LeukoSEQ: Koko genomin sekvensointi ensimmäisen linjan leukodystrofioiden diagnostiikkatyökaluna

Leukodystrofiat ovat ryhmä noin 30 geneettistä sairautta, jotka vaikuttavat ensisijaisesti aivojen valkoiseen aineeseen, monimutkaiseen rakenteeseen, joka koostuu myeliinissä, gliasoluista peräisin olevassa lipidipitoisessa kalvossa, päällystetyistä aksoneista. Leukodystrofialle on usein ominaista varhainen puhkeaminen, spastisuus ja kehityksen viivästyminen, ja ne ovat luonteeltaan rappeuttavia. Kaiken kaikkiaan leukodystrofiat ovat suhteellisen yleisiä (noin 1/7000 synnytystä tai lähes kaksi kertaa yleisempiä kuin Prader-Willin oireyhtymä, jota on tutkittu paljon laajemmin) ja niihin liittyvät korkeat terveydenhuoltokustannukset; Kuitenkin yli puolella epäillyistä leukodystrofioista ei ole lopullista diagnoosia, ja ne luokitellaan yleensä "tuntemattoman etiologian leukodystrofioihin". Vaikka diagnoosi on saavutettu, diagnoosiprosessi kestää keskimäärin kahdeksan vuotta ja johtaa keskimäärin yli 8 000 dollarin testikustannuksiin potilasta kohti, mukaan lukien suurin osa potilaista, jotka eivät koskaan saa diagnoosia ollenkaan. Nämä diagnostiset haasteet edustavat kiireellistä ja ratkaisematonta aukkoa tiedossa ja sairauksien karakterisoinnissa, koska lopullisen diagnoosin saaminen on ensiarvoisen tärkeää leukodystrofiapotilaille. Diagnostinen työ alkaa kallon magneettikuvauksen (MRI) löydöillä, joita seuraa peräkkäinen kohdennettu geneettinen testaus, mutta seuraavan sukupolven sekvensointitekniikat (NGS) tarjoavat lupauksen nopeista ja kustannustehokkaammista lähestymistavoista.

Diagnostisen tehokkuuden merkittävästä edistymisestä huolimatta NGS:n käyttöönotossa kliinisissä olosuhteissa on edelleen merkittäviä ongelmia. Ensinnäkin diagnostista tehokkuutta osoittavat näytekohortit ovat yleensä pieniä, retrospektiivisia ja alttiita toteamisharhalle, mikä tekee niistä lopulta huonoja ehdokkaita hyödyllisyysanalyyseihin (sen määrittämiseksi, kuinka tehokas testi on diagnoosin tuottamisessa). Toiseksi historiallisia otoskohortteja ei ole tutkittu ennakoivasti saadakseen tietoa vaikutuksista kliiniseen hoitoon (riippumatta siitä, tuloksetko testit erilaisissa kliinisissä seurannoissa, lääkkeiden muutoksessa tai vaihtoehtoisissa kliinisissä toimenpiteissä).

Näiden ongelmien ratkaisemiseksi tutkimusryhmä suoritti tutkimuksen potilaista, joilla epäillään leukodystrofiaa tai muita geneettisiä sairauksia, jotka vaikuttavat aivojen valkoiseen aineeseen MRI-poikkeavuuksien alkuperäisen varmistushetkellä. Potilaita kerättiin satunnaisesti "ensi tullutta, ensin palvellaan" -pohjalta asiantuntijakliinisten toimipaikkojen verkostolta. Koehenkilöt satunnaistettiin saamaan aikaista (1 kuukausi) tai myöhäistä (6 kuukautta) WGS:tä, ja kliiniset SoC-analyysit suoritettiin WGS-testauksen ohella. Toukokuussa 2018 tehdyssä välianalyysissä arvioitiin näitä tutkimustuloksia kolmenkymmenenneljän (34) ilmoittautuneen kohortin osalta. Kaksi näistä aiheista ratkaistiin ennen täydellistä ilmoittautumista ja säilytettiin kontrolleina. Yhdeksän koehenkilöä jaettiin välittömään haaraan, joista 5 (55,6 %) ratkaisi WGS:n ja 4 (44,4 %) oli jatkuvasti ratkaisematta. Viivästettyyn käsiin satunnaistetuista 23 koehenkilöstä 14 (60,9 %) ratkaisi WGS:n ja 5 (21,7 %) SoC:n avulla, kun taas loput 4 (17,4 %). jäi diagnosoimatta. WGS:n diagnostinen tehokkuus molemmissa käsissä oli merkitsevä suhteessa SoC:hen (p<0,005). Diagnoosin saamiseen kulunut aika oli merkittävästi lyhyempi välittömässä WGS-ryhmässä (p<0,05). WGS- ja SoC-lähestymistapojen yhdistelmän diagnostinen kokonaistehokkuus oli 26/34 (76,5 %; 95 % CI = 58,8 % - 89,3 %) alle 4 kuukauden aikana, mikä on suurempi kuin historialliset < 50 %:n normit yli 5 vuoden ajalta.

Tutkimuksessa pyritään nyt selvittämään, aiheuttaako WGS muutoksia kliiniseen hoitoon potilailla, jotka kärsivät diagnosoimattomista aivojen valkoisen aineen geneettisistä häiriöistä verrattuna tavanomaisiin diagnostisiin lähestymistapoihin. Odotamme, että WGS tuottaa mitattavia loppupään muutoksia kliinisessä hallinnassa, jotka määritellään sairauskohtaisella komplikaatioiden seulonnalla tai tautikohtaisten hoitomenetelmien toteuttamisella.