NGS генетика

NGS генетика представляет собой современный метод секвенирования нового поколения, который позволяет детально изучать генетический материал. Эта технология использует передовые биоинформатические инструменты для анализа секвенированной ДНК, преобразуя её в надёжные результаты, которые генетики используют для диагностики и дальнейших исследований.

Что такое NGS?

NGS (секвенирование нового поколения) — это передовая технология секвенирования генов, которая позволяет быстро и широко исследовать генетические вариации, связанные с заболеваниями или другими биологическими феноменами. Этот метод позволяет одновременно секвенировать миллионы фрагментов нуклеиновых кислот, что представляет собой значительный прогресс по сравнению с предыдущими методами, такими как секвенирование по Сэнгеру. NGS стал коммерчески доступен в 2005 году и с тех пор значительно расширил возможности генетической диагностики.

NGS-секвенирование предоставляет возможность изучения различных геномных характеристик, включая однонуклеотидные варианты (SNV), структурные варианты, копии генов и РНК-фузии. Кроме того, NGS отличается высокой точностью, меньшими требованиями к количеству образца, а также возможностью обнаружения вариантов, которые встречаются с низкой частотой аллелей.

Скорость, ёмкость и точность технологии NGS произвели революцию в генетическом тестировании, открыв новые возможности в геномике, клинических исследованиях, репродуктивном здоровье, а также в судебной медицине, сельском хозяйстве и экологических науках. Секвенирование по Сэнгеру, по-прежнему полезное для анализа небольшого числа генов, часто используется для подтверждения результатов, полученных методом NGS.

Как выполняется секвенирование методом NGS?

Секвенирование методом NGS включает несколько этапов, которые применяются независимо от конкретной технологии секвенирования генов. Этот процесс начинается с подготовки образца, продолжается клонированием и амплификацией, затем осуществляется само секвенирование и завершается анализом данных.

• Подготовка библиотеки для NGS: Первый этап процесса NGS — это подготовка «библиотеки» последовательностей из образца ДНК или РНК. После изоляции нуклеиновых кислот из образца их фрагментируют на более мелкие части (100–800 пар оснований), которые будут секвенированы. Эти фрагменты затем маркируются специфическими адаптерами, которые позволяют им прикрепляться к поверхности секвенционных пластинок и амплифицироваться. В некоторых случаях фрагменты дополнительно маркируются уникальными молекулярными «штрих-кодами», что позволяет секвенировать несколько образцов одновременно в одном цикле, экономя время и ресурсы.
• Клонирование и амплификация: После подготовки библиотеки фрагменты ДНК необходимо прикрепить к твердой поверхности и клонировать для увеличения сигнала, который будет обнаружен во время секвенирования. Каждый уникальный молекула ДНК в библиотеке связывается с поверхностью зерна или пластинки, где затем амплифицируется с помощью ПЦР, создавая ряд идентичных копий. Эта процедура обеспечивает достаточную силу сигнала для детекции во время секвенирования.
• Секвенирование: Подготовленные фрагменты размещаются на секвенционной платформе, где одновременно секвенируется большое количество фрагментов. В ходе этого процесса к фрагментам добавляются нуклеотиды один за другим, при этом определяется, какой нуклеотид добавлен на основе испускаемого света или другого сигнала, специфичного для определенного нуклеотида.
• Анализ данных: После секвенирования полученные данные проходят обработку с использованием биоинформатических инструментов. Эти инструменты объединяют последовательности фрагментов и сопоставляют их с референтным геномом, анализируя вариации, такие как однонуклеотидные варианты, делеций, дупликаций и других генетических изменений. В конце интерпретируются результаты и создаются отчеты.

Из-за сложности данных и алгоритмов анализ результатов NGS обычно требует специализированных биоинформатических инструментов и специалистов, хотя были разработаны и инструменты, которые позволяют упростить использование для тех, кто не имеет углубленной подготовки в области биоинформатики.

Для чего используется секвенирование методом NGS?

Секвенирование методом NGS используется в широком спектре областей, от генетического и геномного тестирования до исследований в различных научных дисциплинах.

Пренатальная диагностика

Пренатальная диагностика NGS позволяет проводить неинвазивное генетическое тестирование во время беременности путем анализа свободно циркулирующей фетальной ДНК из крови матери. Это тестирование может выявить генетические нарушения у плода. Пренатальные генетические анализы важны для ранней диагностики и предоставляют будущим родителям информацию, необходимую для принятия важных решений.

В Белграде пренатальные генетические анализы с использованием технологии NGS доступны в лаборатории IntroLab, где предоставляются достоверные результаты и возможность раннего выявления потенциальных генетических проблем.

