Secvențierea întregului genom (WGS): ce este și când se face

Cum se face analiza WGS, pas cu pas

Evaluarea genetică de dinainte de test

Totul începe cu o consultație de genetică medicală. Medicul genetician îți ia istoricul medical și familial, evaluează tabloul clinic, îți explică testul și confirmă dacă WGS e indicat în cazul tău. În urma evaluării, medicul genetician poate recomanda anumite teste genetice pentru diagnostic sau screening genetic; dacă un alt test e mai potrivit decât WGS, ți-l recomandă pe acela, înainte de orice recoltare. E util să aduci dosarul medical, informații despre bolile din familie și rezultatele testelor genetice făcute înainte.

Proba

Pentru genomul fără analiză ARN, proba preferată e sângele, recoltat de obicei într-un centru partener: așa scade riscul să fie nevoie de o nouă recoltare. Se pot folosi și picături de sânge uscat pe un card sau un kit de salivă, care pot veni acasă, prin curier. Laboratorul acceptă și ADN deja extras, dacă extracția s-a făcut într-un laborator calificat. Pentru genomul cu analiză ARN, proba pacientului e sânge, recoltat într-un centru partener: saliva și sângele uscat pe card nu se pot folosi pentru analiza ARN.

Dacă ai făcut un transplant de celule stem sau de măduvă de la un donator, e important să-i spui medicului înainte de recoltare. După un astfel de transplant, sângele poate conține ADN de la donator, așa că proba de sânge poate să nu reflecte ADN-ul tău.

În laborator, de la probă la variante

ADN-ul din probă e citit de mai multe ori: la genomul fără analiză ARN, acoperirea mediană e de 30× pentru genom, adică o porțiune obișnuită a genomului e citită de aproximativ 30 de ori, și de cel puțin 1000× pentru ADN-ul mitocondrial. La genomul cu analiză ARN, acoperirea medie e de 60×. Analiza bioinformatică aliniază apoi fragmentele citite la un genom de referință, ca să se afle din ce parte a genomului vine fiecare, și identifică variantele, adică diferențele față de referință.

Interpretarea variantelor

Variantele găsite sunt interpretate de biologi geneticieni conform ghidurilor Colegiului American de Genetică Medicală și Genomică (ACMG). Ghidul comun al ACMG și al Asociației de Patologie Moleculară (AMP) le clasifică în cinci categorii: patogenă, probabil patogenă, cu semnificație incertă, probabil benignă și benignă. Fiecare variantă se interpretează împreună cu semnele și istoricul familiei.

Cât durează

Pentru genomul de diagnostic fără analiză ARN, rezultatul vine în 20 de zile lucrătoare de la înregistrarea probei în laborator, fie că se testează o persoană, două (duo) sau trei (trio). Pentru genomul cu analiză ARN, rezultatul vine în 15–25 de zile lucrătoare. Pentru genomul de prevenție, rezultatul vine de obicei în 40 de zile lucrătoare.

Ce tipuri de modificări poate găsi WGS

WGS clinic poate detecta mai multe tipuri de variante, de la modificări ale unuia sau mai multor nucleotide până la variante structurale, variante ale ADN-ului mitocondrial și unele expansiuni de repetiții. Ce tipuri intră în raport depinde de tehnologie și de analiză; lista de mai jos este a genomului fără analiză ARN, iar ce caută genomul cu analiză ARN e descris după ea:

• Variante ale unui singur nucleotid (SNV): modificări punctuale, ale unei singure „litere”
• Inserții, deleții și duplicații mici: sub 500 de nucleotide, care pot altera cadrul de citire al unei gene
• Modificări ale numărului de copii (CNV): deleții sau duplicații de fragmente mai mari de ADN, pe care genomul le detectează mai bine decât exomul
• Unele rearanjamente structurale: translocații, inversii, duplicații
• Anomalii cromozomiale: cromozomi lipsă sau în plus, de exemplu o trisomie
• Variante ale ADN-ului mitocondrial: pentru afecțiunile moștenite pe linie maternă, raportate de la un nivel de heteroplasmie (proporția de copii ale ADN-ului mitocondrial care poartă varianta) de 5%
• Unele expansiuni de repetiții: secvențe scurte repetate de prea multe ori, raportate în majoritatea genelor, cu confirmare recomandată printr-o altă metodă

Genomul cu analiză ARN caută variante punctiforme, deleții și duplicații în tot genomul și variante ale ADN-ului mitocondrial, dar și expansiuni de repetiții în 64 de gene și porțiuni de ADN în care ambele copii vin de la același părinte (disomie uniparentală), în regiunile legate de bolile de amprentare genomică (imprinting). Pentru genele analizate care sunt active în sânge, analiza ARN arată și dacă o genă e folosită mai mult sau mai puțin decât de obicei (expresie aberantă), dacă e folosită doar una dintre copiile ei (expresie monoalelică) și dacă porțiunile ei se îmbină greșit (splicing aberant).

