بررسی تفاوت اگزوم با ژنوم

بسته به میزان آزمایش، آزمایشات ژنتیکی نیز متفاوت است. بنابراین، کامل ترین آنها تجزیه و تحلیل ژنوم و اگزوم است. در این مقاله به بررسی تفاوت اگزوم با ژنوم می پردازیم

آزمایش ژنتیک ابزار مهمی در تشخیص سرطان است. برای بیشتر افراد، برای افراد دارای سابقه خانوادگی سرطان، پاسخی به سؤالی در مورد وضعیت سرطان آنها یا هشداری برای غربالگری های مکرر می تواند باعث آرامش خاطر شود. و برای کسانی که قبلاً مبتلا به سرطان تشخیص داده شده اند، آزمایش ژنتیک می تواند در انتخاب یک داروی مؤثر برای درمان ضروری باشد.

اگزوم چه تفاوتی با ژنوم دارد

DNA ما یک رشته طولانی است که از بخش هایی – ژن ها تشکیل شده است. ژنوم مجموع تمام ژن های یک موجود زنده است که حدود 25000 عدد از آنها را شامل می شود.

ژن-ژنوم ژنوم انسان از چه چیزی تشکیل شده است؟ ژن‌ها حاوی «دستورالعمل‌هایی» هستند که پروتئین‌های لازم برای اطمینان از عملکرد کل ارگانیسم سنتز می‌شوند.

تقریباً تمام خواص یک موجود زنده توسط پروتئین ها تعیین می شود. گروه خونی توسط پروتئین های روی سطح گلبول های قرمز تعیین می شود، آنزیم پروتئین لاکتاز توانایی هضم لاکتوز را تعیین می کند و پروتئین گیرنده دوپامین می تواند استعداد فرد را برای رفتارهای پرخطر تعیین کند.

به “دستورالعمل ها” اگزون نیز گفته می شود. آنها در یک “متن” پیوسته نمی روند، اما، همانطور که بود، با مناطق غیر کدگذاری – اینترون ها در هم آمیخته می شوند.

به مجموعه اگزون ها، یعنی تمام بخش های حامل اطلاعات DNA، اگزوم می گویند. این تنها 1-1.5 درصد از ژنوم را تشکیل می دهد.

چه زمانی یک اگزوم و چه زمانی یک ژنوم توالی یابی شود

توالی یابی مدرن ترین و دقیق ترین راه برای رمزگشایی (خواندن) ژن ها یا مناطق آنهاست. توالی یابی کد ژنتیکی، یعنی توالی نوکلئوتیدها را می خواند. تعیین توالی نه تنها ژنوم یا اگزوم، بلکه هر تعداد ژن را می توان رمزگشایی کرد. همه چیز به هدف آزمایش بستگی دارد.

وظیفه اصلی توالی یابی، شناسایی جهش ها یا به اصطلاح واریانت های ژنتیکی بیماری زا است. به عنوان مثال، جایگزینی اسیدهای آمینه در زنجیره، از بین رفتن چندین پیوند از توالی یا دو برابر شدن آنها.

در نتیجه چنین جهش هایی، کار برخی پروتئین ها یا آنزیم ها مختل می شود و ممکن است فرد به بیماری خاصی مبتلا شود.

به طور معمول، توالی یابی اگزوم یا ژنوم زمانی انجام می شود که مشکوک به بیماری های ژنتیکی یا انکولوژیکی باشد.

برای اکثر بیماری ها، ژن مسئول شناخته شده است که در صورت جهش، منجر به آسیب شناسی می شود. در این مورد، پزشک به احتمال زیاد یک مطالعه هدفمند را تجویز می کند – تجزیه و تحلیل یک ژن خاص یا جستجو برای یک جهش ژنتیکی شناخته شده. این برای تشخیص قطعی مهم است.

توالی یابی اگزوم اطلاعاتی را در مورد 1.5-1 درصد از کل ژنوم ارائه می دهد، اما جهش در اگزوم معمولاً عواقب شدیدتری نسبت به ژنوم دارد. بنابراین، حدود 85٪ از تمام اختلالات ژنتیکی شناخته شده دقیقاً با مناطق DNA کد کننده پروتئین ها (اگزون) مرتبط است.

