Hər xərçəng xəstəsi üçün hərtərəfli genomik test – NGS analizi lazımdırmı?

Xərçəng və genomik tibb

Xərçəng genetik əsaslı xəstəlik olduğundan genlərimizdə baş verən dəyişikliklər onun yaranmasına və inkişafına təsir edə bilər. Son illərdə texnologiya və genetika elmlərində irəliləyişlər sayəsində xərçəng xəstələrinin şiş DNA-larının ardıcıllıq analizi daha tez-tez aparılır. Bu, yeni müalicə yanaşmalarını müəyyənləşdirməkdə mühüm köməkdir. Lakin bəzi tədqiqatçıların hər xərçəng xəstəsinin bundan faydalanıb-faydalanmayacağı barədə sualları var.

İnsan Genomu Layihəsi və DNA ardıcıllığının təhlili texnologiyası

İnsan Genomu Layihəsinin başlanmasından bəri texnologiya böyük təkamül keçib. Bu layihə 2002-ci ildə Science jurnalında dərc edilən altı məqalədə insan DNA-sının və təxminən 3,2 milyard nukleotid əsasının "yekun" ardıcıllığının elan edilməsi ilə elm dünyasının böyük uğuru kimi qiymətləndirilib. Bu iş Sanger sekvensləməsi kimi tanınan təkmilləşdirilmiş DNA ardıcıllığı təhlili üsulu ilə aparılıb.

DNA ardıcıllığının təhlili DNA zəncirindəki nukleotidlərin və ya "əsasların" dəqiq sırasını müəyyən etmək üçün istifadə olunan üsuldur. Sanger sekvensləməsi hədəflənən genlərdəki müəyyən mutasiyaları, yerdəyişmələri və ya variantları (dəyişiklikləri) yüksək dəqiqliklə müəyyənləşdirə bildiyinə görə bir çox genetik tərəfindən qızıl standart sayılır. Lakin bu proses yalnız bir DNA parçasına diqqət yetirir və bahalı, vaxt aparan ola bilər.

Daha yaxın dövrdə hazırlanmış sekvensləmə üsulları genetik kodun daha uzun hissələrini dəqiq oxuya bilib. Bu, İnsan Genomu Layihəsinin ilk nəticələri ətrafındakı həyəcanla gözdən qaçan insan genomundakı boşluqları doldurub. Lakin həkimlər və xəstələr üçün ən sürətli tətbiqi olan texnika yeni nəsil sekvensləmə və ya NGS-dir.

Böyükmiqyaslı paralellik: Yeni nəsil ardıcıllıq analizi

NGS milyonlarla DNA parçasının ardıcıllığını eyni vaxtda təhlil edə bilər; bunun sayəsində yüzlərlə, hətta minlərlə gen eyni vaxtda mutasiya və ya biomarker testindən keçirilə bilər. Genomika dili ilə desək, NGS "yüksək məhsuldarlıqlı" sekvensləmə üsuludur.

Onkologiyada NGS ilə genomik profilləmə müalicəyə yeni yanaşmalar gətirib. Məsələn, NGS tirozin kinaza inhibitorları kimi hədəfli preparatların (ağıllı xərçəng dərmanlarının) hazırlanmasına yol açan şiş hüceyrəsi zəifliklərini və xərçənglə əlaqəli genlərdəki BRCA1 və BRCA2 kimi irsi mutasiyaları müəyyənləşdirməyə kömək edib; bu da PARP inhibitorları ilə müalicəyə gətirib çıxarıb.

Bir çox onkoloq indi xərçəngi tətikləyə bilən və ya "müdaxilə edilə bilən" zəiflikləri müəyyənləşdirmək üçün genetik diaqnostika və müalicənin planlaşdırılmasına kömək məqsədilə NGS panellərini rutin istəyir.

Rutin ardıcıllıq analizi və xəstələrə təsirləri

NGS ardıcıllıq analizinin xərci və testin icra müddəti son on ildə davamlı azalır. Bəzi xərçəng mərkəzləri bu testləri bütün xərçəng xəstələri üçün istəyir (məsələn, ABŞ-dakı Dana-Farber Xərçəng İnstitutu). Lakin bəzilərinin zərurət saydığı ardıcıllıq analizinin başqaları üçün əlçatmaz və ya ödənilməsi mümkün olmayan seçim ola biləcəyini də qəbul etmək lazımdır.

2013-cü ildə gen ekspressiyasının profillənməsi təxminən 400 dollara başa gəlirdi. Genetika şirkəti Illumina-ya görə, on il sonra gen ekspressiyasının profillənməsinin xərci 65 hədəfin yoxlandığı bir nümunə üçün 25 dollardan aşağı düşüb. Lakin məsələ təkcə test xərci deyil, test nəticələrinin bioinformatik şərhi də ən azı test texnikası qədər vacibdir.

