ژانت مک‌کارتنی، دانشمند ژنوم و استادیار دانشگاه کالیفرنیا است. وی سال‌ها در زمینه اساس ژنتیکی بیماری‌های پیچیده عفونی و مزمن مطالعه کرده و اخیراً مجله‌ای آموزشی در این زمینه با نام ژنوم منتشر کرده است. مطلب زیر از او مدتی پیش در مدسکیپ منتشر شد.
اخیراً به دنبال شکایت یک مادر، پرونده‌ای در دادگاه برعلیه شرکت آتینا دیاگنوستیک تشکیل شد. فرزند وی دچار بیماری ژنتیکی نادری بود که برای تشخیص آن آزمایش‌هایی انجام شد، اما کودک در نهایت بدون این که بیماری او تشخیص داده شود فوت کرد. دادگاه آزمایشگاه را مقصر شناخت.
در این بین نظرات مختلفی مطرح شد. برخی با استفاده از این فرصت، بر اهمیت نظارت دقیق‌تر دولت بر آزمایشگاه‌های ژنتیک تأکید کردند. برخی دیگر معتقد بودند آزمایشگاه‌های ژنتیک باید داده‌ها و اطلاعات خود را در اختیار یکدیگر قرار دهند.
معرفی مختصر بیمار
کودک مبتلا به صرع بود. پزشک برای کمک به تشخیص، آزمایش ژنتیک درخواست کرد. این آزمایش شامل تعیین توالی ژن SCN1A بود که جهش های آن عامل شناخته شده آنسفالوپاتی صرعی (epileptic encephalopathy [Dravet syndrome]) است. نتیجه آزمایش نامشخص (inconclusive) بود. ژن SCN1A در این کودک از یک واریانت با اهمیت نامشخص (variant of uncertain significance [VUS]) بود. پزشک درخواست‌کننده به همین دلیل، تشخیص سندرم دراوه را کنار گذاشت و با فرض یک اختلال میتوکندریایی درمان متفاوتی را آغاز کرد.
سال ها بعد، همان آزمایشگاه در گزارش جدیدی آن واریانت را در فهرست واریانت‌های بیماریزا قرار داد. کودک در واقع مبتلا به سندرم دراوه بود اما دیگر کاری نمی‌شد کرد چون متأسفانه فوت کرده بود.
برداشت ما
هر پزشکی که آزمایش ژنتیک درخواست می‌کند، باید با فرآیند تفسیر نتایج آن آشنا باشد. این فرآیند در فهم این پرونده نقش محوری دارد. در اینجا می‌خواهیم با استفاده از مثال این بیمار، نگاهی به دستورالعمل کالج ژنومیک و ژنتیک پزشکی آمریکا (ACMG) و انجمن پاتولوژی مولکولی در زمینه طبقه‌بندی واریانت بیاندازیم.
این توصیه‌ها شامل ۲۸ معیار (۱۶ معیار بیماری‌زایی و ۱۲ معیار خوش‌خیمی) مبتنی بر شواهد عینی یا ذهنی است که ممکن است همه ی آن ها در یک واریانت خاص صدق نکند. هر واریانت بر اساس وزن کلی این معیارها و البته درجاتی از تجربه و قضاوت بالینی، در یکی از دسته‌های پنجگانه قرار داده می‌شود: بیماریزا، احتمالاً بیماریزا، نامشخص (VUS)، احتمالاً خوش خیم و خوش‌خیم.
در مورد این بیمار، واریانت ژن SCN1A هیچ‌یک از ۱۲ معیار خوش‌خیمی را نداشت. جزئیات مربوط به ۱۶ معیار بیماری‌زایی این واریانت در جدول زیر مشاهده می‌شود.
