ved hjælp af eksomsekventering kan undersøgelser med faste omkostninger sekvensere prøver til meget højere dybde, end det kunne opnås med helgenomsekventering. Denne ekstra dybde gør eksomsekventering velegnet til flere applikationer, der har brug for pålidelige variantopkald.
sjælden variantkortlægning i komplekse lidelserredit
aktuelle associeringsundersøgelser har fokuseret på fælles variation på tværs af genomet, da disse er de nemmeste at identificere med vores nuværende analyser. Imidlertid, sygdomsfremkaldende varianter af stor effekt har vist sig at ligge inden for eksomer i kandidatgenundersøgelser, og på grund af negativ selektion, findes i meget lavere allelfrekvenser og kan forblive ikke-indtastet i nuværende standardgenotypeanalyser. Hele genomsekventering er en potentiel metode til at analysere ny variant på tværs af genomet. I komplekse lidelser (såsom autisme) menes imidlertid et stort antal gener at være forbundet med sygdomsrisiko. Denne heterogenitet af underliggende risiko betyder, at der kræves meget store prøvestørrelser til genopdagelse, og dermed er helgenomsekventering ikke særlig omkostningseffektiv. Dette problem med prøvestørrelse afhjælpes ved udviklingen af nye avancerede analytiske metoder, som effektivt kortlægger sygdomsgener på trods af de genetiske mutationer er sjældne på variantniveau. Derudover er varianter i kodningsregioner blevet undersøgt meget mere omfattende, og deres funktionelle implikationer er meget lettere at udlede, hvilket gør de praktiske anvendelser af varianter inden for den målrettede eksomregion mere umiddelbart tilgængelige.
Eksomsekventering i sjælden variant genopdagelse er fortsat et meget aktivt og løbende forskningsområde: indtil videre er få associerede gener blevet afdækket indtil videre, men der er voksende bevis for, at der observeres en betydelig risikobyrde på tværs af sæt gener.
opdagelse af Mendelske lidelserredit
i Mendelske lidelser med stor effekt antyder fund hidtil et eller et meget lille antal varianter inden for kodende gener, der ligger til grund for hele tilstanden. På grund af sværhedsgraden af disse lidelser antages de få årsagsvarianter at være ekstremt sjældne eller nye i befolkningen og ville blive savnet af ethvert standardgenotypeanalyse. Eksomsekventering giver variantopkald med høj dækning på tværs af kodningsregioner, som er nødvendige for at adskille ægte varianter fra støj. En vellykket model af Mendelsk genopdagelse involverer opdagelsen af de novo-varianter ved hjælp af triosekventering, hvor forældre og proband genotypes.
Case studies edit
en undersøgelse offentliggjort i September 2009 diskuterede et bevis på koncepteksperiment for at afgøre, om det var muligt at identificere kausale genetiske varianter ved hjælp af eksomsekventering. De sekventerede fire personer med Freeman-Sheldon syndrom (FSS) (OMIM 193700), en sjælden autosomal dominerende lidelse, der vides at være forårsaget af en mutation i genet MYH3. Otte hapmap-individer blev også sekventeret for at fjerne almindelige varianter for at identificere årsagsgenet for FSS. Efter udelukkelse af almindelige varianter var forfatterne i stand til at identificere MYH3, hvilket bekræfter, at eksomsekventering kan bruges til at identificere årsagsvarianter af sjældne lidelser. Dette var den første rapporterede undersøgelse, der brugte eksomsekventering som en tilgang til at identificere et ukendt årsagsgen for en sjælden Mendelsk lidelse.
efterfølgende rapporterede en anden gruppe vellykket klinisk diagnose af en mistænkt Bartter-syndromspatient af tyrkisk oprindelse. Bartter syndrom er en renal salt-spild sygdom. Eksomsekventering afslørede en uventet velbevaret recessiv mutation i et gen kaldet SLC26A3, som er forbundet med medfødt chloriddiarre (CLD). Denne molekylære diagnose af CLD blev bekræftet af den henvisende kliniker. Dette eksempel gav bevis for begrebet brugen af heleksomsekventering som et klinisk værktøj til evaluering af patienter med udiagnosticerede genetiske sygdomme. Denne rapport betragtes som den første anvendelse af næste generations sekventeringsteknologi til molekylær diagnose af en patient.