Faydalıdır, yoxsa deyil? NGS-in mübahisəli istifadəsi

Lakin ispan tədqiqatçılar yeni məqalədə NGS-in bir çox xərçəng xəstəsi üçün faydalı olsa da, hamı üçün faydalı olmaya biləcəyini irəli sürürlər.

İspaniyanın Madrid şəhərindəki Universidad Autónoma de Madrid və Hospital Universitario La Princesa-dan Dr. Ramon Colomer və həmkarları eClinical Medicine jurnalında onlayn dərc edilmiş tədqiqatda NGS-in xəstə nəticələrinə təsirinin az olduğunu müəyyən etdilər.

Bu, 2017 ilə 2020-ci illər arasında şişlərində NGS testi aparılmış 139 xərçəng xəstəsində keçirilmiş müşahidə tədqiqatı idi.

Kiçik ehtimallar, böyük qazanclar

Tədqiqatçılar 139 haldan 111-ində NGS ilə dərman hədəfləri müəyyənləşdirilən xəstələrlə dərman hədəfi müəyyənləşdirilməyən xəstələr arasında proqressiyasız sağqalma müddəti (PFS) baxımından əhəmiyyətli fərq olmadığını müəyyən etdilər.

Bundan əlavə, NGS nəticələrinə əsasən müəyyən dərman alan və almayan xəstələr arasında PFS baxımından əhəmiyyətli fərq tapılmadı; həmçinin Avropa Tibbi Onkologiya Cəmiyyətinin (ESMO) Klinik Müdaxilə Ediləbilənlik Şkalasına (ESCAT) görə hədəflənməsi uyğun və ya uyğun olmayan şişlər əsasında da PFS-də əhəmiyyətli fərq olmadı.

Bununla yanaşı, NGS-in həkimin klinik fayda ola biləcəyini düşündüyü hallarda aparılmasında əhəmiyyətli fərq var idi.

Təklif olunan ‘faydalı’ kateqoriyalara daxil olan xəstələrin median proqressiyasız sağqalma müddəti 319 gün idi. Bu kateqoriyalar irəliləmiş mərhələli kiçikhüceyrəli olmayan ağciyər və kolon xərçənglərini, həmçinin başlanğıc müalicəsi üçün molekulyar markerləri olan bədxassəli melanom xəstələrini əhatə edirdi.

Lakin NGS-in "faydalı olmayacağı" düşünülən xərçəng xəstələrində, yəni sürətlə irəliləyən xərçəngi, qısa ömür gözləntisi, zəif funksional vəziyyəti olanlarda və ya standart müalicəsi olmayan irəliləmiş mərhələli xərçəng xəstələrində median PFS cəmi 123 gün idi.

Tədqiqatçılar həmçinin qəti müalicəsi olan erkən mərhələli xərçənglərdə və genetik profilləməyə ehtiyac olmayan standart müalicəsi mövcud xərçənglərdə NGS-in lazım olmadığını müəyyən etdilər.

Məqalənin baş müəllifi Colomer belə yazıb: "Məlumatlarımız göstərir ki, adətən çoxlu genetik markerə ehtiyacı olan irəliləmiş mərhələli xərçəng xəstələri, nadir irəliləmiş mərhələli xərçəngi olanlar və ya molekulyar klinik sınaqlar üçün yoxlanan xəstələr kimi hallarda NGS testindən sonra əldə edilən real dünya nəticələri klinik qərarvermə prosesinə mühüm töhfə verir. Lakin ümumi funksional balı aşağı olanlar, sürətlə irəliləyən xərçəngi, qısa ömür gözləntisi və ya standart müalicə seçimi olmayan xəstələr kimi hallarda NGS-in dəyər təmin etmədiyi anlaşılır."

Dana-Farber-dən tədqiqatın müəllifi olmayan başqa tədqiqatçı Dr. Nilay Sethi isə tədqiqatçıların çox sərt yanaşdığını dedi, çünki xəstənin NGS-dən fayda əldə etmə ehtimalı kiçik olsa belə, ardıcıllıq analizi əvvəldən gözlənilməyən, müdaxilə edilə bilən hədəfləri üzə çıxara bilər.

Sethi, "Xəstəyə ‘Ardıcıllıq analizinin sizin üçün işə yarayacağını düşünmürük’ demək mənim üçün çətin olardı." dedi. "Bu kiçik faiz içində ardıcıllıq məlumatının mühüm aktivliyi olan dərmana yol aça biləcəyi hallarda xəstənin şişinin ardıcıllığını təhlil edərəm."

O, genetik panellərin davamlı inkişaf etdiyini, əvvəl bilinməyən və ya gözlənilməyən dəyişiklikləri və hədəfləri müəyyənləşdirməyin yaxın gələcəkdə tibbi yardımı yaxşılaşdırmaq üçün həqiqi klinik dəyəri olduğunu da bildirdi.