توالی یابی کل ژنوم یا آزمایش WES کامل ترین اطلاعات را در مورد ساختار ماده ژنتیکی ارائه می دهد، زیرا کل مجموعه ژن های یک فرد خاص را بررسی می کند. همه جهش های ژنتیکی یافت شده در اینجا قرار می گیرند، از جمله جهش هایی که هیچ ارتباط علمی اثبات شده ای با توسعه بیماری ها وجود ندارد.

هنگام تعیین توالی ژنوم، علاوه بر اگزون ها، مناطق به اصطلاح “خالی” نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. پزشکان و دانشمندان بر این باورند که ممکن است حاوی اطلاعات مهمی برای تشخیص و درمان باشند. مشکل این است که علم هنوز نتوانسته این تغییرات را توضیح دهد، اما هر سال داده های جدیدی به دست می آید.

بر اساس نتایج هر دو مطالعه (هم اگزوم و هم ژنوم)، می توان استعداد ابتلا به سندرم های سرطان ارثی را ارزیابی کرد. و همچنین برای مشاهده جهش های ارثی بیماری زا که برای اولین بار در جنس ظاهر شد.

در حال حاضر، توالی‌یابی اگزوم ارزان‌تر از توالی‌یابی ژنوم است، اما اطلاعات حاصل از تجزیه و تحلیل «ارزان‌تر» برای ارزیابی خطر ابتلا به بیماری کافی است. بنابراین نیازی به پرداخت اضافی برای ژنوم نیست.

گفتنیست به آزمایش کل اگزوم ، آزمایش هول اگزوم نیز گفته میشود

هر سال، هزینه “خواندن” DNA ارزان تر می شود، بنابراین روزی سوال “چه چیزی بهتر است” حذف خواهد شد و فقط کل ژنوم توالی یابی خواهد شد.

دانشمندان سالانه پیوندهای جدیدی را بین جهش‌های ژنتیکی خاص و ایجاد بیماری‌های خاص ثابت می‌کنند، بنابراین داده‌های توالی‌یابی ژنومی یا اگزومی باید به طور منظم تجزیه و تحلیل شوند. در این صورت پزشکان اطلاعات جدیدی خواهند داشت که می تواند در انتخاب معاینات پیشگیرانه و سایر معاینات ضروری تعیین کننده باشد.

در مرکز انکولوژی پزشکی OncoAtlas، توالی یابی با استفاده از روش NGS (توالی یابی نسل بعدی) یا توالی یابی با توان بالا انجام می شود. این یک مطالعه عمیق از DNA است که امکان توالی یابی همزمان جرم هزاران قطعه آن را فراهم می کند. با تشکر از این، امکان تعیین 100٪ جهش ها، از جمله موارد ناشناخته قبلی وجود دارد.

اگر هیچ یک از اعضای خانواده سرطان نداشته باشند نیاز به آزمایش هست ؟

اغلب، هنگامی که یک تشخیص انکولوژیک قبلاً انجام شده است، ماهیت ارثی آن آشکار می شود. فرد سابقه خانوادگی سرطان ندارد. در این مورد، یک مطالعه ژنتیکی که از قبل انجام شده است می تواند به جلوگیری از پیشرفت بیماری کمک کند، یا حداقل آن را در مراحل اولیه، زمانی که درمان موثرترین در نظر گرفته می شود، تشخیص دهد.

آزمایش ژنتیکی گسترده فقط برای افرادی که سابقه خانوادگی سرطان دارند، نیست.

بنابراین، با توجه به توصیه های انجمن پستان آمریکا، یک مطالعه ژنتیکی باید توسط تمام زنانی که سرطان سینه تشخیص داده شده است، انجام شود، زیرا تا 50٪ از بیماران با چنین تشخیصی ممکن است ندانند که استعداد ژنتیکی برای این بیماری دارند. . در نتیجه زنان اقدامات لازم را برای پیشگیری و کاهش خطر عود انجام نمی دهند و نزدیکان آنها نیز نمی دانند که خطر ابتلا به این نوع سرطان در آنها نیز زیاد است.

