WGS (Whole genome sequencing) là phương pháp giải trình tự toàn bộ hệ gen để xác định tất cả các tổn thương di truyền trên toàn bộ hệ gen, bao gồm vùng mã hóa (exon) và vùng không mã hóa. Việc phát hiện các tổn thương di truyền có rất nhiều ứng dụng trong sàng lọc ung thư/ bệnh di truyền sớm hoặc hỗ trợ việc chẩn đoán, tiên lượng và điều trị bệnh.
Hệ gen là gì?
Hệ gen của con người chứa khoảng 3 tỷ cặp Nucleotit, được xếp thành 23 cặp nhiễm sắc thể và chứa khoảng 20.000 gen mã hóa cho protein – cần thiết cho sự hình thành, phát triển và hoạt động của con người. Mỗi gen bao gồm các đoạn mã hóa cho protein (exon), các trình tự xen kẽ không mã hóa protein (intron) và các vùng điều hòa nằm ở đầu mỗi gen.
Bệnh di truyền
Hiện nay, có khoảng 7000 bệnh di truyền đơn gen đã được báo cáo trong Cơ sở dữ liệu Di truyền Mendel Trực tuyến ở Người (Online Mendelian Inheritance in Man-OMIM) và số liệu vẫn lên tục được cập nhật. Vì vậy, chỉ định xét nghiệm di truyền hợp lý là một thách thức. Các bệnh lý phổ biến, có triệu chứng điển hình và được chẩn đoán xác định nhờ triệu chứng lâm sàng có thể xác định bằng các xét nghiệm một gen. Tuy nhiên, việc thiết kế nhiều xét nghiệm cho các tổn thương gen khác nhau gây tốn kém về kinh tế, không thuận lợi trong thực hành. Hơn nữa, nhiều bệnh có triệu chứng giống nhau, do tổn thương độc lập của các gen khác nhau. Vì vậy, xét nghiệm trên một gen không bao phủ hết và không phù hợp.
Nhờ công nghệ giải trình tự gen thế hệ mới, một xét nghiệm có thể xác định tổn thương di truyền của nhiểu gen, nhiều bệnh, như giải trình tự đích (Targeted sequencing), toàn bộ bộ hệ gen mã hoá, lên đến 22.000 gen (Whole Exome Sequencing-WES) và thậm chí toàn bộ hệ gen (Whole Genome Sequencing-WGS). Các kỹ thuật xét nghiệm gen đích có thể được phân thành xét nghiệm cho nhóm bệnh lý của hệ cơ quan như xét nghiệm nhóm bệnh di truyền chuyển hoá, nhóm bệnh di truyền tiêu hoá, thần kinh… Các bệnh lý chưa được phân loại hoặc chưa có chẩn đoán có thể được chỉ định bằng xét nghiệm WES hoặc thậm chí WGS. Vì vậy, chỉ định xét nghiệm di truyền đã đơn giản hóa hơn trong thực hành.
WGS (Whole genome sequencing) – giải trình tự toàn bộ hệ gen
WGS (Whole genome sequencing) là phương pháp giải trình tự toàn bộ hệ gen để xác định tất cả các tổn thương di truyền trên toàn bộ hệ gen, bao gồm vùng mã hóa (exon) và vùng không mã hóa. Đồng thời, xét nghiệm cho phép phát hiện các biến thể SNPs, indels, CNV và SVs gây bệnh đã biết.
Ai nên thực hiện WGS?
- Trường hợp đã xác định được chính xác bệnh lý di truyền, và nguyên nhân gây bệnh do đột biến trên 1 gen đã biết: Chỉ định xét nghiệm đơn gen: CFTR, FMR1, DMD, SMN1, SMN2, α Thalassemia, β Thalassemia…
- Trường hợp đã xác định được bệnh lý di truyền cụ thể, tuy nhiên nguyên nhân gây bệnh do tổn thương di truyền trên nhiều gen khác nhau, tuy nhiên có thể định khu được nhóm bệnh: Chỉ định Panel gen theo nhóm bệnh: NGS_HuH1, NGS-CH1, NGS-DL1, NGS-DT1, NGS-M1, NGS-MD1, NGS-NT1, NGS-TMH1, NGS-T1, NGS-TK1.
- Trường hợp bệnh di truyền có biểu hiện tổn thương đa cơ quan, chưa định khu được nhóm bệnh hoặc bệnh di truyền liên quan đến tổn thương di truyền trên nhiều gen, chưa có panel gen chẩn đoán (ví dụ: chậm phát triển…) hoặc Bệnh di truyền có kết quả xét nghiệm panel gen âm tính, cần mở rộng phạm vi khảo sát: Giải trình tự toàn bộ exome/genome (Clinical whole exome/Genome sequencing.)
WGS cũng được sử dụng trong chẩn đoán:
- Ung thư
- Mang gen các bệnh lý di truyền
Những lợi ích của WGS?
- Được lựa chọn sử dụng khi bệnh nhân có các triệu chứng lâm sàng phức tạp và không rõ nguyên nhân. Khai thác tiền sử lâm sàng phát hiện sự di truyền của các triệu chứng này trong các thành viên gia đình.
