Секвенирование по Сэнгеру или NGS для выбора правильного анализа

Выбор между секвенированием по Сэнгеру и NGS (секвенированием нового поколения) — это не вопрос о том, какой метод «лучше», а о том, какой из них является правильным инструментом для конкретной клинической задачи. Оба метода направлены на прочтение последовательности ДНК, но делают это с разной скоростью, масштабом и, соответственно, для разных целей. Понимание их ключевых отличий помогает врачу-генетику назначить наиболее информативное исследование, а пациенту — осознанно подойти к процессу диагностики.

Что такое секвенирование по Сэнгеру и когда его применяют

Секвенирование по Сэнгеру — это классический, проверенный временем метод «побуквенного» прочтения небольшого участка ДНК. Его можно сравнить с тщательным изучением одного конкретного слова или предложения в огромной книге. Этот метод считается «золотым стандартом» точности для анализа коротких фрагментов генетического кода.

Основная сила метода Сэнгера заключается в его высокой точности и надежности при работе с заранее определенной областью генома. Он не предназначен для поиска неизвестных мутаций вслепую по всему геному, так как это было бы чрезвычайно долго и дорого. Процесс направлен на прицельное исследование.

Его применение оправдано в следующих ситуациях:

• Подтверждение конкретной мутации. Если другой, более масштабный тест, например NGS, обнаружил потенциально значимый вариант, его обязательно подтверждают с помощью секвенирования по Сэнгеру. Это необходимо для окончательной верификации диагноза.
• Поиск известной семейной мутации. Когда в семье уже известно заболевание, вызванное конкретной мутацией (например, у родителей или братьев и сестер), для обследования других членов семьи используется именно этот прицельный метод.
• Диагностика моногенных заболеваний. Если клиническая картина пациента почти однозначно указывает на заболевание, вызываемое мутациями в одном небольшом гене, врач может назначить его секвенирование по Сэнгеру.

Секвенирование нового поколения (NGS): возможности и сферы применения

Секвенирование нового поколения, или NGS, — это собирательное название для группы высокопроизводительных технологий, которые позволяют одновременно «прочитать» миллионы и даже миллиарды фрагментов ДНК. Если продолжать аналогию с книгой, то NGS — это как сделать цифровые снимки всех страниц библиотеки сразу, а затем с помощью мощного компьютера собрать их воедино и найти все опечатки.

Главное преимущество NGS — это масштаб. Этот подход позволяет анализировать большие объемы генетической информации за относительно короткое время. Он стал революцией в диагностике сложных и редких заболеваний, где причина могла скрываться в одном из тысяч генов.

В зависимости от задачи, секвенирование нового поколения может проводиться в нескольких форматах:

• Таргетные панели. Анализируется заранее определенный набор генов (от нескольких десятков до сотен), связанных с конкретной группой заболеваний (например, панель генов при эпилепсии, наследственных заболеваниях сердца).
• Секвенирование экзома (WES). Анализируются все кодирующие участки генов (экзоны), которые составляют около 1–2% всего генома, но содержат до 85% известных мутаций, приводящих к заболеваниям.
• Секвенирование генома (WGS). Проводится «прочтение» всей последовательности ДНК человека, включая как кодирующие, так и некодирующие области. Это наиболее полный генетический анализ на сегодняшний день.

Таким образом, NGS незаменим, когда диагностический поиск затруднен, симптомы неспецифичны или есть подозрение на заболевание, которое может быть вызвано мутациями в большом количестве разных генов.

Ключевые различия: NGS и секвенирование по Сэнгеру

Чтобы окончательно понять, в чем разница между этими двумя подходами, полезно сравнить их по основным параметрам. Выбор всегда зависит от клинической цели исследования, а не от технологического превосходства одного метода над другим.

Вот сравнительная таблица, которая наглядно демонстрирует отличия:

Как врач принимает решение о выборе метода анализа

Решение о назначении того или иного вида секвенирования принимает врач-генетик на основе комплексной оценки состояния пациента. Это не произвольный выбор, а взвешенный процесс, учитывающий множество факторов. Пациенту важно понимать эту логику, чтобы не сомневаться в назначенном исследовании.

