικά (Ι) • Σήμερα μπορεί να ελεγχθεί η γενετική διαφορική διάγνωση και να αλλάξει την αντιμετώπιση του ασθενούς JAMA Pediatr. 2017 Oct 2:e173438. doi: 10.1001/jamapediatrics.2017.3438. [Epub ahead of print]
- 16. Πρακτικά (ΙΙ) • Το κόστος της εξέτασης παραμένει υψηλό. (1500-5000€) Η μόνη πρακτική λύση του προβλήματος αυτού είναι η ανάληψη του κόστους από τις ασφαλιστικές εταιρείες. Το κόστος των διαγνωστικών εξετάσεων μέχρι τη τελική διάγνωση, το κόστος της θεραπείας των ασθενών (πολλές φορές για το σύνολο της ζωής τους) υπερκαλύπτει πολλαπλά το κόστος της γενετικής εξέτασης (π.χ. μεσογειακή αναιμία) • Tα αποτελέσματα πολλές φορές δεν είναι όπως τα αποτελέσματα των κλασσικών μεθόδων. 1. Μη αναμενόμενα 2. Ασαφούς κλινικής σημασίας
- 17. Πρακτικά (ΙΙΙ) • Τρία δύσκολα σημεία: 1. Επιλογή γονιδίων που θα εξεταστούν και της στρατηγικής που θα ακολουθηθεί 2. Συζήτηση με τον ασθενή ή/και τους οικείους του πριν τη γενετική εξέταση 3. Μετάδοση των αποτελεσμάτων («φυσιολογικών», μη αναμενόμενων, ασαφών) Δεν υπάρχει «σωστή απάντηση» μόνο σωστή πρακτική
- 18. Πρακτικά (ΙΙΙ) • Τρία δύσκολα σημεία: 1. Επιλογή γονιδίων που θα εξεταστούν και της στρατηγικής που θα ακολουθηθεί 2. Συζήτηση με τον ασθενή ή/και τους οικείους του πριν τη γενετική εξέταση 3. Μετάδοση των αποτελεσμάτων («φυσιολογικών», μη αναμενόμενων, ασαφών) Δεν υπάρχει «σωστή απάντηση» μόνο σωστή πρακτική 1. Exome sequencing ή panel; Μόνο τον ασθενή ή τον ασθενή και τους γονείς του; Πρακτικά πρόκειται καθαρά για οικονομικό ερώτημα 2. Χρόνος. Πρέπει να ξοδευτεί χρόνος ώστε να εξηγηθεί στον ασθενή όχι οι τεχνικές λεπτομέρειες αλλά ο σκοπός της και το τι μπορεί να μάθει. Ο ασθενής έχει δυνατότητες επιλογής. Είναι πολύ σημαντικό να ρωτηθεί ο ασθενής εκ των προτέρων τι θα κάνει με τη γενετική πληροφορία 3. Αν το 2 έχει γίνει σωστά, η μετάδοση του αποτελέσματος είναι λίγο ευκολότερη.
- 19. Συμπέρασμα Η διαγνωστική αλληλούχιση υψηλής απόδοσης έχει προκαλέσει εδώ και μερικά χρόνια επανάσταση στο χώρο της γενετικής διάγνωσης και μπορεί να βοηθήσει τους ασθενείς. Περικλής Μακρυθανάσης pmakrythanasis@bioacademy.gr 210 65 97 465