Cui îi este recomandată secvențierea genomului

Primul test se alege la consultație și poate fi un test țintit, un panel de gene sau genomul. Genomul poate fi făcut și de primă intenție, pentru a evita testările genetice multiple. Terapiile și intervențiile de care ai nevoie nu așteaptă rezultatul testului: încep cu sau fără un diagnostic genetic, iar căutarea cauzei merge în paralel. Poți citi mai multe detalii pe pagina despre bolile genetice rare.

Copii cu întârziere în dezvoltare, dizabilitate intelectuală sau malformații

La copiii cu întârziere globală de dezvoltare (limbaj, mers, creștere) sau dizabilitate intelectuală, cu malformații prezente de la naștere sau cu tulburări metabolice fără diagnostic, WGS se poate efectua din prima sau după ce testarea genetică țintită nu a identificat un diagnostic genetic. Testul genetic poate explica o cauză a întârzierii, iar întârzierea se constată la evaluarea dezvoltării. Poți citi mai multe detalii în articolul despre întârzierea în dezvoltare la copil și în ghidul pentru părinți despre testul genetic la copil.

Copii cu epilepsie sau cu autism și alte semne

La epilepsie, primul test se stabilește la consultație: poate fi un test țintit, un panel pentru epilepsii sau genomul. Când e nevoie de o analiză extinsă, medicul genetician recomandă de obicei secvențierea întregului genom. La copil, testarea poate începe cu trio sau doar cu copilul, iar alegerea se face împreună cu familia, după consiliere. Poți citi mai multe detalii în articolul despre epilepsie.

Autismul sau tulburarea cu deficit de atenție și hiperactivitate (ADHD) pot fi un motiv de testare atunci când apar împreună cu întârziere de dezvoltare, dizabilitate intelectuală sau trăsături fizice neobișnuite. Testul caută o posibilă cauză genetică, nu pune diagnosticul de autism. Copiii cu tulburare din spectrul autist (TSA) se îndrumă spre intervenție timpurie cu sau fără diagnosticul genetic, iar căutarea cauzei merge în paralel. Poți citi mai multe detalii în articolul despre tulburarea din spectrul autist.

Adulți cu o boală rară fără diagnostic

WGS e indicat și adulților cu suspiciune de boală genetică rară: afecțiuni neurologice sau musculare fără diagnostic clar sau probleme cardiace cu posibilă cauză genetică. La o boală neurologică apărută la vârsta adultă, pasul următor se stabilește la consultație. Trio-ul crește și la adult șansa de diagnostic, dar se face mai rar, mai ales pentru că părinții nu sunt disponibili întotdeauna.

Cancerul ereditar

La cancerul ereditar, dacă testul extins, cu mai multe gene, iese negativ, pasul următor discutat este genomul. Poți citi mai multe detalii pe pagina Test genetic pentru cancere ereditare.

Familii în care se știe deja varianta

WGS ajută și părinții care au deja un copil cu o boală genetică sau familiile în care testele țintite nu au găsit cauza. Când varianta care produce boala e deja cunoscută în familie, rudele fără simptome fac de regulă doar testul țintit pentru acea variantă, de obicei analiza Sanger, după ce persoana afectată a fost testată.

Genom, exom sau panel de gene

Ce citește fiecare test

Un panel analizează doar un grup de gene alese dinainte. Exomul (WES, din engleză Whole Exome Sequencing; vezi analiza WES) citește doar porțiunile genelor care codifică proteine, partea de ADN descrisă mai sus. Genomul citește și regiunile necodante din interiorul genelor sau dintre gene, unde exomul nu ajunge, și detectează mai bine delețiile și duplicațiile mari. Așa, WGS poate înlocui adesea o serie de teste făcute pe rând (panel de gene, microarray, exom) și poate scurta drumul până la diagnostic.

