Teknologi Genotyping dan Sekuensing

Teknologi genotyping dan sekuensing adalah metode laboratorium yang mendeteksi variasi genetik yang dilaporkan oleh tes farmakogenomik. Teknologi ini berkisar dari pengujian bertarget yang menginterogasi daftar tetap varian yang diketahui hingga sekuensing generasi berikutnya yang membaca untaian DNA basa per basa. Pilihan platform menentukan varian mana yang dapat ditemukan, bagaimana alel yang langka atau kompleks secara struktural ditangani, dan oleh karena itu seberapa lengkap profil farmakogen pasien dapat dikarakterisasi.

Definition

Teknologi genotyping dan sekuensing adalah metode analitis yang digunakan untuk mendeteksi variasi DNA yang diwariskan dalam farmakogen, yang terdiri dari pengujian genotyping bertarget yang menguji varian yang telah ditentukan sebelumnya dan metode sekuensing yang membaca urutan DNA yang mendasari untuk mengidentifikasi varian yang diketahui maupun yang baru.

Scope

Entri ini mencakup kelas-kelas utama teknologi deteksi yang digunakan di laboratorium farmakogenomik: genotyping varian nukleotida tunggal bertarget (array dan pengujian alel-spesifik), dan pendekatan sekuensing termasuk Sanger dan sekuensing generasi berikutnya. Ini menjelaskan mengapa panel genotyping hanya mendeteksi varian yang telah ditentukan sebelumnya sementara sekuensing dapat menemukan varian baru dan kompleks, dan mengapa farmakogen kompleks seperti CYP2D6 menantang setiap platform. Ini adalah deskripsi referensi metode, bukan protokol laboratorium atau panduan pemesanan tes.

Core questions

• Apa perbedaan antara genotyping bertarget dan sekuensing, dan apa yang dideteksi oleh masing-masing?
• Mengapa panel genotyping hanya melaporkan serangkaian varian yang terbatas?
• Bagaimana platform sekuensing menangani varian farmakogen baru atau langka?
• Mengapa gen seperti CYP2D6 sulit untuk diketik secara akurat secara teknis?

Key concepts

• Genotyping bertarget versus sekuensing tidak bertarget
• Array varian nukleotida tunggal
• Sekuensing generasi berikutnya
• Sekuensing Sanger
• Panggilan alel bintang dan diplotipe
• Variasi struktural dan jumlah salinan dalam farmakogen
• Cakupan analitik dan varian yang terlewatkan oleh panel

Mechanisms

Pengujian genotyping bertarget menguji sampel DNA untuk serangkaian posisi varian yang telah ditentukan, biasanya varian nukleotida tunggal yang umum dan terkarakterisasi dengan baik serta perubahan struktural tertentu; pengujian ini cepat dan tidak mahal tetapi hanya melaporkan varian yang dirancang untuk dideteksi. Sekuensing, sebaliknya, membaca urutan nukleotida dari daerah target, sehingga dapat mengidentifikasi varian yang sudah mapan maupun yang belum pernah diamati sebelumnya, termasuk alel langka yang diabaikan oleh panel bertarget (Tafazoli et al., 2021; Roden, 2019). Varian yang terdeteksi dipetakan ke definisi alel bintang standar dan digabungkan menjadi diplotipe; Konsorsium Variasi Farmakogen memelihara definisi alel referensi yang membuat pemetaan ini konsisten di seluruh laboratorium (Gaedigk et al., 2017; Gaedigk et al., 2021). Gen yang sangat polimorfik dan bervariasi secara struktural seperti CYP2D6, yang dapat membawa delesi, duplikasi, dan alel hibrida, tetap menuntut secara teknis untuk setiap platform.

Clinical relevance

Platform yang digunakan laboratorium membentuk klaim hasil farmakogenomik: hasil genotyping bertarget yang normal hanya berarti bahwa varian yang diuji tidak ada, bukan berarti gen tersebut bebas dari semua variasi. Mengenali perbedaan ini adalah bagian dari penilaian laporan farmakogenomik. Entri ini menjelaskan bagaimana variasi dideteksi dan bukan merupakan panduan untuk memilih, memesan, atau bertindak berdasarkan tes tertentu.

Evidence & guidelines

Definisi alel referensi yang digunakan untuk menginterpretasikan keluaran genotyping dan sekuensing dikurasi oleh Konsorsium Variasi Farmakogen, yang menstandardisasi nomenklatur alel bintang di seluruh farmakogen (Gaedigk et al., 2017; Gaedigk et al., 2021). Tinjauan sekuensing generasi berikutnya dalam farmakogenomik klinis menjelaskan cakupan komparatif dan keterbatasan platform (Tafazoli et al., 2021). Ini adalah referensi metodologis daripada standar perawatan preskriptif.

History

Deteksi farmakogenomik dimulai dengan pengujian gen tunggal dan sekuensing Sanger, kemudian diperluas dengan array varian nukleotida tunggal berkapasitas tinggi yang memungkinkan banyak varian untuk diketik sekaligus. Kedatangan sekuensing generasi berikutnya memungkinkan untuk membaca seluruh farmakogen dan menemukan alel langka dan baru, menggeser bidang dari hanya menguji varian umum yang diketahui menuju karakterisasi yang lebih lengkap (Tafazoli et al., 2021; Roden, 2019). Secara paralel, konsolidasi nomenklatur alel di bawah Konsorsium Variasi Farmakogen memberikan bidang ini referensi umum untuk menamai apa yang dideteksi oleh teknologi ini (Gaedigk et al., 2017).

Debates

Genotyping bertarget versus sekuensing untuk pengujian klinis

Panel bertarget lebih murah dan lebih cepat tetapi melewatkan varian langka dan baru, sementara sekuensing lebih lengkap tetapi lebih mahal dan lebih kompleks untuk diinterpretasikan; keseimbangan yang tepat untuk pengujian farmakogenomik rutin masih diperdebatkan.

Key figures

• Andrea Gaedigk
• Magnus Ingelman-Sundberg
• Teri E. Klein
• Dan M. Roden

Seminal works

• gaedigk-2017
• tafazoli-2021
• roden-2019

Frequently asked questions

Apakah hasil genotyping normal berarti pasien tidak memiliki varian yang relevan?

Belum tentu. Genotyping bertarget hanya mendeteksi varian spesifik yang dirancang untuk diuji, sehingga hasil normal menyingkirkan varian tersebut tetapi tidak dapat mengecualikan varian langka atau baru yang hanya akan ditemukan oleh sekuensing.

Mengapa CYP2D6 dianggap sulit untuk di-genotipe?

CYP2D6 sangat polimorfik dan rentan terhadap perubahan struktural seperti delesi gen, duplikasi, dan alel hibrida, yang secara teknis sulit dideteksi dan diselesaikan secara akurat pada banyak platform.