NGS :

عبارت توالی یابی نسل جدید(NGS: Next generation sequencing) در واقع نوعی روش توالی یابی است که طرز قرار گیری نوکلئوتیدها در DNA را بررسی می کند ، یعنی با این تکنیک ها، میلیون ها قطعه DNA در یک مرحله بررسی می شوند. با کمک این روش، تاکنون 27 هزار ژن در انسان شناسایی شده است ولی بدون شک هنوز برخی از ژنها ناشناخته باقی مانده است.

امروزه آزمایشNGS تقریباً در تمام شاخه های علوم پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. مواردی همچون ناتوانی ذهنی و تاخیر تکاملی، ناشنوایی و نابینایی های ارثی، بیماریهای متابولیک ارثی،بیماریهای سیستم اسکلتی و استخوانی، معلولیت های حرکتی، بیماری های سیستم اعصاب مرکزی، بیماری های ژنتیکی پوست و غدد و دستگاه گوارش،بیماری های ژنتیکی قلب مثل آریتمی ها، سرطان های ارثی، بیماری های خونی و اختلالات انعقادی، اختلالات نقص ایمنی، بیماری های ژنتیکی عملکرد و ساختار کلیه و دستگاه تنفس، اختلالات ژنتیکی دستگاه تولید مثل، نازایی و ناباروری، بررسی های ژنتیکی قبل از لانه گزینی، تعیین وضعیت ناقلین در زوج های خویشاوند قبل از ازدواج یا قبل از بارداری و تعیین آسیب پذیری و تشخیص زودرس بیماری های قابل پیشگیری(سرطانها، اختلالات قلبی و عروقی، حساسیت به داروها و غیره) از اختلالاتی هستند که با  NGS و با بررسی تعدادی ژن یا کل ژنوم مورد بررسی قرار می گیرند.

مزیت NGS :

از مزایای مهم این روش جدید می توان برای شناسایی علل بیماری های شناخته شده و حتی سندرم های ناشناخته و پیش بینی افراد ناقل بکار گرفت. این روش در تشخیص ژنتیکی قبل از تولد و قبل از لانه گزینی و در دوران مختلف زندگی کاربرد دارد. به علاوه با استفاده از این روش می توان با استفاده از خون مادر با دقت بالایی ناهنجاری ژنتیکی در جنین را معلوم نمود. به این طریق در بسیاری از موارد نیاز به آمنیوسنتز و یا بررسی های تهاجمی دیگر کاهش می یابد. این روش توالی یابی تمام ژنوم یا کل اگزون های نواحی کد کننده پروتیین انسان یا فقط برخی از ژن های انتخابی بررسی می شوند و برای پی بردن  به دلایل بروز بیماری خصوصا شناسایی جهش های نادر بیماری زا بسیار مناسب می باشد.

کاربردهای NGS :

1 توالی یابی کل ژنوم: Whole Genome Sequencing  این روش توالی کامل DNA انسان (نواحی کد کننده و غیر کد کننده) را مشخص می نماید.

2) توالی یابی اگزوم: Exome Sequencing  در این روش تنها نواحی کد کننده ژنوم انسان مورد توالی یابی قرار می گیرند.

3) روش توالی یابی هدفدار ( Targeted Gene Sequencing) یا پنل های : NGS در این روش که بعنوان پنل های ژنی نیز شناخته می شود، تنها ژن های محدودی که معمولا مربوط به بیماری خاصی می باشند مورد بررسی قرار می گیرند؛ مانند پنل ناشنوایی و یا ژن های بزرگی که بررسی آنها با روش های سنتی توالی یابی بسیار مشکل است.

توالی یابی کل اگزوم( WES ) :

توالی یابی کل اگزوم یا Whole Exome Sequencing و یا تست WES به بررسی کل نواحی کد کننده پروتئین ها در ژنوم می پردازد. به نواحی کد کننده ژنوم ، اگزون گفته می شود و تخمین زده میشود که حدود 85 درصد از بیماری های ژنتیکی در اثر موتاسیون در نواحی اگزونی ایجاد می شوند. انجام تست های تعیین توالی کل اگزوم ها این امکان را میدهد تا ژن هایی را در فرد بیمار بررسی کنند که انتظار بیماری زایی آن ژن را نداریم و ممکن بود در تست های پنلی آن ژن مذکور را در نظر نگرفته باشیم.این آزمایش در دسته ای آزمایش های NGS قرار دارد. در این آزمایش نواحی ژنتیکی که از آن نسخه برداری می شود تعیین توالی می شود.

