آزمایش اگزوم یا هول اگزوم (Exome sequencing) یک تکنیک پیشرفته ژنتیکی بوده که به بررسی بخش های کد کننده ژنوم، یعنی اگزون ها می پردازد. اگزون ها بخش هایی از DNA هستند که دستورالعمل های تولید پروتئین ها را فراهم می کنند و حدود 1-2 درصد از کل ژنوم انسان را تشکیل می دهند. این آزمایش با تحلیل دقیق این بخش ها، به صورت همزمان جهش های ژنتیکی مرتبط با بیماری ها را شناسایی کرده و در تشخیص بیماری های ژنتیکی، اختلالات متابولیکی و ناهنجاری های نادر نقش بسزایی دارد. با ما همراه باشید زیرا در این مقاله به بررسی موضوعات مختلفی اعم از تفسیر آزمایش، مزایا و کاربرد آنها، بهترین زمان آزمایش می پردازیم.
اگزوم چیست؟
ژنوم انسان از حدود 3 میلیارد جفت باز تشکیل شده که فقط بخش کوچکی از آن حدود 2 درصد، شامل کدهای ژنتیکی است که برای ساخت پروتئین ها مورد استفاده می شود. لازم به ذکر است این بخش های کد کننده به نام اگزون شناخته می شوند. باقی مانده ژنوم شامل اینترون ها و سایر بخش های غیر کد کننده بوده که نقش های پیچیده تری در تنظیم فعالیت ژن ها دارند. به عبارت دیگر، اگزوم بخش کوچکی از ژنوم بوده که به طور مستقیم با بیماری ها و ویژگی های فیزیکی و بیولوژیکی فرد در ارتباط است.
روش انجام آزمایش اگزوم
آزمایش اگزوم شامل چندین مرحله بوده که در ادامه به طور کامل خدمتتون توضیح داده ایم:
- نمونه برداری: معمولا از خون یا بزاق بیمار نمونه برداری می شود که حاوی DNA فرد است.
- استخراج DNA: سپس برای انجام این آزمایش باید DNA از سلول های نمونه جدا شده و برای مراحل بعدی آماده سازی شوند.
- تقسیم DNA :DNA استخراج شده به قطعات کوچک تقسیم می شود تا امکان توالی یابی فراهم گردد.
- انتخاب اگزوم ها: با استفاده از پروب های خاص، اگزون ها از DNA جداسازی می شوند.
- توالی یابی: بعد از استخراج DNA، فرایند توالی یابی با استفاده از تکنیک های مختلف انجام می شود.
- ترکیب و مونتاژ داده ها: داده های توالی یابی به هم متصل شده و توالی کامل اگزون ها بازسازی می شود.
- تحلیل داده ها: بعد از دریافت داده های توالی یابی، یکسری نرم افزارهای خاص برای تجزیه و تحلیل این داده ها مورد استفاده می شود تا جهش های ژنتیکی و تفاوت های آنها شناسایی شوند.
- تشخیص بیماری: در نهایت، با استفاده از داده های بدست آمده از اگزوم بیمار و تحلیل های ژنتیکی، جهش های احتمالی که موجب بیماری می شوند شناسایی می گردند.
بیشتر بخوانید: فنیل کتونوری چیست؟
کاربردهای آزمایش اگزوم
در برخی موارد، بیماران با علائم بالینی مرتبط با بیماری های ژنتیکی، ژن معیوب آنها شناسایی نمی شود. این بیماران ممکن است آزمایشات مختلف ژنتیکی مانند کاریوتایپ، میکرواری کروموزومی یا بررسی تک ژنی و چند ژنی را انجام داده باشند اما نتیجه ای دریافت نکرده اند.
آزمایش ژنتیک اگزوم با بررسی تمامی ژن های کدکننده، منجر به تشخیص قطعی علت بیماری می شود و از سردرگمی در تشخیص نهایی جلوگیری می کند. همینطور لازم به ذکر است با استفاده از آزمایش ژنتیک اگزوم یا هول اگزوم، میتوان وضعیت ناقل زوجین را بررسی نمود و از تولد فرزند مبتلا به بیماری های ژنتیکی جلوگیری کرد. مهمترین کاربرد این نوع آزمایش به شرح زیر است:
- تشخیص بیماری های ژنتیکی
- تشخیص بیماری‌های نادر
- شناسایی علل ژنتیکی بیماری ها و ایجاد درمان های شخصی
- برای شناسایی ارتباطات ژنتیکی میان بیماری ها و ویژگی‌های مختلف فردی
بیشتر بخوانید: سندرم پلی کیستیک تخمدان
مزایا آزمایش اگزوم
- محدوده وسیع کاربرد
- صرفه جویی در هزینه
- دقت بالا در تشخیص بیماری ها
محدودیت های آزمایش هول اگزوم
آزمایش توالی یابی اگزوم (WES) قادر به شناسایی 80 تا 85 درصد از جهش های بیماری زا است اما در 15 درصد از موارد ممکن است علت بیماری قابل تشخیص نباشد. لازم به ذکر است در برخی موارد جهت تشخیص درست و قطعی نیاز به انجام آزمایشات تکمیلی است.