پیش از این، آزمایش های ژنتیکی فقط برای افرادی از گروه های به اصطلاح خطر توصیه می شد.

آزمایشات ژنتیکی در انکولوژی چگونه ژنتیک بر خطر ابتلا به سرطان تأثیر می گذارد و در مورد آن چه باید کرد؟

گروه های خطر برای ایجاد انواع ارثی سرطان:

موارد شناخته شده سرطان در خانواده (به ویژه در چندین خویشاوند در یک خط خویشاوندی)،

متعلق به یهودیان اشکنازی،

وجود پولیپ های متعدد، به عنوان مثال، در روده بزرگ،

یک یا چند عضو خانواده در طول آزمایش ژنتیکی “جهش خطرناک” دارند،

سبک زندگی ناسالم (سوء مصرف الکل، سیگار کشیدن، عدم فعالیت بدنی، زندگی در مناطق با محیط زیست ضعیف).

اما این توصیه‌ها حدود 20 سال پیش، زمانی که آزمایش به دلیل دانش جهش‌های ژنتیکی و هزینه بالا محدود بود، ارائه شد. بنابراین، برای سرطان سینه، تنها دو ژن “خطرناک” BRCA1 و BRCA2 شناخته شد. از آن زمان، تحقیقات ژنتیکی پیشرفت زیادی کرده است و هزینه آزمایش ها به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. بنابراین، در شرایط مدرن، تحقیقات ژنتیک دیگر لوکس نیست و به تدریج تبدیل به ابزاری برای پیشگیری و درمان سرطان می شود.

کشف جهش‌های ژنتیکی مرتبط با سرطان به این معنی نیست که فرد قطعاً به سرطان مبتلا می‌شود، اما نشان می‌دهد که خطر ابتلا به سرطان بالاتر از حد متوسط ​​است.

چه نوع سرطانی با آزمایش ژنتیک مشخص میشود

سرطان سینه و تخمدان. اغلب، سرطان سینه و تخمدان با جهش در ژن‌ها همراه است: BRCA ½، TP53، PTEN، CHEK2، ATM، BARD1، CDH1، NF1، PALB2، RAD51C، RAD51D، STK11. وجود جهش می تواند خطر ابتلا به سرطان را چند برابر کند. میانگین خطر ابتلا به سرطان سینه در کشور ما تقریباً 5 تا 7 درصد است و با برخی جهش‌ها در ژن BRCA1، این خطر به 90 درصد می‌رسد که نیاز به غربالگری و پیشگیری فعال دارد.

سرطان روده بزرگ. آزمایش‌های ژنتیکی می‌توانند جهش‌های مرتبط با سندرم‌های تومور ارثی را که خطر ابتلا به تومورهای روده بزرگ و راست روده را افزایش می‌دهند، شناسایی کنند:

در پولیپوز آدنوماتوز خانوادگی، تغییراتی در ژن APC رخ می دهد که به مهار رشد سلولی کمک می کند. در افرادی که تغییرات ارثی در ژن APC دارند، این “ترمز” خاموش است.

در سندرم لینچ، تغییراتی در ژن هایی رخ می دهد که به طور معمول به سلول کمک می کند DNA آسیب دیده را ترمیم کند – MLH1، MSH2، MSH6، PMS2 و EPCAM.

سندرم Peutz-Jeghers به ​​دلیل تغییرات ارثی در ژن STK11 ایجاد می شود.

پولیپوز مرتبط با MutYH – جهش در ژن MUTYH.

سرطان تیروئید همچنین با سندرم های ارثی مرتبط است:

سرطان مدولاری تیروئید خانوادگی و سندرم نئوپلازی غدد درون ریز متعدد در اثر جهش در ژن RET ایجاد می شود.

پولیپ آدنوماتوز خانوادگی،

بیماری کاودن (بیشتر به دلیل جهش در ژن PTEN رخ می دهد)،

سندرم کارنی (به دلیل جهش در ژن PRKAR1A ظاهر می شود)،

خطر بیمار شدن نیز تحت تأثیر تغییرات “تصادفی” در انکوژن های خانواده RAS و همچنین در بازآرایی PAX8 – PPAR-γ است. آنها شانس برخی از تومورهای فولیکولی تیروئید را افزایش می دهند.

