Koko genomin sekvensointi vs. geenitestaus: mikä on ero?

Ilmaisu ”geenitestaus” kattaa valtavan joukon erilaisia tekniikoita – kuluttajille suunnatuista sukututkimuspaketeista, jotka analysoivat vain murto-osan prosentista DNA:stasi, aina kliinisen tason koko genomin sekvensointiin, jossa analysoidaan koko genomi. Nämä eivät ole saman asian eri versioita. Ne ovat perustavanlaatuisesti erilaisia testejä, jotka antavat vastauksen perustavanlaatuisesti erilaisiin kysymyksiin.

On olennaisen tärkeää ymmärtää, mitä kukin testi tosiasiassa mittaa – ja mitä se jättää huomioimatta – kaikille, jotka tekevät terveyttään koskevia päätöksiä geneettisen tiedon perusteella.

Mitä kuluttajille tarkoitetut geenitestit oikeastaan mittaavat

Kuluttajille suunnatut DNA-testit, joita tarjoavat esimerkiksi 23andMe, AncestryDNA ja MyHeritage, hyödyntävät tekniikkaa, jota kutsutaan genotyyppaukseksi. Genotyyppauspiiri lukee ennalta valitun joukon tunnettuja geneettisiä markkereita — tyypillisesti 600 000–700 000 kohtaa genomistasi. Tämä kuulostaa paljolta, mutta genomisi sisältää noin 6,4 miljardia emäsparia. Genotyyppauspiiri lukee alle 0,01 % koko DNA:stasi.

Tämä menetelmä toimii hyvin sille tarkoitetussa tehtävässä: esi-isistä, tietyistä ominaisuuksista ja muutamasta hyvin tutkitusta sairaudesta johtuvien yleisten varianttien tunnistamisessa. Se on nopea, edullinen ja riittävä väestötason vastaavuuksien etsimiseen.

Genotyyppaus ei pysty havaitsemaan muunnoksia, joita ei ole etukäteen valittu sisällytettäväksi mikrosirulle. Tähän kuuluvat:

• Harvinaiset variantit, jotka esiintyvät alle 1 prosentilla väestöstä
• Uudet variantit, joita ei ole aiemmin luetteloitu geenitietokannoissa
• Rakenteelliset variaatiot — suuret DNA:n lisäykset, deleetiot tai uudelleenjärjestelyt
• Geenien välisissä koodaamattomissa alueissa esiintyvät variantit, jotka voivat silti vaikuttaa geenien säätelyyn
• Kopionumeroerot, jotka vaikuttavat siihen, kuinka monta kopiota tietystä geenistä sinulla on

Kliinisen päätöksenteon kannalta – etenkin arvioitaessa perinnöllistä syöpäriskiä, lääkeaineen farmakogenomista vaikutusta tai harvinaista sairautta – nämä puutteet ovat merkittäviä.

Mitä koko genomin sekvensointitiedot kertovat

Koko genomin sekvensointi (WGS) perustuu täysin erilaiseen lähestymistapaan. Sen sijaan, että tarkistettaisiin ennalta valittua kohtaluetteloa, WGS lukee koko genomin – kaikki 6,4 miljardia emäsparia, jokaisen geenin, jokaisen intronin, jokaisen säätelyalueen sekä jokaisen geenien välisen kohdan.

30-kertaisella peittokertoimella – joka on kliinisessä diagnostiikassa käytetty standardi – jokainen genomin kohta luetaan keskimäärin 30 kertaa. Tämä toistuvuus takaa 99,98 prosentin tarkkuuden ja mahdollistaa sellaisten varianttien havaitsemisen, joita mikään kohdennettu testi ei ole suunniteltu löytämään.

Tyypillisessä 30-kertaisessa koko genomin sekvensoinnissa tunnistetaan 4,6–5 miljoonaa variaatiota henkilöä kohden. Tähän sisältyy yksittäisten nukleotidien variaatioita (SNV:t), insertioita ja deleetioita (indelit), kopioiden lukumäärän vaihteluita (CNV:t) sekä rakenteellisia variaatioita. Raakadatatiedosto – eli täydellinen geneettinen tietueesi – on kooltaan noin 100 Gt.