|
کد ACMG |
معیار ACMG |
آیا معیار وجود دارد؟ |
توضیح |
|
PM2 |
فقدان واریانت در افراد شاهد (یا شیوع به شدت پایین آن در مورد ژن‌های مغلوب) در پروژه تعیین توالی اگزوم، پروژه 1000 ژنوم، یا کنسرسیوم تجمع اگزوم (ExAC Browser) |
بله |
این واریانت خاص در هیچ‌یک از سه پایگاه داده که امروز به کار می‌رود، موجود نیست. |
|
PP2 |
واریانت missense در ژنی که میزان واریاسیون missense خوش‌خیم در آن پایین است و واریانت‌های missense مکانیسم شایع بیماری هستند |
بله |
missense مکانیسم شایع بیماری‌زایی در سندرم دراوه است. حدود نیمی از واریانت‌های بیماری‌زای ClinVar در ژن SCN1A از نوع missense هستند. البته ۴۰۱ واریانت missense احتمالاً خوش خیم ژن SCN1A نیز در پایگاه داده ExAC وجود دارد. |
|
PVS1 |
واریانت بی‌اثر (null مانند واریانت‌های nonsense، frameshift، splice sites ، کدون‌های آغازگر، حذف اگزون) در ژنی که غیرفعال شدن (loss of function) مکانیسم شناخته‌شده بیماری باشد |
خیر |
این واریانت بی‌اثر نیست. |
|
PM4 |
تغییرات طول پروتئین در اثر اضافه یا حذف یک ناحیه غیرتکراری یا واریانت‌های stop-loss |
خیر |
این واریانت تغییردهنده طول پروتئین نیست. |
|
PM1 |
قرار گرفتن در یک نقطه داغ جهشی و جایگاه عملکردی شناخته‌شده بدون واریاسیون خوش‌خیم |
بله |
جهش در ناحیه پروتئین S6 است که که بخش شناخته شده کانال یونی است. جهش‌ها در سرتاسر طول پروتئین گسترش یافته اما درجاتی از تجمع جهش ها در S6 وجود دارد. اما واریاسیون‌های خوش‌خیم هم در این ناحیه یافت شده است (۱۱ واریانت missense در این اگزون در پایگاه داده ExAC وجود دارد) |
|
PS1 |
تغییر اسید آمینه مشابه واریانت دیگری که بیماری‌زایی آن قبلاً ثابت شده اما تغییر نوکلئوتیدی متفاوت است |
خیر |
هیچ واریانت بیماری‌زای هم‌پوشانی وجود ندارد. |
|
PM5 |
تغییر جدید missense در بنیان اسید آمینه‌ای که یک تغییر missense متفاوت قبلاً در آن گزارش شده و بیماری‌زایی آن ثابت شده است |
خیر |
هیچ واریانت بیماری‌زای هم پوشانی وجود ندارد. |
|
PP3 |
شواهد محاسباتی متعدد به نفع بیماریزا بودن یک ژن یا فرآورده ژنی |
بله |
نتایج محاسبه توسط سه نرم افزار MutationTaster، Polyphen-2، و PhyloP به نفع بیماریزا بودن این واریانت است. |
|
PP5 |
اخیراً منبع قابل اطمینانی این واریانت را به عنوان بیماریزا گزارش کرده، اما آزمایشگاه برای انجام بررسی مستقل دسترسی به شواهد ندارد |
خیر |
این واریانت قبلاً در ClinVar طبقه‌بندی نشده است. |
|
PS4 |
برای واریانت‌های نادر، مشاهده قبلی در چندین بیمار غیرخویشاوند با فنوتیپ مشابه، و فقدان آن در افراد شاهد |
نامشخص |
دو بیمار غیرخویشاوند احتمالاً با فنوتیپ مشابه گزارش شده است. در افراد شاهد وجود ندارد. آیا این به مفهوم چندین بیمار است؟ |
|
PP1 |
وجود هم‌زمان ژن دیگری که قطعاً بیماری‌زاست در چند عضو خانواده |
خیر |
در مقالات هیچ مورد خانوادگی گزارش نشده است. |
|
PS3 |
مطالعات عملکردی بر روی انسان یا در آزمایشگاه به طور قطعی نشاندهنده اثر مخرب بر روی ژن یا فرآورده ژنی باشد |
خیر |
در مقالات هیچ مطالعه‌ای گزارش نشده است. |
|
PM3 |
برای اختلالات مغلوب، که به شکل ترانس با یک واریانت بیماریزا شناسایی شده اند |
صادق نیست |
احتمالاً مغلوب نیست. |
|
PM6 |
احتمالاً جهش تازه‌ای ایجاد شده اما منشاء پدری یا مادری آن ثابت نشده است |
نامشخص |
والدین آزمایش نشده‌اند. |
|
PS2 |
جهش تازه (با منشاء ثابت شده پدری یا مادری) در بیماری که سابقه ی خانوادگی ندارد و خود بیمار است |
نامشخص |
والدین آزمایش نشده‌اند. |
|
PP4 |
فنوتیپ یا سابقه خانوادگی بیمار برای اختلالی که یک اتیولوژی ژنتیکی واحد دارد، کاملاً اختصاصی است |
خیر |
ژن‌های مختلفی عامل انسفالوپاتی صرعی هستند. |
طبقه‌بندی نهایی
در مورد واریانت SCN1A (مانند تغییر یک اسید آمینه، Tyr413Asn که منجر به تغییر تیروزین به آسپاراژین در جایگاه ۴۱۳ می شود)، طبقه‌بندی نهایی وابسته به دو معیار کلیدی است.