Ce recomandă ghidul ACMG

La copiii cu malformații congenitale, întârziere de dezvoltare sau dizabilitate intelectuală, ghidul din 2021 al Colegiului American de Genetică Medicală și Genomică (ACMG) recomandă cu tărie ca exomul sau genomul să fie luate în considerare ca test de primă sau de a doua intenție. Ghidul pune exomul și genomul pe același loc, iar testul potrivit îl alegi cu medicul genetician, la consultație. O meta-analiză din 2018 ajunge la o concluzie asemănătoare pentru copiii cu suspiciune de boală genetică: genomul sau exomul ar trebui luate în calcul ca test genomic de primă linie.

Rata de diagnostic

În proiectul britanic 100.000 Genomes, la pacienți cu boli rare rămase fără diagnostic după îngrijirea obișnuită, genomul a dus la un diagnostic genetic la 25% dintre pacienții testați și la 35% dintre cei cu o boală probabil monogenică, adică produsă de o singură genă.

Două studii au comparat genomul cu alte teste. Într-un studiu pe 103 copii din clinici pediatrice, genomul a găsit un diagnostic la 41% dintre ei, față de 24% prin testarea convențională, și a găsit toate diagnosticele puse de aceasta (Lionel și colaboratorii, 2018). Printre diagnosticele aduse în plus au fost variante structurale și variante din afara exonilor, pe care exomul nu le detectează. În familiile rămase fără diagnostic după un exom, genomul a pus diagnosticul la 34% dintre ele (13 din 38); chiar și după reanaliza exomului, 19% dintre familiile rămase au avut un diagnostic găsit doar de genom (Ewans și colaboratorii, 2022).

Ce observăm în practica clinică

„Nu orice copil are nevoie de 50 de teste genetice diferite. Ideal este să existe o strategie”, spune dr. Anca Neacșu. De aceea, în practica noastră, medicul genetician alege de obicei direct genomul, nu exomul sau un panel. După un exom negativ, recomandarea e de obicei WGS, de preferat în trio. După un panel negativ, recomandarea e tot WGS, dacă suspiciunea de cauză genetică se menține. Excepțiile sunt testele dedicate pentru modificările pe care genomul nu le vede bine, descrise mai jos, și testul țintit pentru o variantă deja cunoscută în familie.

Trio, duo sau o singură persoană

În trio se testează copilul împreună cu ambii părinți. Comparația cu părinții crește șansa de diagnostic: variantele apărute pentru prima dată la copil (de novo) ies în evidență, iar variantele incerte se pot clasifica mai precis. Trio-ul are întotdeauna o șansă puțin mai mare de diagnostic, iar alegerea se face împreună cu familia, după consiliere.

Duo se alege când ambele persoane sunt afectate similar sau pentru creșterea șansei de diagnostic prin comparația cu o rudă sănătoasă. Se poate începe și doar cu pacientul, iar părinții se testează după, dacă trebuie clarificată o variantă cu semnificație incertă sau dacă rezultatul e negativ. Poți citi mai multe detalii în articolul despre testul genetic trio.

Ce primești după analiza WGS

Genomul fără analiză ARN vine cu patru rapoarte, toate din aceeași probă și din aceeași analiză. Raportul diagnostic principal răspunde la motivul testării; pe celelalte trei le primești dacă le alegi la consimțământ, după discuția cu medicul. La genomul cu analiză ARN, raportul diagnostic integrează ADN-ul și ARN-ul; dacă le alegi la consimțământ, cuprinde și descoperirile incidentale și un raport farmacogenetic. Pentru un copil, părinții aleg după consiliere. Rapoartele laboratorului sunt în limba engleză, iar medicul genetician ți le explică în română, la consultația de după test.

Rezultat pozitiv, negativ sau incert

Rezultatul poate fi pozitiv, negativ sau neconcludent, atunci când se raportează o variantă cu semnificație clinică incertă.

• Pozitiv: s-a găsit o variantă patogenă sau probabil patogenă care explică semnele.
• Negativ: cu metoda folosită nu s-a găsit o cauză genetică interpretabilă. Ce înseamnă asta e descris la limitele testului, mai jos.
• Neconcludent: s-a găsit o variantă cu semnificație incertă (VUS), adică o modificare despre care știința nu știe încă dacă produce boală. Cu timpul, multe VUS sunt reclasificate, majoritatea ca variante probabil benigne.

Descoperiri incidentale (lista ACMG)

Dacă le alegi, se caută și variante din genele pe care Colegiul American de Genetică Medicală și Genomică (ACMG) le consideră importante pentru sănătate chiar dacă nu au legătură cu motivul testării, deoarece pentru bolile respective există măsuri de prevenție sau tratament. ACMG își propune să actualizeze lista anual și o păstrează ca listă minimă. Raportarea lor nu ține locul unui test de diagnostic făcut pentru o indicație clinică, iar WGS nu e un test de screening pentru toate bolile.

