Генетическое тестирование — процесс анализа наследственной информации, чаще всего ДНК. Может применяться с разными целями в науке, медицине, криминалистике и пр. областях. Здесь разобрано генетическое тестирование в медицине.

Основная задача генетического тестирования в медицине — уточнение диагноза предположительно наследственного заболевания у больных и оценка риска рождения больного ребенка у здоровых. Выделяют генетическую диагностику — более точный анализ, задача которого точно определить больных и тип их болезни, и генетический скрининг — выделение группы риска с повышенной вероятностью генетических проблем из общей популяции.

По методам генетическое тестирование можно разделить на кариотипирование, FISH (флуоресцентная гибридизации in situ), ХМА (хромосомный микроматричный анализ), MLPA (Multiplex ligation-dependent probe amplification), ПЦР (полимеразная цепная реакция), секвенирование по Сэнгеру отдельных генов, полногеномное и полноэкзомное секвенирование. Это только часть методов, всего их существует несколько десятков.

С другой стороны, можно разделить генетическое тестирование по типу ситуаций, когда оно используется, например, пренатальная и преимплантационная генетическая диагностика, скрининг новорожденных и др.

Некоторые методы генетического тестирования, применяемого для поиска генетических причин аутизма:

1. Диагностический поиск часто начинается с традиционного (цитогенетического) кариотипирования

по причине его низкой стоимости. При этом анализе хромосомы окрашивают и рассматривают под микроскопом с разрешением порядка 10 миллионов пар оснований («букв», из которых состоит ДНК). Метод выявляет хромосомные перестройки, лишние хромосомы, крупные делеции и дупликации.

Вероятность выявить причину заболевания низкая, порядка 1% или даже меньше.

2. Хромосомный микроматричный анализ (ХМА), молекулярное кариотипирование. Анализ производится с использованием ДНК-микрочипов. Разрешение метода обычно составляет десятки тысяч пар оснований. Выявляет микроделеции, микродупликации и в некоторых вариантах — участки потери гетерозиготности. Вероятность выявить причину аутизма около 5-10%. Если у ребенка аутизм сочетается с множественными пороками развития или малыми аномалиями развития, сопровождается умственной отсталостью — вероятность найти причину при помощи ХМА может быть до 25%. Требует грамотной интерпретации, не всегда легко различить случайные находки, не имеющие клинического значения, и патогенные генетические варианты, являющиеся причиной болезни

Часто рассматривается как метод первой линии (делается первым).

3. Полноэкзомное и полногеномное секвенирование. Выявляет точечные мутации и часть мутаций других типов среди огромного числа генов, однако их клиническая значимость порой не полностью ясна и нужны дополнительные исследования для уточнения. Требует очень грамотной интерпретации. Возможен повторный анализ с учетом новых данных спустя время. Вероятность выявить причину заболевания — порядка 15-20%.

4. Отдельные тесты для отдельных типов мутаций. Например, определение числа повторов в гене FMR1 для диагностики синдрома Мартина—Белл (синдрома ломкой X-хромосомы), определение статуса метилирования участка 15 хромосомы для диагностики синдрома Ангельмана.

В целом информативность методов генетической диагностики выше при более тяжелой картине аутизма и сочетании аутизма с другими проблемами — пороками развития, умственной отсталостью, эпилепсией. В более легких случаях генетическую причину удается выявить реже.

В чем различия скрининга и диагностики

Цель скрининга населения — обнаружить среди людей тех, у кого повышен риск заболевания. Скрининг — массовый тип диагностики, и метод, использующийся для скрининга, должен быть быстрым и дешевым. Людям, отобранным в результате скрининга как группа с высоким риском, затем проводят дополнительную диагностику методами более точными, но и более дорогими и часто небыстрыми. И иногда, к сожалению, опасными.