مشاهده قبلی واریانت در چندین بیمار غیرخویشاوند با بیماری مشابه، و فقدان آن در افراد شاهد (معیار PS4 در دستورالعمل ACMG)
آیا معیار فوق در این مورد صدق می‌کند؟ این واریانت در هیچ‌یک از سه پایگاه اصلی داده موجود نبوده و هنوز هم نیست. این سه پایگاه داده، یعنی 1000 Genomes، Exome Variant Server و ExAC Browser، شامل توالی ژنی دهها هزار فرد بزرگسال ظاهراً سالم است که در آنان نمی‌توان انتظار یافتن یک واریانت غالب، با نفوذ بالا و بیماری‌زایی را داشت که عامل یک بیماری زودرس باشد. اما، داده‌های این پایگاه ها نمونه کوچکی از بشر است و مطمئناً کامل نیست.
آیا واریانت در چندین بیمار با همان فنوتیپ مشاهده شده است؟ برای پاسخ به این پرسش، آزمایشگاه باید به اطلاعات سایر بیمارانی که تحت آزمایش ژنتیک قرار گرفته‌اند دسترسی داشته باشد. گاهی می‌توان برخی از موارد گزارش شده را در میان مقالات منتشر شده پیدا کرد. برخی موارد نیز ممکن است در پایگاه‌های داده دولتی یا خصوصی گزارش شده باشد. فقدان یک مخزن مرکزی با دسترسی آزاد برای نتایج آزمایش‌های ژنی، انگیزه‌ای بود که باعث شد انستیتو ملی سلامت پایگاه داده ClinVar را راه‌اندازی کند. متأسفانه همه آزمایشگاه‌ها نتایج خود را به ClinVar گزارش نمی‌کنند.
حتی در صورت شناسایی سایر بیماران با واریانت مشابه، تعریف “چندین” و “فنوتیپ مشابه” تا حدودی ذهنی است. در زمانی که بیمار فوق به آزمایشگاه مراجعه کرده، دو بیمار غیرخویشاوند در مقالات معرفی شده بودند که یکی از آنان مبتلا به سندرم دراوه بود و دیگری گفته می‌شد دچار آنسفالوپاتی ناشی از واکسن است، اما دقیقاً همان واریانت را داشت. اگر این دو مورد را بتوان در تعریف “چندین بیمار با فنوتیپ مشابه” گنجاند، در کنار شواهد دیگر بر اساس دستورالعمل ACMG، شاید بتوان واریانت را بیماریزا تلقی کرد.
جهش تازه با منشاء ثابت شده پدری یا مادری (معیار PS2 در دستورالعمل ACMG)
در آن زمان کاملاً روشن شده بود که واریانت‌هایی از SCN1A که باعث سندرم دراوه می‌شوند نوعاً حاصل جهش های تازه هستند. به عبارت دیگر، واریانتی که در این بیمار پیدا شده معمولاً حاصل جهشی در اسپرم یا تخمک است که در هیچ از والدین وجود ندارد. اگر والدین این بیمار تحت آزمایش ژنتیک قرار گرفته بودند، این معیار قابل استفاده بود. اگر هر یک از والدین این واریانت را داشت، واریانت بیماریزا نبود و در غیر این صورت، واریانت تازه و بیماریزا تلقی می‌شد.