Statutul de purtător

La genomul fără analiză ARN, raportul de statut de purtător arată variantele recesive sau X-linkate pe care le porți, de obicei fără să te afecteze, și care pot conta pentru planificarea familială. Afli dacă porți variante pe care le poți transmite copiilor, care e riscul transmiterii și ce teste prenatale sunt potrivite. Pentru cuplurile care plănuiesc o sarcină există și testul de carrier screening, care arată dacă tu și partenerul purtați o variantă pentru o boală recesivă.

Raportul farmacogenetic

Raportul arată cum pot influența genele tale răspunsul la unele medicamente pentru care există ghiduri internaționale. Informația îl ajută pe medicul tău să aleagă medicamentul sau doza. Dacă iei un tratament, orice schimbare pe baza raportului e bine să o faci împreună cu medicul curant. Poți citi mai multe detalii pe pagina testului farmacogenomic.

Copiii și rudele

Conform recomandărilor Societății Europene de Genetică Umană (ESHG) din 2009, testarea predictivă a unui copil fără simptome, pentru o boală care apare la vârsta adultă, e acceptabilă doar dacă măsurile de prevenție pot începe înainte de vârsta adultă. Testarea statutului de purtător la copii e descurajată până când copilul are maturitatea să înțeleagă decizia și poate consimți. În practica noastră urmăm, în linii mari, aceste recomandări, iar decizia pentru fiecare copil se ia la consultație. Pentru rude, pasul obișnuit e testul țintit pentru varianta familiei, descris mai sus.

Ce nu poate arăta WGS

WGS e un test foarte extins, dar are limite pe care e bine să le cunoști înainte să decizi:

• Un rezultat negativ nu exclude o boală genetică. Uneori cauza e într-o genă încă necunoscută sau într-un tip de modificare pe care tehnologia actuală nu îl vede bine.
• Modificările de metilare, adică ale semnalelor chimice care pornesc sau opresc genele, ca în sindroamele Prader-Willi sau Angelman, cer teste dedicate; de exemplu, diagnosticul sindromului Prader-Willi se pune prin analiza metilării.
• Mozaicismul de nivel scăzut, adică modificări prezente doar într-o mică parte dintre celule, rămâne o limită importantă a WGS clinic.
• Unele expansiuni de repetiții. WGS determină greu dimensiunea exactă a unei expansiuni. De aceea sindromul X fragil se testează separat, cu un test dedicat; panelurile, exomul sau genomul ajută aici doar dacă testul dedicat nu găsește o expansiune și suspiciunea rămâne.
• Unele regiuni foarte repetitive și genele cu „copii” aproape identice (pseudogene). Unele gene, de exemplu SMN1 (atrofia musculară spinală) sau genele HBA (alfa-talasemia), sunt greu de analizat prin secvențiere, așa că pentru ele poate fi nevoie de un test separat.
• Anumite rearanjamente echilibrate pot scăpa.
• Variantele prezente doar într-un anumit țesut pot lipsi din proba de sânge. La o suspiciune de boală mitocondrială, uneori e nevoie de analiza altui țesut.
• Analiza ARN vede doar genele active în sânge. Genele care nu sunt folosite în celulele sângelui nu se pot evalua la nivel de ARN; pentru ele, rezultatul se sprijină pe ADN.

Toate testele genetice de diagnostic se interpretează în context clinic. Limitele acestea le parcurgi cu medicul genetician în consultația dinaintea testului, ca să decizi informat.

Ce urmează după rezultat

Consultația de interpretare

La consultația de după test, medicul îți explică pe înțeles ce a găsit analiza, ce înseamnă pentru sănătatea ta, care sunt pașii următori (alte investigații, monitorizări, testări pentru membrii familiei) și, mai ales, dacă sunt necesare anumite terapii. Primești un raport medical pe care îl poți arăta și medicului curant. Dacă rezultatul e pozitiv, poți citi mai multe detalii în articolul despre ce înseamnă un rezultat genetic pozitiv.

Testarea rudelor

Când în familie s-a găsit varianta care produce boala, rudele pot afla dacă o poartă prin testul țintit descris mai sus, fără un genom întreg. În medicină, testarea genetică a familiei se numește testare în cascadă. Poți citi mai multe detalii în articolul despre testarea genetică în cascadă.