Вот ключевые моменты, на которые ориентируется специалист:

1. Клиническая картина. Насколько специфичны симптомы? Если все признаки указывают на конкретное, хорошо изученное заболевание (например, муковисцидоз), врач может сразу назначить прицельный анализ гена CFTR методом по Сэнгеру. Если же у пациента сложный комплекс симптомов, затрагивающий несколько систем органов, предпочтение будет отдано NGS.
2. Семейный анамнез. Наличие в семье подтвержденного генетического диагноза является прямым показанием к таргетному анализу по Сэнгеру для поиска этой же мутации у родственников.
3. Результаты предыдущих обследований. Если стандартные анализы не дали ответа, а состояние пациента прогрессирует, это повод для проведения широкого генетического поиска с помощью секвенирования экзома или генома.
4. Срочность. В некоторых клинических ситуациях, например в неонатологии, быстрый поиск причины заболевания критически важен. Технологии NGS позволяют провести полноэкзомное секвенирование в сжатые сроки.

Могут ли методы использоваться вместе

Да, и это очень распространенная практика в современной генетической диагностике. Секвенирование по Сэнгеру и NGS не столько конкурируют, сколько дополняют друг друга, создавая надежную двухэтапную систему диагностики.

Типичный сценарий выглядит так: сначала проводится широкое исследование методом NGS (например, секвенирование клинического экзома). В результате анализа данных обнаруживается один или несколько вариантов в генах, которые могут быть причиной заболевания у пациента. Однако чтобы выдать официальное медицинское заключение и поставить окончательный диагноз, эту находку необходимо перепроверить. Для этого из ДНК пациента выделяют именно тот участок, где NGS нашел мутацию, и «перечитывают» его с помощью метода Сэнгера. Если секвенирование по Сэнгеру подтверждает наличие мутации, диагноз считается верифицированным. Этот процесс гарантирует максимальную точность и исключает возможные артефакты, присущие высокопроизводительным методам.

Что важно знать пациенту перед генетическим тестированием

Подготовка к генетическому анализу — это не только сдача биологического материала. Это еще и информационная, и психологическая подготовка. Понимание некоторых аспектов поможет снизить тревогу и правильно интерпретировать результаты вместе с врачом.

Прежде всего, перед любым масштабным NGS-исследованием (особенно секвенированием экзома или генома) необходимо пройти медико-генетическое консультирование. Врач объяснит возможности и ограничения метода. Одним из важных моментов является обсуждение так называемых «случайных находок». Это информация о генетических вариантах, не связанных с основным заболеванием, но которые могут указывать на риск других состояний в будущем (например, предрасположенность к онкологическим или сердечно-сосудистым заболеваниям). Пациент имеет право заранее решить, хочет ли он получать такую информацию.

Также важно понимать, что отрицательный результат (когда мутаций не найдено) не всегда означает отсутствие генетического заболевания. Причина может крыться в типах мутаций, которые плохо определяются данным методом, или в генах, еще не известных науке. Диагностический поиск — это иногда долгий путь, и один анализ может стать лишь одним из его этапов.

Список литературы

1. Гинтер Е.К. Медицинская генетика: Учебник. — М.: Медицина, 2003. — 448 с.
2. Бочков Н.П. Клиническая генетика: Учебник. 4-е изд., доп. и перераб. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. — 592 с.
3. Nussbaum R.L., McInnes R.R., Willard H.F. Thompson & Thompson Genetics in Medicine. 8th ed. — Elsevier, 2016. — 544 p.
4. Turnpenny P., Ellard S. Emery's Elements of Medical Genetics. 15th ed. — Elsevier, 2017. — 440 p.
5. Rehm H.L., Bale S.J., Bayrak-Toydemir P., et al. ACMG clinical laboratory standards for next-generation sequencing. // Genetics in Medicine. — 2013. — Vol. 15(9). — P. 733–747.