مقدمه
آزمایش ژنتیکی هیبریداسیون مقایسه ای ژنومی یا CGH) Comparative Genomic Hybridization) یکی از تکنیک‌های پیشرفته در زمینه ژنتیک پزشکی است که برای تشخیص تغییرات کپی‌نامبر (CNVs) در ژنوم به کار می‌رود. این آزمایش به شناسایی دقیق تغییرات ساختاری و عددی در DNA کمک می‌کند و به طور گسترده در تحقیقات ژنتیکی، تشخیص بیماری‌ها و مشاوره‌های ژنتیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله به بررسی کاربردها و روش‌های انجام آزمایش CGH در آزمایشگاه ژنتیک پزشکی ویرا می‌پردازیم.
کاربردهای آزمایش ژنتیکی CGH
آزمایش CGH کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف دارد که برخی از مهم‌ترین آنها عبارتند از:
1. تشخیص بیماری‌های ژنتیکی: CGH به شناسایی تغییرات کپی‌نامبر در ژنوم که ممکن است منجر به بیماری‌های ژنتیکی شوند، کمک می‌کند. این تکنیک به ویژه در تشخیص اختلالات کروموزومی مانند سندرم داون، سندرم X شکننده، و سندرم‌های حذف و اضافه کروموزومی مفید است.
2. تشخیص سرطان: تغییرات ژنتیکی در سلول‌های سرطانی می‌تواند منجر به رشد غیرقابل کنترل آنها شود. CGH به شناسایی این تغییرات و در نتیجه به تشخیص و درمان دقیق‌تر سرطان‌ها کمک می‌کند.
3. بررسی ناباروری و سقط مکرر: در موارد ناباروری و سقط مکرر، CGH می‌تواند به شناسایی تغییرات ژنتیکی که ممکن است منجر به این مشکلات شوند، کمک کند. این اطلاعات می‌تواند به پزشکان در ارائه مشاوره و درمان مناسب برای زوج‌ها کمک کند.
4. تحقیقات ژنتیکی: CGH در تحقیقات ژنتیکی برای شناسایی تغییرات ژنتیکی مرتبط با بیماری‌ها، صفات فیزیکی و تفاوت‌های ژنتیکی بین افراد و جمعیت‌ها استفاده می‌شود.
روش انجام آزمایش CGH
آزمایش هیبریداسیون مقایسه ای ژنومی یا CGH شامل چند مرحله اصلی است که به ترتیب زیر انجام می‌شود:
1. جمع‌آوری نمونه: نمونه‌های DNA از بافت‌های مختلف مانند خون، مایع آمنیون، پرزهای جفتی، محصول سقط یا بافت‌های بیوپسی جمع‌آوری می‌شود. DNA از این نمونه‌ها استخراج و خالص‌سازی می‌شود.
2. آماده‌سازی نمونه: DNA استخراج شده از نمونه بیمار و نمونه مرجع (کنترل) با رنگ‌های فلورسنت مختلف نشان‌دار می‌شود. به عنوان مثال، DNA بیمار با رنگ سبز و DNA مرجع با رنگ قرمز نشان‌دار می‌شود.
3. هیبریداسیون: مخلوط DNA بیمار و مرجع بر روی یک میکروآرایه (microarray) که حاوی صدها تا هزاران پروب DNA است، هیبریداسیون می‌شود. پروب‌ها به قطعات خاصی از ژنوم متصل می‌شوند و این امکان را فراهم می‌کنند که تغییرات ژنتیکی در نقاط مختلف ژنوم شناسایی شود.
4. اسکن و تحلیل داده‌ها: پس از هیبریداسیون، میکروآرایه اسکن می‌شود تا سیگنال‌های فلورسنتی که نشان‌دهنده وجود یا عدم وجود تغییرات ژنتیکی هستند، شناسایی شوند. سیگنال‌های سبز و قرمز با یکدیگر مقایسه می‌شوند و نسبت‌های آنها تحلیل می‌شود.
5. تفسیر نتایج: نتایج حاصل از اسکن و تحلیل داده‌ها توسط ژنتیک‌دان‌ها تفسیر می‌شود تا تغییرات کپی‌نامبر در ژنوم شناسایی شود. این اطلاعات می‌تواند به تشخیص بیماری‌ها، ارائه مشاوره‌های ژنتیکی و تعیین راه‌های درمانی کمک کند.
مزایای آزمایش CGH
آزمایش هیبریداسیون مقایسه ای ژنومی یا CGH دارای مزایای متعددی است که آن را به یکی از تکنیک‌های برتر در زمینه ژنتیک تبدیل کرده است:
1. دقت بالا: CGH به شناسایی دقیق تغییرات ژنتیکی کمک می‌کند و می‌تواند تغییرات کوچک و بزرگ در ژنوم را شناسایی کند.
2. پوشش گسترده: این تکنیک به تحلیل کامل ژنوم می‌پردازد و امکان شناسایی تغییرات در تمام کروموزوم‌ها را فراهم می‌کند.
