نسل جدید تعیین توالی « NGS» چه کمکی به سلامت جنین می کند؟
نسل جدید تعیین توالی DNA یا توالییابی نسل بعدی (NGS)، فناوری پیشرفته‌ای است که توانسته انقلابی در زمینه‌های مختلف از جمله تعیین سلامت جنین، ایجاد کند. با توجه به پیچیدگی‌های رشد جنینی و تاثیر مستقیم ناهنجاری‌ها بر مرگ و میر، نیاز به وجود ابزارهای دقیق‌تر برای شناسایی این ناهنجاری‌ها همواره احساس می‌شود. در این راستا، فناوری NGS با توانایی بالای خود در تحلیل همزمان هزاران ژن، امکان بررسی دقیق‌تر ناهنجاری‌های ژنتیکی جنینی را فراهم آورده است. استفاده از NGS در مسیرهای بالینی، با تشخیص اختلالات ژنتیکی، به پزشکان این امکان را می‌دهد تا با تحلیل دقیق‌تر داده‌های ژنتیکی، تصمیم‌گیری‌های آگاهانه‌تری درباره ادامه یا خاتمه بارداری، نوع مراقبت‌های دوران بارداری و آماده‌سازی برای اقدامات درمانی پس از تولد داشته باشند. البته این روش باید تحت نظر متخصصان ژنتیک، پریناتولوژیست ها، پزشکان متخصص زنان و زایمان، مشاوران ژنتیک و تیم‌های بیوانفورماتیک انجام شود. در ادامه به بررسی دقیق‌تر این روش، کاربردها و مزایای آن می‌پردازیم.
توالییابی نسل بعدی چیست؟
توالییابی نسل بعدی یا NGS (Next Generation Sequencing)، یک فناوری پیشرفته در حوزه ژنتیک مولکولی است که امکان تعیین توالی DNA و RNA را با دقت، سرعت و حجم بسیار بالا فراهم می‌کند. برخلاف روشهای سنتی که توان پردازشی محدودی داشتند، NGS قادر است همزمان میلیون‌ها قطعه ژنتیکی را بررسی کرده و اطلاعات گسترده‌ای از ژنوم یا بخش‌های خاصی از آن به دست آورد.
این فناوری مسیر تحقیقاتی جدیدی را پیش روی دانشمندان قرار داده است. با استفاده از NGS، آزمایشگاه‌ها می‌توانند مطالعات گسترده‌ای در زمینه‌های مختلفی چون ژنتیک انسانی، سرطان‌شناسی، پزشکی شخص محور، میکروبیوم، بیماری‌های عفونی و داروسازی انجام دهند. همچنین قابلیت توالییابی همزمان در این تکنولوژی، امکان شناسایی تغییرات ژنتیکی، چگونگی بیان ژن‌ها و بررسی تنوع زیستی را با دقتی زیاد فراهم می‌سازد.
از آنجا که سوالات امروزی در حوزه ژنومیک پیچیده‌تر و گسترده‌تر از گذشته شده‌اند، روشهای سنتی پاسخگوی نیازهای پژوهشی نبودند. NGS این خلأ را پر کرده و اکنون به ابزاری حیاتی در تحقیقات زیست‌پزشکی و تشخیص‌های مولکولی تبدیل شده است. با پیشرفت این فناوری، آینده‌ای دقیق‌تر و شخصی‌سازی‌شده‌تر برای پزشکی و درمان پیش‌بینی می‌شود.