Reanaliza datelor brute

Genetica avansează repede: în fiecare an se descriu gene noi legate de boli, iar variante considerate incerte sunt reclasificate pe măsură ce apar dovezi. De aceea datele brute ale unui genom se pot analiza din nou, fără o nouă recoltare, iar reanaliza oferă o șansă nouă la diagnostic. La reanaliză contează și semnele apărute între timp, așa că informațiile clinice și familiale actualizate ajută.

Pentru un genom făcut prin Helixomic, fără analiză ARN, în primele 12 luni după rezultat datele brute pot fi reanalizate de două ori, fără cost suplimentar și fără un test nou; momentul potrivit îl stabilești cu medicul genetician. După aceea, poți cere o reinterpretare a datelor de genom: o analiză nouă și un raport medical nou din datele deja secvențiate. Raportul vine de obicei în 20 de zile lucrătoare de la primirea datelor complete.

Analiza WGS la Helixomic

La Helixomic, un medic genetician preia cazul de la întrebare la rezultat, iar testul e instrumentul lui. Testul se alege după problema ta, din mai multe laboratoare partenere, iar genomul de diagnostic fără analiză ARN se face într-un laborator acreditat ISO 15189 din Germania. Genomul cu analiză ARN se face într-un laborator partener din SUA. Pentru genomul fără analiză ARN, rezultatul vine în 20 de zile lucrătoare de la înregistrarea probei în laborator, iar pentru cel cu analiză ARN, în 15–25 de zile lucrătoare.

În prețul testului intră consultația de după test, interpretarea, raportul medical, kitul de recoltare sau recoltarea probei la un centru și, la genomul fără analiză ARN, două reanalize ale datelor în primele 12 luni. Testul se plătește după consultație, înainte de recoltare sau de trimiterea kitului.

Consultațiile le fac medicii din echipa de genetică medicală Helixomic, fondată de dr. Anca Neacșu. Consultația se poate face online, de pe computer, telefon sau tabletă, iar la ea pot participa și alți membri ai familiei. Pentru un copil recomandăm de obicei consultația față în față, la Clinica Luna din București.

Vezi pachetele WGS și ce include prețul · Programează o consultație de genetică medicală

Următorul pas: vezi pachetele WGS și ce include prețul. Dacă te întrebi dacă genomul e testul potrivit pentru tine sau pentru copilul tău, programează o consultație de genetică medicală. Consultația dinainte de test costă 420 de lei și o plătești după consultație; dacă faci apoi testul prin Helixomic, suma se scade din prețul lui. Consultația de interpretare e inclusă în prețul testului.

Referințe

1. Manickam K, et al. Exome and genome sequencing for pediatric patients with congenital anomalies or intellectual disability: an evidence-based clinical guideline of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG). Genet Med. 2021;23:2029-2037. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34211152/
2. Clark MM, et al. Meta-analysis of the diagnostic and clinical utility of genome and exome sequencing and chromosomal microarray in children with suspected genetic diseases. npj Genom Med. 2018;3:16. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6037748/
3. 100,000 Genomes Project Pilot Investigators (Smedley D, et al.). 100,000 Genomes Pilot on Rare-Disease Diagnosis in Health Care: Preliminary Report. N Engl J Med. 2021;385:1868-1880. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7613219/
4. Lionel AC, et al. Improved diagnostic yield compared with targeted gene sequencing panels suggests a role for whole-genome sequencing as a first-tier genetic test. Genet Med. 2018;20(4):435-443. https://doi.org/10.1038/gim.2017.119
5. Ewans LJ, et al. Whole exome and genome sequencing in mendelian disorders: a diagnostic and health economic analysis. Eur J Hum Genet. 2022;30:1121-1131. https://doi.org/10.1038/s41431-022-01162-2
6. Richards S, et al. Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology. Genet Med. 2015;17:405-424. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25741868/
7. Lee K, et al. ACMG SF v3.3 list for reporting of secondary findings in clinical exome and genome sequencing: a policy statement of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG). Genet Med. 2025;27(8):101454. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12318660/
8. Deignan JL, et al. Points to consider in the reevaluation and reanalysis of genomic test results: a statement of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG). Genet Med. 2019;21:1267-1270. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6559819/
9. Marshall CR, et al. Best practices for the analytical validation of clinical whole-genome sequencing intended for the diagnosis of germline disease. npj Genom Med. 2020;5:47. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7585436/
10. European Society of Human Genetics. Genetic testing in asymptomatic minors: recommendations of the European Society of Human Genetics. Eur J Hum Genet. 2009;17:720-721. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2947109/