مزیت تست هول اگزوم (WES) :

تست WES یا توالی یابی کل اگزوم در بعضی موارد مزایای بسیاری مفیدی نسبت به تست های ژنتیکی پنلی (Targeted Genetic Testing) دارد. در تست های پنلی به روی یک ژن و گروهی از ژن ها متمرکز میشوند اما در تست توالی یابی کل اگزوم به بررسی همزمان تمام نواحی اگزون ها در ژنوم پرداخته میشود. در این تست علاوه بر بررسی اگزون ها ، قسمتی از اینترون به نام Splice Site نیز پوشش داده میشود. نواحی Splicing در مراحل رونویسی نقش مهمی دارد و سبب حذف نواحی اینترونی هنگام بیان ژن میشود. در برخی موارد پیچیدگی علائم به پزشک اجازه ی تشخیص دقیق را نمیدهد و تاخیر در تشخیص بیماری ، ممکن است تاثیر قابل توجهی در روند درمان بیمار و آینده فرد داشته باشد. همچنین یکی دیگر از مزایای تست توالی یابی کل اگزوم میتوان به تشخیص هتروژنتی در بیماری ها اشاره کرد.

این آزمایش که در نسل جدید آزمایشات زنتیک طبقه بندی می شود (Next Generation sequencing) آزمایشاتی است که در آن همه ی نواحی ژنتیکی که از آن نسخه برداری می شود ، تعیین توالی می شود.به زبان ساده تر همه یژن های شناخته شده انسان در آن هدف قرار می گیرداین آزمایش که تحولی بسیار بزرگ در روش های تشخیصی ژنتیکی محسوب می گردد در مواردی خاص کاربرد دارد.
                                       

1. در مواردی که فرد مبتلا مشکوک به بیماری ناشناخته ژنتیکی می باشد و در بررسی های اولیه آزمایشگاهی تشخیص بیماری ژنتیکی مشخص نباشد.
2. در صورتی که بیماری دارای چندین ژن می باشد و احتمال بررسی تک تک ژنها میسر نمی باشد. با بررسی پانل کامل ژنهای مرتبط با بیماری تشخیص دقیق تر و سریع تر میسر می شود.
3. در موارد ازدواج فامیلی جهت غربالگری بیماریهای ژنتیک با توارث اتوزومی مغلوب که این آزمایش جهت پیشگیری از تولد فرزندان مبتلا می باشد.

4. در موارد ازدواج فامیلی که در خانواده سابقه فامیلی متعدد عقب ماندگی ذهنی یا بیماریهای متابولیک و فرزندان مبتلای فوت شده که بررسی ژنتیک انجام نداده اند و یا موارد متعدد بیماریهای ناشناخته وجود داشته باشد.

در مواردی که در یک زوج چندین مورد فرزند مبتلای فوت شده داشته اند که به علت فوت در دوره نوزادی امکان بررسی ژنتیک وجود نداشته است و در صورتی که این زوج قصد بارداری مجدد دارند باید آزمایش WES  روی نمونه زوجین صورت گیرد.

• بیش‌ترین احتمال مشخص شدن ژن درگیر و نوع دقیق بیماری
• کم‌ هزینه‌ترین و سریع‌ترین روش جهت بررسی تمامی ژن‌های مرتبط با بیماری‌های ژنتیکی
• امکان آنالیز و تفسیر مجدد نتایج بر اساس اطلاعات روز، در مواردی با جواب‌های منفی و غیر قطعی

آزمایش هول اگزوم ( WES ) در چه مواردی کاربرد دارد :

از جمله موارد پرکاربرد برای بهره بردن از تکنیک WES))

• مواردی که جهش در ژن های مختلف می تواند به تظاهرات بالینی یکسان منجر شود. مانند: عقب ماندگی ذهنی، تاخیر در رشد، کوتاهی قد، ناشنوایی، اختلالات متابولیک، بدشکلی های پیچیده، بیماری های عضلانی، نابینایی ارثی، بیماری های قلبی-عروقی و ….
•  بیماری هایی با علائم کاملا نامشخص و یا مجموعه ای از علائم که افتراق دادن آن ها ازهم مشکل است و یا در واقع مواردی که ژن دخیل در بیماری ناشناخته است.
•  موارد مشکوک به بیماری ژنتیکی با علت ناشناخته که ژن دخیل در بیماری ناشناخته است.

در این موارد علت یابی و توالی یابی این ژن ها به وسیله روش های قدیمی، علاوه بر زمان بر بودن، توجیه اقتصادی ندارد. لذا با استفاده از آزمایش اگزوم که از کاربردهای NGS است، به بررسی بیماری مربوطه پرداخته می شود.

برای انجام آزمایش هول اگزوم ( WES ) :

cc5 تا 10 ccخون حاوی EDTA از فرد گرفته می شود. نیاز به آمادگی خاصی ندارد. مدت زمان جوابدهی تقریبا سه الی شش ماه زمان می برد.