کاربردهای NGS
روش NGS با استفاده از روشهای جدید در آماده‌سازی نمونه‌ها و تحلیل اطلاعات، کاربردهای زیادی دارد. مهم‌ترین آن‌ها شامل موارد زیر است:
· بررسی میکروب‌های بدن انسان (میکروبیوم)
· شناسایی عوامل بیماری‌زای جدید (پاتوژن‌ها)
· بررسی دقیق بخش‌های خاصی از DNA با دقت بالا
· استفاده از تست‌های تشخیصی برای مدیریت بهتر بارداری
· تعیین سریع و کامل ترتیب ژن‌ها در موجودات مختلف (توالییابی ژنوم)
· مطالعه تغییرات شیمیایی DNA (اپی‌ژنتیک) مانند بررسی متیلاسیون DNA و چگونگی تعامل بین DNA و پروتئین‌ها
· تحلیل DNA تومورها برای پیدا کردن جهش‌های نادر، شناسایی انواع مختلف سلول‌های تومور و بررسی ویژگی‌های مرتبط با سرطان
· تشخیص زودهنگام اختلالات ژنتیکی و کروموزومی با استفاده از روش‌هایی مثل CMA (ریزآرایه کروموزومی) و توالییابی نسل بعدی (NGS) برای تشخیص اختلالات ژنتیکی که می‌توانند سلامت جنین را به خطر بیندازند.
مزایای استفاده از NGS در دوران بارداری
مزایای استفاده از روش NGS (Next Generation Sequencing) در دوران بارداری عبارتند از:
- توانایی تشخیص طیف وسیعی از اختلالات ژنتیکی پیشرفته: NGS قادر به شناسایی اختلالات پیچیده‌ای نظیر موزائیسم است که ممکن است با روشهای دیگر قابل تشخیص نباشد. علاوه بر این، این تکنولوژی به طور همزمان عدم تعادل‌های ساختاری در تمامی کروموزوم‌ها، شامل جابجایی‌ها، وارونگی‌ها و حذف‌ها را شناسایی می‌کند و بدین ترتیب دید جامع‌تری از وضعیت ژنتیکی جنین ارائه می‌دهد.
- امکانات تحلیل پیشرفته برای ارزیابی سلامت جنین: روش NGS امکان انجام تحلیل‌های نوینی مانند "میتوسکورینگ" یا امتیازدهی به عملکرد میتوکندری جنین را فراهم می‌آورد. این قابلیت می‌تواند در انتخاب جنین‌هایی با پتانسیل بالاتر برای لانه‌گزینی موفق و در نتیجه، افزایش شانس بارداری سالم مؤثر باشد.
- نقش کلیدی در افزایش احتمال تولد نوزاد سالم: با تشخیص دقیق و زودهنگام ناهنجاری‌های کروموزومی، استفاده از NGS می‌تواند به طور چشمگیری احتمال سقط جنین ناشی از این اختلالات را کاهش دهد. این امر به نوبه خود منجر به کاهش مدت زمان انتظار برای بارداری موفق و داشتن نوزاد سالم برای والدین خواهد شد.
- مزایای فنی و کاربردی روش NGS: علاوه بر دقت و دامنه تشخیص گسترده، NGS طیف وسیع‌تری از جهش‌های ژنتیکی را نسبت به روش سنتی سنگر شناسایی می‌کند. این روش قادر به تشخیص تغییرات کوچک در بازهای DNA، درج و حذف‌های کوچک، و حذف‌های بزرگ ژنومی و بازآرایی‌های کروموزومی (با روشهای خاصی) است، در حالی که روش سنگر عمدتاً به تشخیص تغییرات کوچک و فقط در یک قطعه کوچک از DNA محدود می‌شود. همچنین، NGS نیاز به روشهای تکمیلی مانند FISH و CGH را برای تشخیص برخی از این تغییرات برطرف کرده و امکان بررسی جامع تنوع ژنومی در یک آزمایش واحد را فراهم می‌سازد. سهولت آماده‌سازی نمونه، هزینه و زمان کمتر مورد نیاز برای انجام آزمایش و عدم نیاز به تکثیر DNA در باکتری‌ها از دیگر مزایای قابل توجه این روش پیشرفته به شمار می‌رود.