به طور کلی این آزمایش بیماری های ژنتیکی ناشی از اختلالات کروموزومی مانند آنیوپلوئیدی ها، ریزحذف ها، مضاعف شدگی ها و بازآرایی های کروموزومی با این روش تشخیص نمی دهد. همینطور لازم به ذکر است این آزمایش دارای محدودیت های دیگری اعم از محدودیت در شناسایی جهش های غیر کد کننده، نیاز به تحلیل تخصصی، پوشش ناقص برخی از نواحی ژنوم است.
بهترین زمان انجام آزمایش اگزوم
بهترین زمان برای انجام آزمایش اگزوم به هدف و موقعیت هر فرد بستگی دارد. به طور کلی آزمایش هول اگزوم در مراحل مختلف زندگی اعم از هنگام ازدواج، قبل از بارداری، دوران بارداری، کودکی و بزرگسالی انجام می شود.
نکته: به دلیل زمان بر بودن این آزمایش بهتر است این آزمایش در اوایل بارداری انجام شود تا در صورت نیاز به آزمایشات تکمیلی، زمان کافی برای پیگیری و تصمیمات درمانی داشته باشید.
بیماری های قابل تشخیص با آزمایش اگزوم
لازم به ذکر است آزمایش هول اگزوم (Whole Exome Sequencing) قادر است طیف وسیعی از بیماری های ژنتیکی را شناسایی نمود. به طور کلی بیماری های قابل تشخیص با این نوع آزمایش به شرح زیر است:
- بیماری های ارثی
- سرطان های ارثی
- بیماری های ژنتیکی نهفته
- تعیین وضعیت ناقلی افراد سالم
بیشتر بخوانید: آزمایش LH چیست؟
تفسیر آزمایش هول اگزوم
نتایج آزمایش ژنتیک اگزوم به سه صورت تفسیر می شود:
- نتایج مثبت (Positive): به معنای شناسایی تغییر بیماری زای مشخص در ماده ژنتیکی فرد است. این تغییرات نشان دهنده علت بیماری می باشند.
- نتایج منفی (Negative): به این معنی است که هیچ تغییر بیماری زا شناخته‌شده ای در ماده ژنتیکی فرد شناسایی نشد. البته لازم به ذکر است این آزمایش تمام ژنوم را بررسی نمی کند، نتیجه منفی به معنای عدم وجود هرگونه تغییر ژنتیکی نیست و ممکن است در برخی موارد آزمایشات تکمیلی نیاز باشد.
- نتایج غیر قطعی یا با اهمیت نامشخص (Uncertain significance): در این حالت، تغییراتی در ژنوم فرد مشاهده می شود که رابطه آن با بیماری ها شناسایی نشده است.
آزمایش اگزوم برای چه کسانی مناسب است؟
آزمایش اگزوم (WES) برای افرادی که مشکوک به بیماری های ژنتیکی هستند یا علائم بالینی غیرقابل توضیح دارند، مناسب است. معمولا این آزمایش برای افراد ذکر شده در زیر تجویز می شود:
- افراد با بیماری های ژنتیکی مشکوک
- افراد دارای اختلالات عصبی و رشدی
- زنان باردار یا زوجین پیش از بارداری
- افراد با بیماری های نادر و غیرقابل تشخیص
- خانواده هایی با تاریخچه بیماری های ژنتیکی
- افراد مبتلا به اختلالات عصبی یا متابولیکی نادر
نتیجه گیری
با توجه به مطالب ذکر شده در بالا نتیجه می گیریم، آزمایش اگزوم یک ابزار بسیار کارآمد و ارزشمند در علم پزشکی و ژنتیک بوده که در شناسایی جهش های ژنتیکی و بیماری های نادر نقش بسزایی دارند. این روش با دقت بالا و هزینه کمتر نسبت به توالی یابی کامل ژنوم، به تشخیص سریع تر و دقیق تر بیماری ها کمک کرده و در نتیجه منجر به توسعه درمان های شخصی سازی شده برای بیماران می شود.
