Полное экзомное секвенирование "трио" в Израиле

Для наилучших результатов секвенирования экзома требуются образцы «трио»: отца, матери и ребенка

Три фактора влияют на успех секвенирования «тройки»:

• Более точно определяются варианты во всех позициях,
• Лучше определяются варианты в регионах с малым перекрытием,
• Есть возможность напрямую наблюдать наследование вариантов.

Во-первых, повышается точность определения вариантов, поскольку в любой исследуемой позиции представлены 4 независимых аллели, по 2 от каждого родителя, всего 6 раз. На схеме ниже наглядно проиллюстрировано, что аллели А и С наблюдаются как у ребенка, так и у родителей.

Второй фактор, способствующий успеху секвенирования "трио", – это возможность лучше определять варианты в регионах с малым перекрытием. Технологии секвенирования нового поколения позволяют с высокой точностью определять генетические варианты, но для обеспечения высокой чувствительности и специфичности анализа требуется достаточная глубина считывания. Однако секвенирование нескольких членов семьи позволяет определять варианты с субоптимальным размером покрытия по причинам, описанным в первом пункте. Другими словами, мы можем точно определить варианты в регионах, которые недостаточно хорошо перекрываются при WES, таким образом, повысив чувствительность анализа практически без ущерба для специфичности.

Пример гетерозиготных вариантов в 2 из 3 секвенированных образцах семейной тройки представлены на схеме IGV ниже. Глубина покрытия недостаточна для точного определения вариантов ни в одном из образцов, если их рассматривать поодиночке, но в комбинации с данными других членов тройки, в верхнем и нижнем образце удалось верно определить гетерозиготные G>A мутации, а в среднем образце – мутации дикого типа. Все обнаруженные изменения были подтверждены путем секвенирования по методу Сэнгера.

Третье преимущество секвенирования полной тройки – возможность непосредственно наблюдать наследование вариантов. В этом случае варианты de novo (новые) могут быть легко обнаружены по отсутствию у обоих родителей. Сходным образом могут быть исключены гомозиготные варианты, которые также находятся в гомозиготном положении у одного из родителей, и сложные гетерозиготные варианты, при условии, что  каждый родитель (или вариация de novo) повлиял на изменение составного события. Менделевские мутации также легко определяются и могут служить для контроля качества секвенирования. Определение наследуемости генетического варианта упрощает анализ и интерпретацию результатов,  что значительно повышает точность диагностики.

Все перечисленные факторы повышают эффективность секвенирования. Если данные всех трех членов семьи по каким-либо причинам недоступны, наличие образца хотя бы одного из родителей предпочтительно. 

Секвенирование экзома одного родителя повышает достоверность секвенирования на 13 %, а обоих родителей – на 30 %.