การวิเคราะห์และการแปลผลการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม
การวิเคราะห์และการแปลผลการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมเป็นสาขาหนึ่งของพยาธิวิทยาโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในลำดับดีเอ็นเอและปริมาณ และจากนั้นตัดสินว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นมีความหมายอย่างไร — ไม่ว่าตัวแปรนั้นจะเป็นก่อโรค ไม่เป็นอันตราย หรือมีความสำคัญที่ไม่แน่นอน และไม่ว่าจะเป็นการถ่ายทอดทางพันธุกรรมหรือได้มาภายหลัง ซึ่งเชื่อมโยงผลลัพธ์ทางเทคนิคของการจัดลำดับและการทดสอบทางจีโนมเข้ากับการตัดสินเชิงโครงสร้างที่ถ่วงน้ำหนักด้วยหลักฐานเกี่ยวกับความสำคัญทางชีววิทยาและทางคลินิก
Definition
การวิเคราะห์และการแปลผลการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมคือการตรวจจับอย่างเป็นระบบและการจัดประเภทตามหลักฐานของลำดับดีเอ็นเอและตัวแปรโครงสร้าง โดยกำหนดให้แต่ละตัวแปรอยู่ในหมวดหมู่ความสำคัญ (เช่น ก่อโรค, น่าจะก่อโรค, ไม่แน่นอน, น่าจะไม่เป็นอันตราย, ไม่เป็นอันตราย) โดยใช้หลักฐานจากประชากร, การคำนวณ, การทำงาน, และการแยกตัว
Scope
สาขานี้จะนำผู้อ่านไปสู่ปัญหาหลักในการตีความ: การจัดประเภทตัวแปรตามกรอบมาตรฐาน, กลไก (การสูญเสียเทียบกับการเพิ่มขึ้นของหน้าที่) มีผลต่อการตีความอย่างไร, การเปลี่ยนแปลงจำนวนสำเนาขนาดใหญ่และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างได้รับการจัดการอย่างไร, การประเมินตัวแปรในการต่อเชื่อมและบริเวณควบคุมอย่างไร, และการแยกแยะตัวแปรโซมาติก (ที่ได้มาภายหลัง) ออกจากตัวแปรเจิร์มไลน์ (ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม) อย่างไร โดยเป็นภาพรวมอ้างอิง; สาระสำคัญโดยละเอียดอยู่ในรายการหัวข้อด้านล่าง
Sub-topics
Core questions
- การเปลี่ยนแปลงดีเอ็นเอมีกี่ประเภท และตรวจจับและอธิบายได้อย่างไรในลักษณะที่เป็นมาตรฐาน?
- ความสำคัญทางคลินิกหรือทางชีววิทยาของตัวแปรถูกกำหนดได้อย่างไรจากหลักฐานที่หลากหลาย?
- กลไกโมเลกุลของตัวแปรมีผลต่อการตีความอย่างไร?
- ตัวแปรที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม (germline) และที่ได้มาภายหลัง (somatic) แตกต่างกันอย่างไร และเหตุใดความแตกต่างนี้จึงสำคัญ?
Key concepts
- ตัวแปรของลำดับ
- การจัดประเภทความก่อโรค
- ตัวแปรที่มีความสำคัญไม่แน่นอน
- การสูญเสียหน้าที่และการเพิ่มขึ้นของหน้าที่
- การเปลี่ยนแปลงจำนวนสำเนาและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง
- ต้นกำเนิดโซมาติกเทียบกับเจิร์มไลน์
- การประเมินตัวแปรตามหลักฐาน
Mechanisms
