door exome sequencing te gebruiken, kunnen studies met vaste kosten monsters sequencen tot veel grotere diepte dan met het gehele genoomsequencing zou kunnen worden bereikt. Deze extra diepte maakt exome sequencing zeer geschikt voor verschillende toepassingen die betrouwbare variant calls nodig hebben.
zeldzame variant mapping in complex disordersEdit
huidige associatiestudies hebben zich gericht op gemeenschappelijke variatie in het genoom, omdat deze het makkelijkst te identificeren zijn met onze huidige assays. Nochtans, zijn de ziekte-veroorzakende varianten van groot effect gevonden om binnen exomes in kandidaatgenstudies te liggen, en wegens negatieve selectie, worden gevonden in veel lagere allelfrequenties en kunnen untyped in huidige standaard genotyping analyses blijven. Het gehele genoom rangschikken is een potentiële methode om nieuwe variant over het genoom te analyseren. Nochtans, in complexe wanorde (zoals autisme), wordt een groot aantal genen verondersteld om met ziekterisico worden geassocieerd. Deze heterogeniteit van onderliggend risico betekent dat de zeer grote steekproefgrootte voor genontdekking wordt vereist, en zo is het gehele genoom rangschikken niet bijzonder rendabel. Deze kwestie van de steekproefgrootte wordt verlicht door de ontwikkeling van nieuwe geavanceerde analytische methodes, die effectief ziektegenen in kaart brengen ondanks de genetische veranderingen op variantniveau zeldzaam zijn. Bovendien zijn de varianten in codagegebieden veel uitgebreider bestudeerd en hun functionele implicaties zijn veel gemakkelijker af te leiden, die de praktische toepassingen van varianten binnen het gerichte exome gebied onmiddellijk toegankelijker maken.
Exome sequencing in zeldzame variant gen discovery blijft een zeer actief en doorlopend onderzoeksgebied: tot op heden zijn tot nu toe weinig geassocieerde genen ontdekt, maar er zijn steeds meer aanwijzingen dat er een aanzienlijke risicobelasting wordt waargenomen over sets van genen.
Discovery of Mendelian disordersEdit
bij Mendeliaanse stoornissen met een groot effect, suggereren de bevindingen tot nu toe één of een zeer klein aantal varianten binnen coderende genen die ten grondslag liggen aan de gehele aandoening. Wegens de strengheid van deze wanorde, worden de weinige causale varianten verondersteld uiterst zeldzaam of nieuw in de bevolking te zijn, en door om het even welke standaard genotyping assay zouden worden gemist. Exome het rangschikken verstrekt hoge dekkingsvariant roept over codagegebieden, die nodig zijn om ware varianten van lawaai te scheiden. Een succesvol model van Mendelian genontdekking impliceert de ontdekking van de varianten van novo gebruikend trio rangschikkend, waar de ouders en proband worden gegenotypeerd.
Casestudiesedit
een in September 2009 gepubliceerd onderzoek besprak een proof of concept experiment om te bepalen of het mogelijk was om causale genetische varianten te identificeren met behulp van exome sequencing. Ze sequentieerden vier individuen met het Freeman–Sheldon syndroom (FSS) (omim 193700), een zeldzame autosomale dominante aandoening waarvan bekend is dat deze wordt veroorzaakt door een mutatie in het gen MYH3. Acht HapMap individuen werden ook gerangschikt om gemeenschappelijke varianten te verwijderen om het causale gen voor FSS te identificeren. Na uitsluiting van gemeenschappelijke varianten, konden de auteurs MYH3 identificeren, die bevestigt dat het exome rangschikken kan worden gebruikt om causale varianten van zeldzame wanorde te identificeren. Dit was de eerste gemelde studie die exome rangschikken als benadering gebruikte om een onbekend Causaal gen voor een zeldzame Mendeliaanse wanorde te identificeren.
vervolgens meldde een andere groep een succesvolle klinische diagnose van een verdachte patiënt van het Bartter-syndroom van Turkse oorsprong. Het Bartter-syndroom is een nierzoutverslindende ziekte. Het exome rangschikken onthulde een onverwachte goed bewaarde recessieve verandering in een gen genoemd SLC26A3 dat met aangeboren chloridediarree (CLD) wordt geassocieerd. Deze moleculaire diagnose van CLD werd bevestigd door de verwijzende clinicus. Dit voorbeeld verschafte bewijs van concept van het gebruik van het geheel-exome rangschikken als klinisch hulpmiddel in evaluatie van patiënten met niet gediagnosticeerde genetische ziekten. Dit rapport wordt beschouwd als de eerste toepassing van Next generation sequencing technologie voor moleculaire diagnose van een patiënt.
een tweede rapport werd uitgevoerd over exome sequencing van personen met een Mendeliaanse stoornis bekend als het Miller syndroom (MIM#263750), een zeldzame aandoening van autosomaal recessieve overerving. Twee broers en zussen en twee niet-verwante individuen met Miller syndroom werden bestudeerd. Zij keken naar varianten die het potentieel hebben om pathogeen te zijn zoals niet-synonieme veranderingen, splice acceptor en donorplaatsen en korte codeerinserties of schrappingen. Aangezien het syndroom van Miller een zeldzame aandoening is, wordt verwacht dat de causale variant niet eerder is geïdentificeerd. De vorige exome die studies van gemeenschappelijke enig nucleotidepolymorfismen (SNPs) in openbare gegevensbanken van SNP rangschikken werden gebruikt om kandidaatgenen verder uit te sluiten. Na uitsluiting van deze genen, vonden de auteurs veranderingen in DHODH die onder individuen met het syndroom van Miller werden gedeeld. Elk individu met het syndroom van Miller was een samenstelling heterozygoot voor de dhodh-veranderingen die werden geërfd aangezien elke ouder van een beà nvloed individu werd gevonden om een drager te zijn.