Kliininen ero

Ero genotyyppauksen ja koko genomin sekvensoinnin välillä ei ole pelkästään tekninen. Sillä on suoria kliinisiä seurauksia:

• Diagnoositulokset: Harvinaissairauksista kärsivillä potilailla koko genomin sekvensointitestin (WGS) diagnoositulokset ovat 25–50 %, kun taas kohdennettujen paneelitestien tulokset ovat noin 10–15 % ja kuluttajille suunnattujen genotyyppitestien tulokset lähes nolla.
• BRCA-testien kattavuus: Kuluttajille suunnatuissa testeissä tutkitaan muutamia BRCA1- ja BRCA2-geenien perustajamutaatioita. Koko genomin sekvensointi (WGS) kartoittaa geenit kokonaisuudessaan ja tunnistaa tuhansia mahdollisia patogeenisiä variantteja.
• Farmakogenomiikka: Koko genomin sekvensointi (WGS) mahdollistaa varianttien tunnistamisen kaikista farmakogeeneistä samanaikaisesti, ei pelkästään genotyyppauspiirillä katetusta osajoukosta.
• Tulevaisuuden varalle: Koska WGS-analyysissä kartoitetaan koko genominne, tietojanne voidaan analysoida uudelleen, kun uusia varianttien ja sairauksien välisiä yhteyksiä löydetään – ilman että tarvitaan uutta testiä.

Entä kliiniset paneelitestit?

Kuluttajille suunnatun genotyyppauksen ja koko genomin sekvensoinnin välissä on kliinisiä paneelitestejä (joita kutsutaan myös kohdennetuiksi geenipaneeleiksi tai kliiniseksi eksomisekvensoinniksi). Nämä tilataan lääkärin määräyksestä, ja ne keskittyvät tiettyyn sairauteen tai ryhmään liittyvään määriteltyyn geenijoukkoon – esimerkiksi perinnöllisen syövän paneelissa saatetaan sekvensoida 50–100 geeniä, jotka liittyvät syöpään altistumiseen.

Paneelitestit ovat kliinisesti validoituja ja laajalti käytössä. Niiden rajoituksena on kattavuus: niillä tutkitaan vain paneeliin sisältyviä geenejä. Jos potilaan variantti sijaitsee geenissä, jota paneeli ei kata, sitä ei havaita. Potilaat, joiden paneelitestin tulos on negatiivinen, voivat silti kantaa kliinisesti merkittäviä variantteja, jotka koko genomin sekvensointi paljastaisi.

Lisäksi paneelitestit on suunniteltu vastaamaan tiettyyn kliiniseen kysymykseen. Jos terveydentilasi muuttuu — tai jos haluat saada kokonaiskuvan genomistasi useilla eri osa-alueilla (sydän, neurologia, farmakogenomiikka, syöpä) — tarvitset useita erillisiä paneelitestejä. Koko genomin sekvensointi vastaa kaikkiin näihin kysymyksiin yhdellä ainoalla testillä.

Pysyvyyden etu

Ehkä kaikkein aliarvioitu ero on se, mitä tapahtuu testin jälkeen. Kuluttajille tarkoitetun genotyyppitestin tulos on staattinen – se kertoo niistä markkereista, jotka tutkittiin sinä päivänä, kun testialusta suunniteltiin. Tieteen kehittyessä tuloksiasi ei päivitetä.

Koko genomin sekvensointitiedot ovat valmiit. Koska koko genomisi on sekvensoitu, sitä voidaan analysoida uudelleen päivitettyjen tietokantojen avulla, kun uusia varianttien ja sairauksien välisiä yhteyksiä julkaistaan. Dante Labs tarjoaa automaattisia raporttipäivityksiä Genome Manager -portaalin kautta – mikä tarkoittaa, että yli 200 kliinistä raporttiasi kasvavat arvossa ajan myötä, eivätkä menetä arvoaan.

Tämä on keskeinen peruste sille, miksi sekvensointi kannattaa tehdä kerralla ja kattavasti: genomi ei muutu. Sen sijaan sen tulkitsemiseen käytettävä tieteellinen tieto muuttuu. Täydellinen aineisto takaa, että pääset hyötymään kaikista tulevista löydöksistä ilman, että sinun tarvitsee tehdä uutta testiä.

Mikä testi sopii sinulle?

Vastaus riippuu siitä, mitä yrität oppia:

• Sukutausta ja ominaisuudet: Kuluttajille suunnattu genotyyppaus riittää.
• Tietty kliininen kysymys lääkärin valvonnassa: Kohdennettu paneelitesti on sopiva, jos lääkäri määrää sen tietyn sairauden vuoksi.
• Kattava geneettinen kokonaiskuva nykyisiä ja tulevia terveyspäätöksiä varten: Koko genomin sekvensointi tarjoaa täydellisen tietokannan – yhden testin, joka kattaa kaikki geenit, kaikki variantit ja kaikki sairaudet, ja sisältää elinikäisen uudelleentarkastelun.

Lue lisää Dante Labsin koko genomin sekvensoinnista →