การตีความดำเนินไปโดยการรวบรวมหลักฐานหลายสายที่บางส่วนเป็นอิสระต่อกันเกี่ยวกับตัวแปร และนำมารวมกันเป็นหมวดหมู่ ฐานข้อมูลความถี่ประชากรบ่งชี้ว่าตัวแปรนั้นพบบ่อยเกินไปที่จะทำให้เกิดโรคหายากหรือไม่; ตัวทำนายเชิงคำนวณประมาณผลกระทบต่อโปรตีนหรือการต่อเชื่อม; การศึกษาเชิงหน้าที่ทดสอบผลลัพธ์จากการทดลอง; และการแยกตัวในครอบครัวเชื่อมโยงตัวแปรกับฟีโนไทป์ กรอบการทำงาน ACMG/AMP สำหรับตัวแปรเจิร์มไลน์ และกรอบการทำงาน AMP/ASCO/CAP สำหรับตัวแปรโซมาติก กำหนดวิธีการถ่วงน้ำหนักหลักฐานเหล่านี้ในการจัดประเภทขั้นสุดท้าย กลไกมีความสำคัญตลอด: การเปลี่ยนแปลงเฟรมในยีนที่ทำงานผ่านภาวะแฮปโลอินซัฟฟิเชียนซี (haploinsufficiency) ถูกตีความแตกต่างจากการเปลี่ยนแปลงมิสเซนส์ในยีนก่อมะเร็งที่ทำงานผ่านการกระตุ้น ดังที่สรุปไว้ในการทบทวนการจัดลำดับความสำคัญของตัวแปรและจีโนมมะเร็ง
Clinical relevance
การแปลผลตัวแปรเป็นรากฐานสำคัญของเวชศาสตร์จีโนมส่วนใหญ่ ตั้งแต่การวินิจฉัยโรคเมนเดลไปจนถึงการจำแนกลักษณะของเนื้องอก และการอ่านรายงานการแปลผลอย่างมีวิจารณญาณเป็นส่วนหนึ่งของการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการและทางคลินิก สาขานี้อธิบายว่าความสำคัญได้รับการให้เหตุผลและรายงานอย่างไร; อธิบายตรรกะของกรอบการจัดประเภทและไม่ใช่สิ่งทดแทนสำหรับการให้คำปรึกษาทางพันธุกรรมเฉพาะบุคคลหรือการตัดสินใจในการรักษา
Evidence & guidelines
กรอบการทำงานที่เป็นเอกฉันท์สองชุดเป็นหลักปฏิบัติ: มาตรฐาน ACMG/AMP ปี 2015 สำหรับตัวแปรลำดับเจิร์มไลน์ (Richards et al., 2015) และมาตรฐาน AMP/ASCO/CAP ปี 2017 สำหรับตัวแปรโซมาติกในมะเร็ง (Li et al., 2017) การทบทวนระเบียบวิธีวิจัยอธิบายว่าหลักฐานเชิงคำนวณและประชากรมีส่วนในการจัดลำดับความสำคัญของตัวแปรอย่างไร (Eilbeck et al., 2017) และการสำรวจภูมิทัศน์จีโนมมะเร็งเป็นกรอบการตีความด้านโซมาติก (Vogelstein et al., 2013)
History
การแปลผลตัวแปรพัฒนาขึ้นเมื่อการจัดลำดับขยายขนาดจากยีนเดี่ยวไปสู่เอ็กโซมและจีโนม การตัดสินใจเฉพาะหน้าในยุคแรกเริ่มได้เปลี่ยนไปเป็นเกณฑ์ที่มีโครงสร้าง ซึ่งได้รับการรวบรวมสำหรับตัวแปรเจิร์มไลน์ในแนวทาง ACMG/AMP ปี 2015 และสำหรับมะเร็งในแนวทาง AMP/ASCO/CAP ปี 2017 ฐานข้อมูลประชากรขนาดใหญ่และตัวทำนายเชิงคำนวณได้เสริมสร้างฐานหลักฐานสำหรับกรอบการทำงานเหล่านี้อย่างต่อเนื่อง
Related topics
Seminal works
- richards-2015
- li-2017
- vogelstein-2013
Frequently asked questions
- การแปลผลตัวแปรทางพันธุกรรมหมายความว่าอย่างไร?
- หมายถึงการรวมหลักฐาน — ความถี่ในประชากร, การทำนายด้วยคอมพิวเตอร์, ข้อมูลการทำงาน, และรูปแบบการถ่ายทอด — เพื่อตัดสินว่าการเปลี่ยนแปลงดีเอ็นเอน่าจะก่อให้เกิดโรค, ไม่เป็นอันตราย, หรือยังไม่สามารถจัดประเภทได้
- เหตุใดตัวแปรจำนวนมากจึงถูกระบุว่า 'มีความสำคัญไม่แน่นอน'?
- เมื่อหลักฐานที่มีอยู่ไม่เพียงพอหรือขัดแย้งกัน กรอบการจัดประเภทจะจัดตัวแปรนั้นไว้ในหมวดหมู่ที่ไม่แน่นอนโดยเจตนา แทนที่จะระบุว่าเป็นก่อโรคหรือไม่เป็นอันตรายเกินจริง; การจัดประเภทใหม่สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีหลักฐานเพิ่มเติมสะสมมากขึ้น