Lợi ích của chẩn đoán phân tử

Tiền sản

Thử nghiệm trước khi sinh truyền thống đối với các bất thường nhiễm sắc thể như hội chứng Down phụ thuộc vào việc phân tích số lượng và sự xuất hiện của nhiễm sắc thể các xét nghiệm chẩn đoán phân tử. của năm 2013, nó vẫn là một công cụ bổ trợ cho thử nghiệm truyền thống.

Sự đối đãi

Một vài đa hình đơn nucleotide ở bệnh nhân sự khác biệt nhỏ trong DNA của họ có thể giúp dự đoán chúng chuyển hóa nhanh như thế nào một loại thuốc cụ thể; Điều này được gọi là dược động học. Ví dụ, enzyme CYP2C19 chuyển hóa một số loại thuốc, chẳng hạn như clopidogrel chống đông máu, thành các dạng hoạt động của chúng. Một số bệnh nhân có đa hình ở các vị trí cụ thể trong gen 2C19 gây ra sự chuyển hóa kém của các loại thuốc này; Các bác sĩ có thể kiểm tra các đa hình này và xác định xem thuốc có hiệu quả hoàn toàn ở bệnh nhân đó hay không. Các phân nhóm (như nhiễm trùng và ung thư) hoặc phân tích di truyền các bệnh có thành phần di truyền, chẳng hạn như hội chứng bạc-Russell.

Bệnh truyền nhiễm

Chẩn đoán phân tử được sử dụng để xác định các bệnh truyền nhiễm như virus cúm Chlamydia và bệnh lao hoặc các chủng cụ thể như virus H1N1 hoặc SARS-CoV-2.gene nhận dạng có thể nhanh chóng; Ví dụ, các xét nghiệm khuếch đại đẳng nhiệt qua trung gian Loop có thể chẩn đoán ký sinh trùng sốt rét và đủ mạnh cho các nước đang phát triển. Nhưng mặc dù những tiến bộ trong phân tích bộ gen này, vào năm 2013, nhiễm trùng vẫn thường được xác định bằng các phương tiện khác của protein, phage hoặc sắc ký. Chẩn đoán phân tử cũng được sử dụng để hiểu một chủng mầm bệnh cụ thể, ví dụ bằng cách phát hiện các gen kháng nào mà nó sở hữu và do đó, các phương pháp điều trị nào cần tránh.Furthermore, các phân tích dựa trên trình tự thế hệ tiếp theo metagenomic có thể được thực hiện để xác định các sinh vật gây bệnh.

Quản lý rủi ro bệnh tật

Bộ gen của một bệnh nhân có thể chứa các đột biến di truyền hoặc ngẫu nhiên ảnh hưởng đến khả năng phát triển bệnh trong tương lai. Ví dụ, hội chứng Lynch là một rối loạn di truyền khiến bệnh nhân mắc bệnh ung thư đại trực tràng và các bệnh ung thư khác; Phát hiện sớm có thể dẫn đến theo dõi chặt chẽ, giúp cải thiện cơ hội của bệnh nhân về kết quả tốt. Rủi ro mạch máu được chỉ định bởi dấu ấn sinh học, và sàng lọc có thể đo lường nguy cơ của trẻ bị rối loạn di truyền như xơ nang. Xét nghiệm genic rất phức tạp về mặt đạo đức: Bệnh nhân có thể không muốn chịu áp lực khi biết rủi ro của họ. Trong các quốc gia mà không có chăm sóc sức khỏe toàn cầu, rủi ro đã biết có thể thúc đẩy phí bảo hiểm.

Bệnh ung thư

Ung thư là một sự thay đổi trong các quá trình tế bào dẫn đến sự tăng trưởng không kiểm soát của khối u. Các tế bào gây ra đôi khi chứa đột biến trong các chất gây ung thư như KRAS và CTNNB1 (beta-catenin). Phân tích chữ ký phân tử của tế bào ung thư và mức độ biểu hiện của nó thông qua RNA Các bác sĩ đặc trưng cho bệnh ung thư và chọn phương pháp điều trị tốt nhất cho bệnh nhân của họ. Vào năm 2010, các xét nghiệm kết hợp một nhóm kháng thể chống lại các phân tử đánh dấu protein cụ thể là một công nghệ mới nổi; Các xét nghiệm ghép kênh này hứa hẹn sẽ đo nhiều điểm đánh dấu đồng thời. Các dấu ấn sinh học trong tương lai khác bao gồm các phân tử microRNA, mà các tế bào ung thư biểu hiện nhiều hơn các tế bào khỏe mạnh.Ung thư là một bệnh liên tục phát triển với rất nhiều nguyên nhân phân tử. Sự không đồng nhất của bệnh tồn tại ngay cả trong các cá nhân. Các nghiên cứu phân tử về ung thư đã chứng minh tầm quan trọng của đột biến người lái trong sự phát triển khối u và di căn. Các kỹ thuật phát hiện sự thay đổi trình tự đã được phát triển để sử dụng trong nghiên cứu ung thư. Phản ứng chuỗi (PCR), lai tạo và giải trình tự thế hệ tiếp theo (NGS). Hiện tại, một số xét nghiệm PCR và lai đã được FDA phê chuẩn để sử dụng chẩn đoán in vitro. chẩn đoán.