3. کاربردهای متعدد: CGH در تشخیص بیماری‌های ژنتیکی، سرطان، ناباروری، و تحقیقات ژنتیکی کاربردهای گسترده‌ای دارد.
4. غیرتهاجمی: این آزمایش معمولاً با نمونه‌گیری غیرتهاجمی مانند خون یا بزاق انجام می‌شود که برای بیماران راحت‌تر است.
میکرواری (Cyto-One (Basic
میکرواری (Cyto-One (Basic یک روش سیتوژنتیکی است که تغییرات تعداد نسخه‌ها (Copy Number Variants) را با دقت بسیار بالاتری نسبت به آنالیز سیتوژنتیکی متداول تشخیص می‌دهد. این فناوری که نیاز به رنگ‌آمیزی یا کشت سلولی ندارد، از چیپ‌های ویژه‌ای برای مطالعه DNA نمونه‌های مختلف مانند خون، مایع آمنیوتیک، بافت، محصول بارداری، لکه خون خشک شده و غیره استفاده می‌کند. این روش برای تشخیص افزایش و کاهش‌های DNA در سراسر ژنوم انسان و همچنین برای تشخیص از دست رفتن هتروزیگوسیتی SNPها به کار می‌رود. تحقیقات پیشین نشان داده است که بیش از 60٪ سقط‌های سه‌ماهه اول به دلیل ناهنجاری‌های کروموزومی شامل آنوپلوئیدی‌ها، تریپلوئیدی، و دیزومی تک والد (UPD) رخ می‌دهد. تحلیل سیتوژنتیکی سنتی این نمونه‌ها به دلیل آلودگی زیاد سلول‌های مادری و شکست در کشت، چالش‌برانگیز بوده و منجر به زمان طولانی تحویل نتایج می‌شود.
آنالیز میکرواری کروموزومی (CMA)
آنالیز میکرواری کروموزومی (CMA) با استفاده از فناوری Illumina Bead Array در آزمایشگاه ژنتیک پزشکی ویرا انجام می شود. این میکرواری شامل 1000K پروب اولیگونوکلئوتیدی در سراسر ژنوم می‌باشد. داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار Genome Studio 2.0 تحلیل می گردد. تحلیل بر اساس ژنوم مرجع انسانی (GRCh37/hg 19) انجام می شود.
محدودیت‌ها
- این آزمایش افزایش یا کاهش ماده ژنومی را با دقت ذکر شده در زیر تشخیص می‌دهد:
- CYTO-ONE BASIC- MICROARRAY: حدود ۲ مگابایت برای اضافه شدگی و ۱ مگابایت برای حذف
- CYTO-ONE ADVANCED- MICROARRAY: حدود ۲۰۰ کیلوبایت برای حذف و ۴۰۰ کیلوبایت برای اضافه شدگی
- این آزمایش جهش‌های نقطه‌ای از پیش تعریف‌شده را تشخیص نمی‌دهد. همچنین ترنسلوکیشن های متعادل، موزائیسم سطح پایین، وارونگی‌ها، اندل‌های کوچک، تغییرات اپی‌ژنتیک و جهش‌های با فرکانس پایین که ممکن است مسئول فنوتیپ بالینی باشند را تشخیص نمی‌دهد. در مواردی که گزارش میکرواری نتواند فنوتیپ بالینی را توضیح دهد، آزمایش‌های جایگزین ممکن است بر اساس نظر پزشک مورد نیاز باشد.
- این آزمایش مناطقی را که بر روی میکرواری نمایان نیستند تشخیص نمی‌دهد. تفسیر تغییرات تعداد نسخه‌های ژنومی که اهمیت بالینی ناشناخته‌ای دارند می‌تواند پیچیده باشد و نتیجه‌گیری را دشوار کند.
- LOH در CYTO-ONE BASIC گزارش نمی‌شود. اما می‌تواند در CYTO-ONE ADVANCED بر اساس ارائه بالینی گزارش شود.
- در نمونه‌های مایع آمنیوتیک، نمونه پرزهای کوریونی و محصولات بارداری از بافت جفتی، آلودگی سلول‌های مادری توصیه می‌شود. آلودگی سلول‌های مادری در صورت وجود، تفسیر نتایج را مختل می‌کند. دقت و کیفیت آزمایش ممکن است توسط جمع‌آوری، نگهداری و حمل و نقل نادرست نمونه تحت تاثیر قرار گیرد.
نتیجه‌گیری
آزمایش ژنتیکی CGH یکی از ابزارهای مهم و پیشرفته در تشخیص و تحلیل تغییرات ژنتیکی است. با استفاده از این تکنیک، می‌توان تغییرات کپی‌نامبر را با دقت بالا شناسایی کرد و اطلاعات ارزشمندی در مورد بیماری‌های ژنتیکی، سرطان‌ها و ناباروری به دست آورد. آزمایشگاه ژنتیک پزشکی ویرا با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های پیشرفته CGH و تیمی مجرب از متخصصان ژنتیک، به بهبود سلامت جامعه و ارائه خدمات دقیق و قابل اعتماد در زمینه تشخیص ژنتیکی کمک می‌کند.