در چه زمانی انجام آزمایش NGS توصیه می‌شود؟
مواردی که NGS قبل از تولد (Prenatal NGS) توصیه می‌شود، عبارتند از:
1. سقط مکرر یا سابقه فرزند مبتلا به بیماری ژنتیکی: در این موارد برای بررسی دقیق ژنتیک جنین و یافتن علل مولکولی ناهنجاری، NGS کاربرد دارد.
2. سابقه خانوادگی بیماری ژنتیکی خاص: اگر فردی در خانواده و خویشاوندان مبتلا به بیماری خاصی باشد که احتمال ناقلی در زوج و خطر ابتلای فرزندانشان به آن بیماری وجود داشته باشد، در قدم اول بررسی فرد مبتلا به روش NGS و تشخیص جهش بیماری زا، به بررسی زوج از نظر ناقلی آن جهش بیماری زا کمک می کند.
3. والدین ناقل یا مشکوک به ناقل بودن یک بیماری ژنتیکی باشند: اگر والدین ناقل یا مشکوک به ناقل بودن یک بیماری ژنتیکی (مثل SMA، تالاسمی، CF، یا بیماری‌های متابولیک) باشند، از NGS برای بررسی دقیق‌تر استفاده می‌شود.
4. والدین ازدواج خویشاوندی داشته باشند: با توجه به اینکه خطر ابتلای فرزندان به بیماری های ژنتیکی با توارث اتوزومال مغلوب در ازدواج های خویشاوندی بیشتر از ازدواج های غریبه است، NGS می تواند وجود جهش های بیماری زا در زوجین را حتی در صورتی که سابقه ابتلای به آن بیماری در خانواده و خویشاوندان وجود نداشته باشد، نشان دهد.
5. یافته‌های غیرطبیعی در سونوگرافی جنین: اگر در سونوگرافی جنینی، ناهنجاری‌های ساختاری یا چند سیستمی مشاهده شود و علت مشخص نباشد، NGS (مانند Whole Exome Sequencing یا panelهای ژنی) می‌تواند به تشخیص بیماری کمک کند.
6. مواردی که آزمایش‌های غربالگری اولیه (مانند NIPT) نتایج مشکوک داشته باشد: اگر در غربالگری غیر تهاجمی (مثل NIPT)، احتمال بالایی برای یک اختلال کروموزومی یا ژنتیکی دیده شود، ممکن است NGS روی نمونه مایع آمنیوتیک یا CVS انجام شود.
جمع بندی
فناوری توالییابی نسل جدید (NGS) نقش بسیار مهمی در ارتقای سلامت نسل آینده ایفا می‌کند. این تکنولوژی با امکان شناسایی دقیق جهش‌های ژنتیکی، تشخیص زودهنگام بیماری‌های ارثی و ارزیابی ریسک ابتلا به بسیاری از اختلالات را فراهم می‌سازد. بهره‌گیری از NGS در برنامه‌ریزی‌های پیش از تولد، تشخیص پیش‌از‌لانه‌گزینی و نیز پایش بیماری‌های مزمن، ابزار قدرتمندی در جهت پیشگیری و مدیریت بهتر سلامت افراد و جامعه در اختیار پزشکان قرار داده است. با این حال، اهمیت مشاوره با مشاور ژنتیک یا متخصص ژنتیک پیش از انجام تست‌های ژنتیکی به‌ویژه NGS، موضوعی مهم است که باید حتماً به آن توجه شود. مشاور ژنتیک می‌تواند با ارزیابی سابقه خانوادگی و تفسیر صحیح نتایج، از بروز نگرانی‌های بی‌مورد یا برداشت‌های نادرست جلوگیری کند. همچنین جلسه مشاوره ژنتیک به افراد کمک می‌کند تا تصمیمات آگاهانه‌تری در زمینه فرزندآوری، درمان و مدیریت بیماری‌های ژنتیکی اتخاذ کنند، که در نهایت منجر به سلامت روانی و جسمی بهتر خانواده‌ها و نسل‌های آینده خواهد شد.
