Преимущества молекулярной диагностики

Пренатальный

Традиционное пренатальное тестирование Для хромосомных аномалий, таких как синдром Дауна, основано на анализе числа и появления хромосом. От 2013 года он остается дополнением к традиционным тестированию.

Уход

Несколько отдельных нуклеотидных полиморфизмов у пациентов крошечные различия в их ДНК могут помочь предсказать, как быстро они метаболизируют конкретный препарат; Это называется фармакогеномикой. Например, фермент CYP2C19 метаболизирует несколько препаратов, таких как антикоагулянт клопидогрел, в их активные формы. Некоторые пациенты имеют полиморфизмы в специфических положениях в гене 2C19, которые вызывают плохой метаболизм этих лекарств; Врачи могут проверить эти полиморфизмы и определить, является ли препарат полностью эффективным в этом пациенте. Свидели в молекулярной биологии помогли показать, что некоторые синдромы, ранее классифицированные как отдельные расстройства, на самом деле могут помочь диагностировать. Подтипы (такие как инфекции и рак) или генетический анализ заболеваний с генетическим компонентом, такими как синдром серебра.

Инфекционное заболевание

Молекулярная диагностика используется для идентификации инфекционных заболеваний, таких как вирус хламидиоза вируса гриппа и туберкулез, или специфические штаммы, такие как вирус H1N1 или SARS-COV-2. Идентификация гена может быть быстрой; Например, опосредованные петлями анализы изотермической амплификации могут диагностировать паразиты малярии и достаточно надежны для развивающихся стран. Но, несмотря на эти достижения в геномном анализе, в 2013 году инфекции все еще чаще идентифицировались другими средствами их протеома, фага или хроматографических профилей. Молекулярная диагностика также используется для понимания определенного штамма патогена, например, путем обнаружения, каких генов устойчивости он обладает, и, таким образом, каких обработок избегать. Можно реализовать более непредвзятые анализы на основе секвенирования следующего поколения.

Управление рисками заболевания

Геном пациента может содержать наследственные или случайные мутации, которые влияют на вероятность развития заболевания в будущем. Например, синдром Линча является генетическим заболеванием, которое предрасполагает пациентов к колоректальному и другим видам рака; early detection can lead to close monitoring, which improves patients' chances of a good outcome.Cardiovascular risk is indicated by biomarkers, and screening can measure a child's risk of being born with a genetic disorder such as cystic fibrosis.Genetic testing is ethically complex: Пациенты, возможно, не захотят испытывать давление, зная их риски. В странах без универсального здравоохранения известные риски могут повысить страховые взносы.

Рак

Рак-это изменение клеточных процессов, которое приводит к неконтролируемому росту опухолей. Клетки-канцелярии иногда содержат мутации в онкогенах, таких как KRAS и CTNNB1 (бета-катенин). Анализирование молекулярных сигнатур раковых клеток и уровни его экспрессии через РНКсенджер Врачи, чтобы охарактеризовать рак и выбирать лучшее лечение для своих пациентов. В 2010 году анализы, которые объединяют группу антител против специфических молекул маркера белка, являются новой технологией; Эти мультиплексные анализы обещают измерять многие маркеры одновременно. Другие потенциальные будущие биомаркеры включают молекулы микроРНК, которые раковые клетки экспрессируют больше, чем здоровые клетки.Рак - это постоянно развивающееся заболевание с множеством молекулярных причин. Гетерогенность заболевания существует даже в пределах индивидуальных. Молекулярные исследования рака продемонстрировали важность мутаций драйверов в росте опухоли и метастазирования. Многие методы обнаружения вариации последовательности были разработаны для использования в исследованиях рака. Эти методы, как правило, могут быть сгруппированы в три подхода: полимераза цепная реакция (ПЦР), гибридизация и секвенирование следующего поколения (NGS). В настоящее время FDA одобрено ряд ПЦР и гибридизации. диагноз.

Важной проблемой в молекулярном диагностическом тестировании на рак является обнаружение вариантов последовательности ДНК. Биопсии, используемая для диагностики, последовательно содержащей всего лишь 5% интересующего варианта по сравнению с последовательностями дикого типа. Кроме того, для неинвазивного применения в периферической крови или моче тестирование ДНК должно быть достаточно специфичным для обнаружения мутаций с частотой вариантов аллеля ниже 0,1%. [двадцать два].В настоящее время, оптимизируя обычную ПЦР, существует новое изобретение, амплифицированная система рефрактерных мутаций (руки), метод обнаружения вариаций последовательностей ДНК при раке. Рядом с 3 'конец праймера. Многие компании разработали диагностические тесты на основе праймеров ПЦР. Например, Qiagen Therascreen, Roche Cobas [49] и Biomerieux Thxid [50] разработали FDA-одобренные тесты ПЦР для обнаружения мутаций легких, толстой кишки и метастатической меланомы в генах KRAS, EGFR и BRAF. подтверждена на геномной ДНК, экстрагированной из ткани FFPE.Есть также микрочипы, которые используют механизм гибридизации для диагностики рака. Используя технологию генных чипов Affymetrix, в массиве может быть синтезировано более миллиона различных зондов с ограничением обнаружения от 1 до 10 копий мРНК на скважину. Оптимизированные микрочипы, как правило Одобрено некоторых диагностических анализов с использованием микрочипов: анализ Mammaprint Agendia может информировать риск рецидива рака молочной железы, проанализировав экспрессию 70 генов, связанных с раком молочной железы; Анализ Autogenomics Infniti CYP2C19 может анализировать генетические полиморфизмы, которые оказывают большое влияние на реакцию на лечение антидепрессантами; В то время как Cytoscan DX от Affymetrix может оценивать интеллектуальную инвалидность и врожденные расстройства, анализируя хромосомные мутации.

В будущем диагностические инструменты для рака могут сосредоточиться на секвенировании следующего поколения (NGS). Технология в области молекулярных диагностических инструментов будет дополнительно разработана благодаря использованию секвенирования ДНК и РНК для диагностики рака. Хотя пропускная способность и цена NGS резко снизились на ~ 100 раз за последние 10 лет, мы по-прежнему находимся как минимум на 6 порядков от глубокого секвенирования на уровне всего генома. В настоящее время ионный торрент разработал некоторые панели NGS на основе на основе панелей NGS. на трансляционном AmpliseQ, таком как комплексный анализ Oncomine. Они сосредоточены на использовании глубокого секвенирования генов, связанных с раком, для обнаружения редких вариантов последовательности.

Молекулярные диагностические инструменты доступны для оценки риска рака. Например, тест Myriad Genetics 'BRCA1/2 оценивает риск развития рака молочной железы женщины. не показывают очевидных симптомов, поэтому рак может быть обнаружен на ранней стадии. Например, тест Cologuard может использоваться для проверки людей старше 55 лет для рака колоректального. и инструменты молекулярной диагностики могут быть использованы в прогнозе прогрессирования рака. Например, онкотип DX Genomic Health оценивает риск рака молочной железы.

С ростом государственной поддержки в молекулярной диагностике ДНК ожидается, что в ближайшее время станет доступно растущее число клинических анализов обнаружения ДНК для рака. врачи и пациенты.