Sethi, "Hiss edirəm ki, ardıcıllıq analizi baxımından hər şey müsbət istiqamətdə irəliləyir," dedi.

*

İnsan molekulyar genetikası və genomikasında mühüm məqamlar – Qısa tarixçə

Qısaltmalar: Cas9: CRISPR ilə əlaqəli zülal 9 / CRISPR: Müntəzəm fasilələrlə bölünmüş palindromik təkrar qrupları / İGL: İnsan Genomu Layihəsi / NIH: ABŞ Milli Sağlamlıq İnstitutu

• 1973 – Herbert Boyer və Stanley Cohen rekombinant DNA texnologiyasını hazırladılar.
• 1977 – Walter Gilbert və Fredick Sanger DNA sekvensləməsi üçün texnikalar kəşf etdilər.
• 1983 – Kary Mullis polimeraza zəncirvari reaksiyası (PCR) üsulunu ixtira etdi.
  Xəstəliklə əlaqəli ilk gen James Gusella və Nancy Wexler tərəfindən molekulyar səviyyədə insan xromosomunda xəritələnir.
• 1986 – Leroy Hood avtomatlaşdırılmış DNA sekvensləmə cihazını ixtira etdi.
• 1990 – NIH və Enerji Departamenti İnsan Genomu Layihəsini (İGL) başladır.
• 1994 – İGL-in insan genetikasını xəritələmə hədəflərinə çatıldı. 
• 1995 – İGL-in insan genetikasını xəritələmə hədəflərinə çatıldı.
• 1996 – İGL insan genomunun genişmiqyaslı sekvenslənməsi üçün strategiyaları sınaqdan keçirməyə başlayır.
• 1997 – Sonradan “Bermud prinsipləri” adlandırılacaq razılaşmada İGL tədqiqatçıları genom ardıcıllığı məlumatlarının istifadə məhdudiyyəti olmadan sürətlə və açıq dərc edilməsini təsdiqlədilər.
• 2001 – İGL beynəlxalq konsorsiumu insan genomunun ardıcıllığının ilk qaralamasını dərc edir; J. Craig Venterin Celera Genomika Cəmiyyətindəki qrupu ardıcıllığın başqa versiyasını dərc edir.
• 2002 – Geniş yayılmış xəstəliklərlə əlaqəli genlərin müəyyənləşdirilməsini sürətləndirmək üçün istifadə edilə biləcək insan genetik variasiyaları barədə məlumat toplamaq məqsədilə Beynəlxalq HapMap Layihəsi başladılır.
• 2003 – İGL insan genomunun istinad ardıcıllığını yaradaraq planlaşdırılandan iki il əvvəl tamamlanır.
• 2006 – NIH 33 xərçəng növünü əhatə edən 20000-dən çox nümunəni molekulyar səviyyədə xarakterizə etmək üçün Xərçəng Genomu Atlasını (TCGA) başladır.
• 2008 – Tibbi sığortada və məşğulluqda genetik məlumatdan ayrı-seçkilik məqsədilə istifadədən qorumaq üçün ABŞ Genetik Məlumat üzrə Ayrı-seçkiliyə Yol Verilməməsi Aktı qanuniləşdirilir.
• 2009 – Klinik bir ilk olaraq, Viskonsin tədqiqatçıları 5 yaşlı oğlanın bütün genlərinin ardıcıllığını təhlil edir və yeni xəstəliyin dəqiq yerini müəyyənləşdirmək üçün bu məlumatlardan istifadə edirlər; bu da həyatqurtarıcı müalicəyə gətirir.
• 2012 – Afrikada İnsan İrsiyyəti və Sağlamlığı (H3Afrika) konsorsiumu açılış toplantısını Efiopiyanın Addis Ababa şəhərində keçirir.
• Emanuella Charpentier və Jennifer Doudna CRISPR-in DNA-nı in vitro redaktə edə bildiyini göstərirlər (bu, onlara 2020-ci il Kimya üzrə Nobel Sülh Mükafatını qazandırır); təxminən 6 ay sonra Feng Zhang və George Church məməli hüceyrələrində CRISPR redaktəsini müstəqil sübut edirlər.
• 2018 – TCGA bütün məlumat toplusuna əsaslanan, müxtəlif xərçənglər üzrə təhlillər toplusu olan Pan-Xərçəng Atlasını dərc edir.
  NIH genetik, sağlamlıq və ətraf mühit məlumatlarına töhfə verəcək 1 milyondan çox iştirakçıdan ibarət genişmiqyaslı tədqiqat resursu olan “Hamımız (All of Us)” tədqiqat proqramına qeydiyyata başlayır.
• 2020 – Oraqvari hüceyrəli anemiyası olan ilk xəstə CRISPR – Cas9 istifadə edilərək ex vivo yanaşma ilə müalicə edilir.