- Phát hiện các biến thể là nguyên nhân gây bệnh giúp giải thích đặc điểm lâm sàng của bệnh nhân, hỗ trợ việc chẩn đoán, tiên lượng và điều trị bệnh.
- Giúp đánh giá nguy cơ di truyền của bệnh nhân và gia đình, xác định rủi ro di truyền hoặc hỗ trợ tư vấn di truyền trong sinh sản.
- Kết quả kiểm tra có giá trị trọn đời và cũng có thể được sử dụng trong tương lai.
WGS tại GENOME được thực hiện như thế nào?
- WGS được thực hiện bằng công nghệ giải trình tự gen thế hệ mới (NGS) dựa trên DNA từ mẫu máu ngoại vi hoặc dịch phết niêm mạc miệng.
- WGS tại GENOME có thể xác định tổn thương di truyền trên toàn bộ hệ gen, bao gồm vùng mã hóa và vùng không mã hóa.
- Phạm vi xét nghiệm:
- Độ bao phủ trung bình/toàn hệ gen: 30x
- Giải mã > 20.000 gen (vùng mã hoá, không mã hoá và lncRNA) bao gồm các biến thể: thay thế nucleotide, indel <50 nucleotide, các biến thể cấu trúc bao gồm CNV > 50 bp, các đảo đoạn và chuyển đoạn
- Có thể phát hiện các biến thể mới, biến thể mtDNA hoặc gen ứng viên mới liên quan đến lâm sàng
- Có thể phát hiện các biến thể liên quan đến nhiều rối loạn di truyền khác nhau ở một bệnh nhân.
- Kết quả được phân tích và biện giải bởi các chuyên gia có nhiều năm kinh nghiệm trong các bệnh lý di truyền.
Cần lưu ý gì khi thực hiện WGS?
- Việc xác định biến thể gây bệnh có thể không làm thay đổi phương pháp điều trị trước khi thực hiện xét nghiệm hoặc bệnh được tìm thấy chưa có phương pháp điều trị cụ thể.
- Trong một số trường hợp, các xét nghiệm bổ sung sẽ được yêu cầu thực hiện để có thể giải thích tốt hơn cho kết quả thu được từ WGS.
- Một số vấn đề khác cần cân nhắc như chi phí, các tác động tâm lý đối với các thành viên trong gia đình khi phát hiện ra biến thể gây bệnh di truyền cần được thảo luận trước khi thực hiện xét nghiệm.
Giới hạn của WGS?
- WGS không đưa ra chẩn đoán với tất cả các bệnh nhân thực hiện xét nghiệm.
- Hiện nay, sự hiểu biết về vai trò của gen và các biến thể đối với các bệnh lý vẫn chưa toàn diện. Vì vậy, tầm quan trọng của một số biến thể có thể chưa được biết đến tại thời điểm xét nghiệm. Bác sĩ/ bệnh nhân được khuyến khích liên hệ với chúng tôi để cập nhật thông tin về kết quả xét nghiệm nếu có cập nhật trên dữ liệu y văn.
- Việc biện giải kết quả WGS dựa trên tính chính xác của các thông tin lâm sàng và tiểu sử gia đình được cung cấp bởi bệnh nhân.
Các kết quả được cung cấp trong phiếu kết quả?
- Các biến thể liên quan đến các đặc điểm lâm sàng của bệnh nhân; Các biến thể gây ra những tình trạng tương tự với đặc điểm lâm sàng của bệnh nhân sẽ được báo cáo (bao gồm trường hợp mang gen đối với các bệnh di truyền lặn).
- Các biến thể được báo cáo bao gồm biến thể có thể là nguyên nhân trực tiếp gây bệnh (likely pathogenic, pathogenic) và biến thể chưa rõ chức năng (uncertain significance) – là biến thể được tìm thấy mà có khả năng, nhưng không chắc chắn, là nguyên nhân gây bệnh.
Thành viên trong gia đình nên cùng thực hiện WGS?
Việc giải thích các biến thể di truyền sẽ chính xác hơn khi chúng tôi có thể so sánh kết quả giữa bệnh nhân và các thành viên trong gia đình.
Dựa theo các công bố khoa học, khả năng thành công khi xác định biến thể gây bệnh tăng lên nếu các thành viên trong gia đình (bao gồm bệnh nhân, bố mẹ bệnh nhân) cùng thực hiện WGS.
Nếu biến thể ở bệnh nhân cũng được phát hiện ở các thành viên khác trong gia đình, biến thể đó sẽ được đề cập đến trong phiếu trả kết quả.
Các biến thể xuất hiện ở các thành viên khác nhưng không xuất hiện ở bệnh nhân sẽ không được đề cập đến trong phiếu trả kết quả.
Những kết quả nào sẽ không được báo cáo?
- Các biến thể lành tính (không gây bệnh) hoặc có khả năng lành tính sẽ không được báo cáo.
- Các biến thể không liên quan đến đặc điểm lâm sàng của bệnh nhân sẽ không được báo cáo.
Kết quả của WGS?
Genome cung cấp một bản kết quả WGS cho đơn vị y tế chỉ định xét nghiệm. Kết quả này trở thành một phần trong hồ sơ y tế của bệnh nhân.
Genome không cung cấp dữ liệu giải trình tự gốc của mẫu xét nghiệm.