en anden rapport blev udført om eksomsekventering af personer med en Mendelsk lidelse kendt som Miller syndrom (MIM#263750), en sjælden lidelse af autosomal recessiv arv. To søskende og to ikke-relaterede personer med Miller syndrom blev undersøgt. De kiggede på varianter, der har potentialet til at være patogene, såsom ikke-synonyme mutationer, splejsningsacceptor og donorsteder og korte kodningsindsættelser eller sletninger. Da Miller syndrom er en sjælden lidelse, forventes det, at årsagsvarianten ikke tidligere er blevet identificeret. Tidligere eksomsekventeringsundersøgelser af almindelige enkeltnukleotidpolymorfier (SNP ‘ er) i offentlige SNP-databaser blev brugt til yderligere at udelukke kandidatgener. Efter udelukkelse af disse gener fandt forfatterne mutationer i DHODH, der blev delt blandt personer med Miller syndrom. Hvert individ med Miller-syndrom var en sammensat heterosygot for DHODH-mutationerne, som blev arvet, da hver forælder til et berørt individ viste sig at være en bærer.
Dette var første gang, at eksomsekventering blev vist at identificere et nyt gen, der var ansvarlig for en sjælden Mendelsk sygdom. Dette spændende fund viser, at eksomsekventering har potentialet til at lokalisere forårsagende gener i komplekse sygdomme, hvilket tidligere ikke har været muligt på grund af begrænsninger i traditionelle metoder. Målrettet indfangning og massivt parallel sekventering repræsenterer en omkostningseffektiv, reproducerbar og robust strategi med høj følsomhed og specificitet til at detektere varianter, der forårsager proteinkodende ændringer i individuelle humane genomer.
klinisk diagnostikredit
Eksomsekventering kan bruges til at diagnosticere den genetiske årsag til sygdom hos en patient. Identifikation af den underliggende sygdom genmutation(er) kan have store konsekvenser for diagnostiske og terapeutiske tilgange, kan guide forudsigelse af sygdommens naturlige historie og gør det muligt at teste familiemedlemmer med risiko. Der er mange faktorer, der gør eksomsekventering bedre end enkeltgenanalyse, herunder evnen til at identificere mutationer i gener, der ikke blev testet på grund af en atypisk klinisk præsentation eller evnen til at identificere kliniske tilfælde, hvor mutationer fra forskellige gener bidrager til de forskellige fænotyper hos den samme patient.
efter at have diagnosticeret en genetisk årsag til en sygdom, kan disse oplysninger lede valget af passende behandling. Første gang denne strategi blev udført med succes i klinikken var i behandlingen af et spædbarn med inflammatorisk tarmsygdom. En række konventionelle diagnoser var tidligere blevet brugt, men resultaterne kunne ikke forklare spædbarnets symptomer. Analyse af eksomsekventeringsdata identificerede en mutation i HSIAP-genet. Kendskab til dette gens funktion styrede spædbarnets behandling, hvilket førte til en knoglemarvstransplantation, der helbredte sygdomsbarnet.
forskere har brugt eksomsekventering til at identificere den underliggende mutation for en patient med Bartter syndrom og medfødt klorid diarre. Bilgulars gruppe brugte også eksomsekventering og identificerede den underliggende mutation for en patient med alvorlige misdannelser i hjernen og sagde “Fremhæv brugen af hel eksomsekventering til at identificere sygdomslok i Indstillinger, hvor traditionelle metoder har vist sig udfordrende… Vores resultater viser, at denne teknologi vil være særlig værdifuld for genopdagelse under de forhold, hvor kortlægning er blevet forvirret af locus heterogenitet og usikkerhed omkring grænserne for diagnostisk klassificering, peger på en lys fremtid for dens brede anvendelse på medicin”.
forskere ved University of Kapstaden, Sydafrika brugte eksomsekventering til at opdage den genetiske mutation af CDH2 som den underliggende årsag til en genetisk lidelse kendt som arytmogen højre ventrikel kardiomyopati (ARVC)’ hvilket øger risikoen for hjertesygdomme og hjertestop.
direkte til forbruger eksomsekventeringredit
flere virksomheder har tilbudt eksomsekventering til forbrugere.
Knome var det første firma, der tilbød eksome-sekventeringstjenester til forbrugerne til en pris af flere tusind dollars. Senere kørte 23andMe et pilotprogram, der blev annonceret i September 2011 og blev afbrudt i 2012. Forbrugerne kunne få eksome data til en pris af $ 999. Virksomheden leverede rådata og tilbød ikke Analyse.
i November 2012 begyndte DNADTC, en opdeling af Gen efter Gen, at tilbyde eksomer til 80 gange dækning og introduktionspris på $695. Denne pris pr DNADTC hjemmeside er i øjeblikket $ 895. I oktober 2013 annoncerede BGI en forfremmelse til personlig hel eksomsekventering til 50 gange dækning for $499. I Juni 2016 var Genos i stand til at opnå en endnu lavere pris på $399 med en CLIA-certificeret 75 gange forbrugereksom sekventeret fra spyt.