• BASIC Test: Трисомия 21, 18, 13 + пол
• PLUS Test: Трисомия 21, 18, 13 + половые хромосомы + пол
• EXPERT Test: Трисомия 21, 18, 13 + половые хромосомы + синдром Ди Джорджи + пол
• PREMIUM Test: Трисомия 21, 18, 13 + половые хромосомы + микроделеции + пол
• ALL CHROMOSOMES Test: Все хромосомы + половые хромосомы + делеции и микроделеции + пол
• СПЕЦИАЛЬНЫЙ Tест: Трисомия 21, 18, 13 + половые хромосомы + микроделеции + 100 наследственных заболеваний + пол
• СПЕЦИАЛЬНЫЙ + SMA Test: Трисомия 21, 18, 13 + половые хромосомы + микроделеции + 100 моногенных заболеваний + SMA + пол

Онкология

В онкологии технология NGS позволяет точно идентифицировать специфические мутации в опухолях, что помогает в выборе наиболее эффективной терапии для каждого пациента. Генетическое тестирование опухоли может улучшить результаты лечения, так как позволяет адаптировать терапию на основе индивидуального генетического профиля опухоли.

Диагностика редких заболеваний

Одно из самых важных применений технологии NGS — это генетическое тестирование редких заболеваний. Эти заболевания часто вызваны генными мутациями, которые трудно обнаружить традиционными методами. Диагностика с использованием NGS позволяет детально изучить геном, что может привести к идентификации редких генетических вариантов, ответственных за эти заболевания.

Форензика, микробиология и экология

Помимо медицинских применений, NGS также используется в судебной науке для идентификации людей на основе биологических следов, в микробиологии для анализа микробиома, а также в экологии для исследования биоразнообразия.

Кто может получить пользу от генетического тестирования методом NGS?

Генетическое тестирование методом NGS может быть полезным для широкого круга лиц и групп:

• Беременные женщины и пары, планирующие беременность: неинвазивная пренатальная диагностика с использованием NGS выявляет генетические отклонения у плода, такие как синдром Дауна и другие хромосомные нарушения.
• Пациенты с подозрением на генетические расстройства: NGS помогает точно идентифицировать редкие или наследственные генетические расстройства, что позволяет ставить более точный диагноз и разрабатывать индивидуальные терапии.
• Пациенты с онкологическими заболеваниями: NGS выявляет специфические мутации в опухолях, что позволяет проводить персонализированное лечение на основе генетического профиля опухоли.
• Лица с семейной историей генетических заболеваний: профилактическое тестирование с использованием NGS может выявить наследственный риск, позволяя принимать обоснованные решения о здоровье.
• Пары, сталкивающиеся с бесплодием или повторяющимися выкидышами: NGS помогает выявить генетические причины бесплодия, что способствует более эффективному лечению.
• Медицинские работники и исследователи: результаты NGS упрощают диагностику, планирование терапии и исследование генетических основ заболеваний.

NGS диагностика в IntroLab

В IntroLab мы предлагаем генетические анализы с использованием передовой технологии NGS в сотрудничестве с известными зарубежными лабораториями. Наши панели тщательно разработаны, чтобы соответствовать специфическим потребностям наших клиентов, с возможностью проведения дополнительных анализов по рекомендации врача.

Некоторые из доступных панелей:

• Панель для аутоинфламматорных заболеваний: Анализирует 52 гена, связанных с аутоинфламматорными состояниями, что позволяет точно диагностировать и управлять этими расстройствами.
• Панель для кардиомиопатий: Включает 173 гена, связанных с кардиомиопатиями, помогая в выявлении причин и планировании лечения сердечных заболеваний.
• Панель для аритмий: Анализирует 58 генов, связанных с различными типами аритмий, что позволяет точно диагностировать и планировать лечение.
• Панель для синдрома Марфана: Включает 34 гена, связанных с синдромом Марфана, предоставляя детальную оценку, необходимую для диагностики и мониторинга заболевания.
• Панель для эпилепсии: Анализирует 480 генов, связанных с эпилепсией, позволяя выявить генетические причины и корректировать терапию.
• Секвенирование клинического экзома: Нацелено на 85% известных генетических вариантов в экзоновых регионах, полезно для быстрой диагностики редких заболеваний и исследования генетических причин различных расстройств.
• Молекулярный кариотип (CGH array): Обнаруживает крупные и мелкие хромосомные аномалии, включая микроделеции и микродупликации, которые могут быть связаны с серьезными клиническими состояниями, такими как синдром Ди Джорджи, синдром Ангельмана и синдром Прадера-Вилли.

Образец для анализов

Для генетических анализов методом NGS используется образец крови с ЭДТА. Этот тип образца стабилен и обеспечивает точный анализ генетического материала. При необходимости, в зависимости от выбранного анализа, могут быть исследованы и другие образцы биологического материала (слюна, буккальный мазок, ткань и т.д.).

Сроки выдачи результатов

В IntroLab срок выдачи результатов анализов NGS составляет от 4 до 6 недель, в зависимости от сложности теста и конкретных проводимых анализов.

Насколько надёжны результаты NGS и как они интерпретируются?

Результаты тестирования методом NGS являются очень надёжными благодаря высокой точности этой технологии. В IntroLab анализ сопровождается персонализированным заключением генетика, который детально интерпретирует результаты. Кроме того, пациенты могут записаться на консультацию в нашей лаборатории, где они получат дальнейшую поддержку и рекомендации по своим результатам и возможным следующим шагам.