NGS-диагностика: текущий статус и перспективы
Быстрое развитие технологии секвенирования следующего поколения (NGS), включая достижения в области секвенирования, биоинформатики и интерпретации данных, способствовало ее широкому клиническому применению [1].
NGS (или в литературе иногда встречается термин «массивно-параллельное секвенирование» или «высокопроизводительное секвенирование») представляет собой технологию, позволяющую одновременно секвенировать миллионы последовательностей ДНК или РНК. Преимущества NGS по сравнению с традиционными методами секвенирования включают более высокую пропускную способность с мультиплексированием образцов, более высокую чувствительность при обнаружении низкочастотных вариантов, более быстрое время обработки для больших объемов образцов и более низкую стоимость. NGS представляет собой настоящую революцию в технологии секвенирования после секвенирования по Сэнгеру [1].
Сейчас метод Сэнгера полностью автоматизирован и является «золотым стандартом» в генетической диагностике. С его помощью за один рабочий цикл можно «распознать» последовательности длиной до 1000 пар нуклеотидов с высокой точностью – до 98%. С появлением NGS полный геном человека теперь можно секвенировать в течение нескольких дней. NGS имеет широкий спектр применения в лабораторной диагностике: прогноз и выбор терапии конституциональных нарушений, онкологии и инфекционных заболеваний. В то же время с помощью NGS генерируется все больше тщательно отобранных клинических, генетических и геномных данных, что способствует дальнейшему развитию геномной медицины [2].
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) недавно выпустило набор руководств по дизайну, разработке и валидации тестов NGS и одобрило несколько тестов на основе NGS и таргетных методов терапии. Кроме того, Центры услуг Medicare и Medicaid (CMS) активно следят за инновациями в тестах NGS и работают над обеспечением увеличения распространения диагностики тестами на основе NGS [1].
Используемые технологии NGS имеют такие ограничения, как короткие чтения и зависимость от клональной ПЦР для генерации достаточного количества сигналов для обнаружения. Новые технологии с длинными чтениями и секвенированием отдельных молекул (например, Pacific Biosystems и Oxford Nanopore) теоретически потребуют меньше исходного материала; однако их высокая частота ошибок пока что не позволяет им стать предпочтительным методом диагностики и «потеснить» метод Сэнгера с пьедестала.
Однако NGS-диагностика может быть незаменима в онкологии, поскольку гетерогенность рака представляет трудности при отборе проб, обнаружении вариантов, интерпретации вариантов и рекомендаций по терапии. Новые методы, такие как секвенирование отдельных клеток и жидкая биопсия, возможно, станут решением этой проблемы [1].
Литература:
[1] Zhong Y, Xu F, Wu J, Schubert J, Li MM. Application of Next Generation Sequencing in Laboratory Medicine. Ann Lab Med. 2021 Jan;41(1):25-43. doi: 10.3343/alm.2021.41.1.25. Epub 2020 Aug 25. PMID: 32829577; PMCID: PMC7443516.
[2] Hoadley KA, Yau C, Hinoue T, Wolf DM, Lazar AJ, Drill E, et al. Cell-of-origin patterns dominate the molecular classification of 10,000 tumors from 33 types of cancer. Cell. 2018;173:291–304.e6.
