211service.com
Ett test för 400 ärftliga sjukdomar
Forskare har utvecklat ett nytt test utformat för att samtidigt upptäcka genetiska mutationer involverade i mer än 400 allvarliga sjukdomar. Testet, som visade sig vara mycket exakt, syftar initialt till att screena blivande föräldrar för mutationer kopplade till sällsynta ärftliga sjukdomar.
Spotting sjukdom: Den vita kolumnen i mitten av detta DNA-sekvensdiagram framhäver en radering på fyra bokstäver i genomet som är kopplad till en störning som kallas Lesch-Nyans syndrom. Störningen, som slår till i spädbarnsåldern, orsakar allvarliga psykiska och fysiska problem.
Tack vare billig sekvenseringsteknologi strävar forskarna efter att erbjuda testet för bara några hundra dollar, liknande kostnaden för tester som för närvarande är tillgängliga för att upptäcka individuella sjukdomar eller en handfull störningar.
Vi vill att detta test ska bli tillgängligt på samma sätt som Tay-Sachs och cystisk fibros-testning har gjort, säger Stephen Kingsmore , chief scientific officer av National Center for Genome Resources och senior författare på studien. Tay-Sachs, en sällsynt ärftlig sjukdom, slår till i spädbarnsåldern och är vanligtvis dödlig under de första åren av livet. Fyrtio års erfarenhet av Tay-Sachs resulterade i att den där hemska sjukdomen i stort sett utrotades i Nordamerika, säger han. Det här är bara i större skala.
Det nya testet, som läser sekvensen av cirka 2 miljoner bokstäver av DNA utspridda över 7 000 olika bitar, är utformat för att upptäcka mutationer i gener som har kopplats till så kallade recessiva mendelska sjukdomar, inklusive cystisk fibros och Tay-Sachs. Människor som ärver två muterade kopior av den relevanta genen kommer garanterat att utveckla sjukdomen, medan personer med bara en kopia inte kommer att göra det. Dessa sjukdomar slår ofta till tidigt i livet med allvarliga konsekvenser, inklusive allvarliga handikapp och dödsfall. Och medan de individuellt är sällsynta, står de tillsammans för cirka 20 procent av spädbarnsdödligheten.
Att testa blivande föräldrar för dessa mutationer kan hjälpa dem att förebygga eller planera för sjukdomarna. Par som båda är bärare av mutationer i en viss sjukdomsbunden gen kan välja att adoptera, att utföra genetiska tester på in vitro-befruktade embryon, eller att göra prenatala tester och avbryta påverkade graviditeter.
Medan mer än 1 000 gener har kopplats till recessiva mendelska sjukdomar, testar de tester som nu är tillgängliga för blivande föräldrar endast de vanligaste, såsom cystisk fibros, och de erbjuds främst till föräldrar i högriskgrupper. Ashkenazi-judar löper särskild risk att bära på Tay-Sachs-mutationer, till exempel.
Att kunna screena för mer än 400 sällsynta tillstånd är verkligen ett viktigt framsteg, säger Erik Topol , chef för Scripps Translational Science Institute, som inte var involverad i studien. Vi har inget i närheten av det idag.
Det största hindret för bred genetisk screening har varit kostnaden, för den typ av DNA-sekvensering som används i de flesta kliniska diagnostiska tester är mycket dyr. Kingsmore och medarbetare drog fördel av den senaste sekvenseringsteknologin, som kan sekvensera mycket större volymer av DNA snabbare och billigare. Denna teknik har redan förändrat genetisk forskning, men det har gått långsamt att komma in i medicinsk användning.
En stor fråga är om den är tillräckligt robust för att användas i kliniska tester på människor, säger Kingsmore. Enligt hans upptäckter, publicerade i onsdags Vetenskap translationell medicin , svaret är ja. Jämfört med en annan teknologi - mikromatriser utformade för att upptäcka specifika genetiska mutationer - var den sekvenseringsbaserade metoden 99,98 procent korrekt. Och uppföljningstestning av DNA från 100 personer med en känd mutation var 100 procent korrekt. (Kingsmores team fann faktiskt att ett antal av de ursprungliga proverna hade felklassificerats.)
Fördelen med ett sekvenseringsbaserat test framför ett som använder mikroarrayer är att det senare bara kan upptäcka kända mutationer. Sekvensering, å andra sidan, kan upptäcka vilken variation som helst i sjukdomslänkade gener, även om den aldrig har setts tidigare. (För vissa sjukdomar står några få vanliga mutationer för de flesta fall av sjukdomen, men för andra kan många olika typer av mutationer störa den relevanta genen.) Ett omfattande screeningtest som lanserades förra året av en startup som heter Counsyl testar endast för kända mutationer . Det är ett problem, säger Kingsmore, eftersom vi inte har en bra katalog över mutationer för de flesta sjukdomar.
För att utveckla det nya testet modifierade teamet befintlig teknologi för att välja ut relevanta delar av genomet genom att binda sträckor av komplementärt DNA till de intressanta regionerna och dra dem ur en soppa av DNA. Därefter använde de sekvenseringsteknik från Illumina för att analysera det extraherade DNA:t. Sedan de skickade in sin uppsats har forskarna utökat testet för att söka efter mutationer kopplade till mer än 600 olika tillstånd.
Kingsmore säger att testet för närvarande kostar $618 att köra, inte inklusive några kostnader förknippade med kommersialisering. Han förutspår att kostnaden kommer att sjunka de närmaste två åren. Hans institut, en ideell organisation som utvecklade tekniken med finansiering från en patientgrupp, syftar till att erbjuda den för $500, i nivå med nuvarande bärarskärmar.
Snabba framsteg inom sekvensering gör det möjligt att samla in den enorma mängden sekvenseringsinformation till en hanterbar kostnad, säger Arthur beaudet , ordförande för avdelningen för molekylär och mänsklig genetik vid Baylor College of Medicine, som inte var involverad i studien. Och det kommer sannolikt att bli billigare med tiden.
Testet är ännu inte tillgängligt för blivande föräldrar. Forskare börjar nu testa tekniken i kliniska laboratorier, ett nödvändigt steg mot att få den godkänd av Food and Drug Administration. Vi tror att vi kommer att kunna erbjuda det på forskningsbasis sommaren 2011, säger Kingsmore.