Dit was de eerste keer dat exome sequencing werd getoond om een nieuw gen te identificeren dat verantwoordelijk is voor een zeldzame Mendeliaanse ziekte. Dit het opwekken vinden toont aan dat het exome rangschikken het potentieel heeft om veroorzakende genen in complexe ziekten te lokaliseren, die eerder wegens beperkingen in traditionele methodes niet mogelijk is geweest. Het gerichte vangen en massaal het parallelle rangschikken vertegenwoordigt een kosteneffectieve, reproduceerbare en robuuste strategie met hoge gevoeligheid en specificiteit om varianten te ontdekken die eiwit-codeert veranderingen in individuele menselijke genomen veroorzaken.
klinische diagnostische edit
Exome sequencing kan worden gebruikt om de genetische oorzaak van de ziekte bij een patiënt te diagnosticeren. Identificatie van de onderliggende genmutatie(s) van de ziekte kan belangrijke implicaties hebben voor diagnostische en therapeutische benaderingen, kan de voorspelling van de natuurlijke geschiedenis van de ziekte begeleiden, en maakt het mogelijk om risicogroepen te testen. Er zijn vele factoren die exome rangschikken superieur aan enige genanalyse met inbegrip van de capaciteit maken om veranderingen in genen te identificeren die niet wegens een atypische klinische presentatie werden getest of de capaciteit om klinische gevallen te identificeren waar de veranderingen van verschillende genen aan de verschillende fenotypes in dezelfde patiënt bijdragen.
nadat een genetische oorzaak van een ziekte is vastgesteld, kan deze informatie als leidraad dienen voor de selectie van een geschikte behandeling. De eerste keer dat deze strategie succesvol werd uitgevoerd in de kliniek was in de behandeling van een zuigeling met inflammatoire darmziekte. Een aantal conventionele diagnostiek was eerder gebruikt, maar de resultaten konden de symptomen van het kind niet verklaren. Analyse van exoomsequentiegegevens identificeerde een mutatie in het xiap-gen. Kennis van de functie van dit gen leidde tot de behandeling van het kind, wat leidde tot een beenmergtransplantatie die het kind van de ziekte genas.
onderzoekers hebben exome sequencing gebruikt om de onderliggende mutatie te identificeren voor een patiënt met het Bartter-syndroom en congenitale chloridediarree. De groep van Bilgular gebruikte ook exome rangschikken en identificeerde de onderliggende verandering voor een patiënt met strenge hersenmisvormingen, die “het gebruik van het gehele exome rangschikken benadrukken om ziekteloci in montages te identificeren waarin traditionele methodes uitdagend hebben bewezen… Onze resultaten tonen aan dat deze technologie bijzonder waardevol zal zijn voor genontdekking in die omstandigheden waarin het in kaart brengen is verstoord door locus heterogeniteit en onzekerheid over de grenzen van diagnostische classificatie, wat wijst op een mooie toekomst voor de brede toepassing ervan op de geneeskunde”.
onderzoekers aan de Universiteit van Kaapstad, Zuid-Afrika gebruikten exome sequencing om de genetische mutatie van CDH2 te ontdekken als de onderliggende oorzaak van een genetische aandoening die bekend staat als aritmogene rechterventrikel cardiomyopathie (ARVC)’, wat het risico op hartziekten en hartstilstand verhoogt.
Direct-to-consumer exome sequencingdit
meerdere bedrijven hebben exome sequencing aan consumenten aangeboden.
Knome was het eerste bedrijf dat exome sequencingdiensten aan consumenten aanbood, tegen een kostprijs van enkele duizenden dollars. Later, 23andMe liep een pilot WES programma dat werd aangekondigd in September 2011 en werd stopgezet in 2012. Consumenten kunnen exome gegevens te verkrijgen tegen een prijs van $ 999. De onderneming heeft ruwe gegevens verstrekt en geen analyse aangeboden.
In November 2012 begon DNADTC, een verdeling van Gen per Gen, exomen aan te bieden tegen 80X dekking en introductieprijs van $ 695. Deze prijs per DNADTC website is momenteel $ 895. In oktober 2013, BGI kondigde een promotie voor persoonlijke hele exome sequencing op 50X dekking voor $499. In juni 2016 Genos was in staat om een nog lagere prijs van $399 met een CLIA-gecertificeerde 75X consument exome sequentie van speeksel te bereiken.