Một vấn đề quan trọng trong xét nghiệm chẩn đoán phân tử đối với ung thư là phát hiện các biến thể trình tự DNA. Sinh thiết được sử dụng để chẩn đoán luôn chứa chỉ 5% biến thể quan tâm so với trình tự kiểu hoang dã. Hơn nữa, đối với ứng dụng không xâm lấn trong máu ngoại vi hoặc nước tiểu, xét nghiệm DNA phải đủ cụ thể để phát hiện đột biến với tần số alen biến thể dưới 0,1%. [hai mươi hai].Hiện tại, bằng cách tối ưu hóa PCR thông thường, có một phát minh mới, hệ thống đột biến vật liệu chịu lửa (ARM), một phương pháp phát hiện các biến thể trình tự DNA trong ung thư. Nguyên tắc đằng sau ARM Gần 3 'của Primer. Các công ty khác nhau đã phát triển các xét nghiệm chẩn đoán dựa trên các mồi PCR ARMS. Ví dụ, Qiagen Therascreen, Roche Cobas [49] và Biomerieux ThxID [50] đã phát triển các xét nghiệm PCR được FDA phê chuẩn để phát hiện phổi, đại tràng và đột biến khối u ác tính trong các gen KRAs, EGFR và BRAF. được xác nhận trên DNA bộ gen được chiết xuất từ ​​mô FFPE.Ngoài ra còn có các microarrays sử dụng cơ chế lai để chẩn đoán ung thư. Sử dụng công nghệ chip gen của Affymetrix, hơn một triệu đầu dò khác nhau có thể được tổng hợp trên mảng với giới hạn phát hiện từ 1 đến 10 bản sao mỗi lần. Được phê duyệt một số xét nghiệm chẩn đoán bằng microarrays: xét nghiệm mammaprint của chương trình nghị sự có thể thông báo nguy cơ tái phát ung thư vú bằng cách phân tích biểu hiện của 70 gen liên quan đến ung thư vú; Xét nghiệm Autogenomics Infniti CYP2C19 có thể phân tích đa hình di truyền, có tác động lớn đến đáp ứng với điều trị chống trầm cảm; Trong khi Cytoscan DX của Affymetrix có thể đánh giá khuyết tật trí tuệ và rối loạn bẩm sinh bằng cách phân tích đột biến nhiễm sắc thể.

Trong tương lai, các công cụ chẩn đoán ung thư có thể tập trung vào trình tự thế hệ tiếp theo (NGS). Công nghệ trong lĩnh vực các công cụ chẩn đoán phân tử sẽ được phát triển thêm thông qua việc sử dụng trình tự DNA và RNA để chẩn đoán ung thư. Mặc dù thông lượng và giá của NGS đã giảm đáng kể ~ 100 lần trong 10 năm qua, chúng tôi vẫn còn ít nhất 6 bậc so với trình tự sâu ở toàn bộ cấp độ bộ gen. về dịch mã dịch, chẳng hạn như xét nghiệm toàn diện oncomine. Họ tập trung vào việc sử dụng trình tự sâu các gen liên quan đến ung thư để phát hiện các biến thể trình tự hiếm.

Các công cụ chẩn đoán phân tử có sẵn để đánh giá nguy cơ ung thư. Ví dụ, thử nghiệm BRCA1/2 của di truyền. không cho thấy các triệu chứng rõ ràng, vì vậy ung thư có thể được phát hiện ở giai đoạn đầu. Ví dụ, xét nghiệm Cologuard có thể được sử dụng để sàng lọc mọi người trên 55 tuổi đối với ung thư đại trực tràng. và các công cụ chẩn đoán phân tử có thể được sử dụng trong tiên lượng tiến triển ung thư. Ví dụ, xét nghiệm DX của Sức khỏe Genomic ước tính nguy cơ ung thư vú. Kỹ thuật của họ có thể thông báo cho bệnh nhân tìm cách hóa trị liệu nếu cần thiết bằng cách kiểm tra mức độ biểu hiện RNA trong sinh thiết ung thư vú.

Với sự hỗ trợ của chính phủ đang gia tăng trong chẩn đoán phân tử DNA, dự kiến ​​sẽ tăng số lượng xét nghiệm phát hiện DNA lâm sàng cho bệnh ung thư sẽ sớm có sẵn. Hiện tại, nghiên cứu về chẩn đoán ung thư đang phát triển nhanh với các mục tiêu cho chi phí thấp hơn, tiêu thụ thời gian hơn và phương pháp đơn giản hơn cho các phương pháp đơn giản hơn cho Bác sĩ và bệnh nhân.