Секвенирование нового поколения (NGS)

Секвенирование нового поколения (NGS) — это способ определения порядка букв в ДНК или РНК, генетическом материале внутри наших клеток. ДНК и РНК состоят из четырех разных букв: A, C, G и T для ДНК и A, C, G и U для РНК. Порядок этих букв определяет, какие черты характера есть у человека, например, цвет глаз, группа крови или риск заболевания.

NGS работает, разбивая ДНК или РНК на множество маленьких частей и считывая буквы на каждой части. Затем он использует компьютер, чтобы собрать части вместе и сравнить их с эталонной последовательностью. Таким образом, он может выяснить, чем отличается ДНК или РНК конкретного образца.

NGS используется в патологии для диагностики и лечения заболеваний, вызванных изменениями в ДНК или РНК. Например, некоторые виды рака вызваны мутациями (небольшими изменениями) или перестройками (большими изменениями) в ДНК определенных генов, из-за которых клетки выходят из-под контроля. После исследования образца ткани под микроскопом патологоанатом может выполнить NGS, чтобы сузить или подтвердить диагноз. NGS часто комбинируется с другими типами тестов, такими как иммуногистохимия (ИГХ), флуоресцентная гибридизация in situ (FISH)или проточной цитометрии.

NGS также можно использовать для выбора лекарств, которые могут воздействовать на изменения, выявленные в опухоли. Это часто называют точной медициной, поскольку она помогает обеспечить правильное лечение нужному пациенту в нужное время. NGS также может помочь узнать, как человек реагирует на лекарства, основываясь на его ДНК или РНК. Например, у некоторых людей есть изменения в ДНК, из-за которых они усваивают лекарства быстрее или медленнее, чем другие. Это может повлиять на то, насколько хорошо действуют лекарства или насколько вероятно, что они вызовут побочные эффекты. NGS может помочь выявить эти различия и соответствующим образом скорректировать дозу или тип препарата. Это называется фармакогенетикой или фармакогеномикой, поскольку помогает персонализировать лекарственную терапию на основе генетической структуры человека.

Какие наиболее распространенные генетические изменения проверяются с помощью секвенирования следующего поколения?

NGS можно использовать для поиска тысяч генетических изменений. Однако в настоящее время обычно оценивают лишь небольшое количество генов.

Генетические изменения, обычно оцениваемые с помощью NGS, включают:

• EGFR, KRAS, BRAF и PIK3CA: это гены, которые участвуют в росте и делении клеток, и они могут мутировать или изменяться при некоторых видах рака. Тестирование на эти гены может помочь диагностировать тип и стадию рака, а также помочь в выборе лечения. Например, некоторые лекарства могут воздействовать на рак, имеющий мутации в EGFR или BRAF1.
• NTRK, ROS1 и ALK: это гены, которые кодируют белки, называемые рецепторами тирозинкиназы, которые также участвуют в росте и делении клеток. Некоторые виды рака имеют перестройки или слияния этих генов с другими генами, что может привести к бесконтрольному росту клеток. Тестирование на эти гены может помочь выявить рак, который можно лечить препаратами, блокирующими активность этих рецепторов.
• CFTR, PAH, GALT и HBB: это гены, связанные с наследственными заболеваниями, поражающими различные органы или системы организма. Тестирование на эти гены может помочь диагностировать или выявить эти расстройства, а также предоставить информацию о риске передачи их детям. Например, CFTR — это ген, вызывающий муковисцидоз, заболевание, поражающее легкие и пищеварительную систему; PAH — это ген, вызывающий фенилкетонурию, заболевание, влияющее на метаболизм аминокислоты, называемой фенилаланином; GALT — это ген, вызывающий галактоземию, заболевание, влияющее на метаболизм сахара, называемого галактозой; HBB — это ген, который вызывает серповидноклеточную анемию, заболевание, которое влияет на форму и функцию эритроцитов.
• BRCA1 и BRCA2: это гены, которые участвуют в восстановлении ДНК и защите от повреждений. Мутации или изменения в этих генах могут увеличить риск развития рака молочной железы, яичников, простаты или поджелудочной железы. Тестирование на эти гены может помочь выявить людей, у которых более высокий риск развития этих видов рака, а также предоставить возможности для профилактики или раннего выявления.
• EWSR1, FUS и SS18: это гены, которые кодируют белки, называемые факторами транскрипции, которые участвуют в регуляции экспрессии генов. Некоторый саркомы имеют слияния или перестройки этих генов с другими генами, которые могут влиять на дифференцировку и развитие клеток. Тестирование на эти гены может помочь классифицировать тип и подтип саркомы.
• PDGFRA, PDGFRB и KIT: это гены, которые кодируют белки, называемые рецепторами фактора роста тромбоцитов, которые также участвуют в росте и делении клеток. Некоторый саркомы имеют мутации или амплификации этих генов, которые могут сделать клетки более чувствительными к сигналам роста. Тестирование на эти гены может помочь выявить саркомы, которые можно лечить препаратами, ингибирующими эти рецепторы.