سرطان پروستات: 5 تا 10 درصد سرطان های پروستات ارثی بوده و با جهش در ژن های BRCA1 و BRCA2 همراه است. علاوه بر این، انواع بیماری‌زای ژن‌های TP53، EPCAM، HOXB13 و ATM می‌توانند باعث سرطان پروستات شوند.

سرطان پانکراس: بخشی از این بیماری با جهش در ژن های BRCA1 و BRCA2 مرتبط است. علاوه بر این، خطر ابتلا به این نوع سرطان با جهش های ارثی در ژن PALB2، شریک عملکردی پروتئین BRCA2 افزایش می یابد. جهش های ارثی در ژن PALB2 در 3-4 درصد از بیماران مبتلا به تومور پانکراس یافت می شود.

سایر سندرم های ارثی کمتر در ایجاد این نوع سرطان نقش دارند:

سندرم سرطان ارثی مرتبط با ATM (جهش در ژن ATM)،

سندرم مرتبط با CDKN2A (جهش در ژن CDKN2A)،

پولیپوز آدنوماتوز خانوادگی (جهش در ژن APC)،

سندرم ملانوم ارثی مرتبط با CDK4 (جهش در ژن CDK4)،

سندرم لینچ (EPCAM و دیگران)،

سندرم پولیپوز نوجوانان (جهش در ژن های BMPR1A، SMAD4).

ملانوما. تقریباً 10 درصد ملانوم ها به دلیل سابقه خانوادگی این بیماری است. 20 تا 60 درصد از اعضای این خانواده ها دارای جهش در ژن CDKN2A هستند. در موارد نادرتر، جهش در ژن های CDKN2A (ARF)، CDK4، TERT، MITF، BAP1، BRCA2، PTEN، MC1R و POT1 ممکن است رخ دهد.

سرطان کلیه: این بیماری می تواند ناشی از جهش در ژن VHL باشد که به عنوان یک ژن سرکوب کننده تومور عمل می کند، یعنی از رشد و توسعه تومورها جلوگیری می کند. سایر ژن های سرکوبگر مانند FH، FLCN، SDHB، SDHD نیز می توانند خطر ابتلا به این نوع سرطان را افزایش دهند.

سرطان معده: 1 تا 3 درصد از سرطان های معده به دلیل جهش در ژن CDH1 ایجاد می شود. علاوه بر این، سندرم های تومور ارثی مرتبط با سرطان معده وجود دارد:

سندرم لینچ (یا سرطان روده بزرگ غیر پولیپوز ارثی – MSH2، MLH1، MSH6، PMS2)،

پولیپوز آدنوماتوز خانوادگی (APC)

سندرم Li-Fraumeni (TP53، MDM2 و CHEK2)،

سندرم پوتز-جگرز (STK11).

علاوه بر تعیین خطر بالای ابتلا به انواع خاصی از سرطان، آزمایش ژنتیک در افراد مبتلا به سرطان تایید شده نیز انجام می شود.

به عنوان مثال، از چنین آزمایشاتی برای انتخاب دارویی برای درمان استفاده می شود، زیرا برخی جهش ها استفاده از داروهای شیمی درمانی خاص را بی اثر می کند، به این معنی که بیمار می تواند زمان ارزشمند خود را برای درمان بی فایده هدر دهد.

علاوه بر این، جهش های خاصی می توانند توسط داروها (داروهای هدفمند) هدف قرار گیرند. علاوه بر این، جهش ها می توانند برای یک نوع سرطان متفاوت باشند. در این مورد، مطالعات ژنتیکی به درک اینکه کدام دارو برای بیمار مناسب است کمک می کند.

همچنین، برخی جهش ها در ابتدا ممکن است نشان دهنده پیش آگهی ضعیف تر سرطان باشد. در این مورد، نتایج تجزیه و تحلیل ژنتیکی اجازه می دهد تا در مرحله اولیه به طور کامل تاکتیک های درمان را تعیین کنید.