Важной характеристикой метода тестирования является достоверность. –Это величина, характеризующая способность метода отличать здоровых от больных. Она включает два компонента: чувствительность и специфичность. Чувствительность — способность метода правильно определять тех, у кого болезнь есть. Она измеряется долей положительных результатов у действительно больных — долей истинноположительных результатов. Специфичность — способность метода правильно определять, у кого нет болезни. Она измеряется долей истинноотрицательных результатов — отрицательных результатов у здоровых людей.

Методы анализа, используемые в скрининговых программах, практически никогда не имеют 100% чувствительности и 100% специфичности. Чем больше чувствительность, тем меньше специфичность, и наоборот. Это связано с тем, что величина измеряемого показателя у больных и у здоровых людей обычно перекрывается (например, величина артериального давления). Поэтому скрининговые методы для какой-то части людей дают неверные результаты. Если тест призван дать двоичный результат («да или нет»), выбирают некоторое пороговое значение для разделения здоровых и больных.

При выборе порогового значения взвешиваются потенциальные проблемы из-за низкой чувствительности, приводящей к увеличению числа ложноотрицательных результатов, и из-за низкой специфичности, увеличивающей число ложноположительных результатов. Если пропуск в ходе скрининга больного человека связан с высоким риском для жизни, то «планку понижают» так, чтобы обеспечить максимальную чувствительность в ущерб специфичности — т. е. не пропустить никого больного ценой того, чтоб на дополнительную проверку попали и некоторые здоровые. Это обычная ситуация при скрининге на онкологические заболевания, при скрининге новорожденных на фенилкетонурию и во многих других случаях. Однако бывает и риск другого рода — когда анализ, необходимый для дополнительной проверки, является очень дорогим или опасным, тогда минимизировать стараются долю ложноположительных результатов — «повышают планку», увеличивая специфичность в ущерб чувствительности.

На сегодняшний день методов генетического скрининга аутизма не существует. Однако использование некоторых «общих» видов скрининга может помочь в снижении заболеваемости аутизмом. Например, неинвазивный пренатальный скрининг беременных (НИПС, НИПТ) может выявлять аномалии числа половых хромосом (синдром Тернера, синдром Кляйнфельтера) и трисомию 21 хромосомы (синдром Дауна), микроделеции 22 хромосомы (синдром ДиДжорджи), 15 хромосомы (синдром Ангельмана) и 1 хромосомы (синдром делеции 1р36). Эти генетические заболевания сопровождаются аутизмом, хоть и не сводятся к нему. Их частично помогает выявить также ПГС — преимплантационный генетический скрининг эмбрионов, полученных при помощи ЭКО.

Неонатальный скрининг (скрининг новорожденных) помогает вовремя выявить фенилкетонурию и добиться (при раннем начале лечения) предотвращения развития симптомов, которые включают в себя аутизм и умственную отсталость.

Скрининг женщин, планирующих беременность, на носительство мутаций позволяет выявить повышенный риск синдрома Мартина-Белл, одной из самых частых причин аутизма и умственной отсталости у мальчиков.

Диагностика генетических причин аутизма развита лучше, чем скрининг. План обследования составляется индивидуально после очной консулдьтации врачом-генетиком.

Важно понимать, что универсального метода генетического тестирования, выявляющего все известные типы генетических нарушений, приводящих к аутизму, не существует.

Если мутация, ставшая причиной РАС, выявлена у больного ребенка, возможно проведение диагностики ее у последующих детей в семье:

1. Пренатальная генетическая диагностика

2. Преимплантационная генетическая диагностика

Эффективность этих подходов высока и составляет 95-99%

Статью подготовил: Екатерина Померанцева, к.б.н., врач-генетик, зав.лабораторией Genetico

Литература: Am J Hum Genet. 2010 May 14;86(5):749-64. doi: 10.1016/j.ajhg.2010.04.006. Consensus statement: chromosomal microarray is a first-tier clinical diagnostic test for individuals with developmental disabilities or congenital anomalies.