آزمایشگاه تشخیص پزشکی تنها بخشی از سفری است که با درخواست آزمایش ژنتیک آغاز می‌شود و با انجام اقدامات بالینی بر اساس نتایج به پایان می‌رسد. پزشک درخواست‌کننده اغلب باید مابقی مسیر را با تفسیر واریانت ها به تنهایی طی کند. او باید جاهایی را که نسبت به ذهنیت پزشک آسیب پذیر هستند شناسایی کند و فعالانه در پی روشن شدن نقاط تاریک باشد. هدف از این تمرین، نشان دادن پیچیدگی‌ها و ماهیت ذهنی طبقه بندی واریانت‌ها حتی در صورت پیروی از مجموعه دستورالعمل‌های حرفه‌ای در زمینه تفسیر واریانت ها است.
مسائل بزرگ‌تر
این پرونده برخی از پیچیدگی‌های تفسیر واریانت و نقش و مسئولیت آزمایشگاه انجام‌دهنده و پزشک درخواست‌کننده را روشن می‌کند. به رغم پیشرفت روش‌های آزمایش ژنتیک، چندین پرسش حساس همچنان بی‌پاسخ مانده است. آزمایشگاه‌های ژنتیک چه اجباری در انتشار نتایج و جزئیات کار خود دارند؟ مراجعه مجدد به طبقه بندی‌های واریانت با شواهد جدید، هر چند وقت باید انجام شود و تغییرات طبقه‌بندی طی سال‌های بعد چگونه به اطلاع آنان خواهد رسید؟
مسئولیت پزشک درخواست‌کننده در بررسی مستقل یک واریانت نامشخص (VUS) و ارائه نظر شخصی خود در این باره چیست و چه نسبتی از پزشکانی که آزمایش ژنتیک درخواست می‌کنند، احساس می‌کنند این توانایی را دارند؟ آیا این وظیفه آزمایشگاه است که به بیماران توصیه کند برای تعیین تازه بودن یک واریانت، آزمایش‌های بیشتری انجام دهند؟ یا این وظیفه پزشک درخواست‌کننده است؟
صرف نظر از مسئولیت، این نکته می‌تواند زنگ خطری برای همه ما باشد تا اطلاعات بیشتری در زمینه ژنتیک و ژنومیک کسب کنیم، چون آزمایش ژنتیک در حال تبدیل به یکی از اجزای عادی درخواست‌های پزشکان است. در حال حاضر در مواردی مانند این بیمار، اغلب با یک متخصص ژنتیک مشاوره می‌شود.
نکته‌های کلیدی برای پزشکان
به پزشکان توصیه می‌شود با توجه به این پیچیدگی‌ها آزمایش ژنتیک را دست کم نگیرند و هنگام درخواست آزمایش ژنتیک و تفسیر نتایج آن به نکات کلیدی زیر توجه کنند:
در بیشتر آزمایش‌های ژنتیک، شامل تعیین توالی ژنی و ریزآرایه‌های کروموزومی، مشاهده حداقل یک واریانت در برگه جواب چندان ناشایع نیست. اما همه واریانت‌ها یکسان نیستند. برخی از آن‌ها ممکن است بیماریزا باشند اما بیشتر آن‌ها بی‌اثر هستند. افتراق بین این نوع واریانت‌ها (تفسیر و طبقه‌بندی واریانت یا تعیین اهمیت بالینی آن) یکی از چالش‌برانگیزترین جنبه‌های آزمایش ژنتیک است.
اهمیت بالینی یک واریانت وابسته به یک جنبه واحد از شواهد نیست، بلکه با توجه به مجموعه‌ای از شواهد تعیین می‌شود که باید به دقت سبک و سنگین شوند. تفسیر واریانت حتی در صورت استفاده از یک روش تعریف‌شده مانند دستورالعمل ACMG تا حدودی ذهنی است. این می‌تواند منجر به تفسیرهای متفاوت توسط آزمایشگاه‌های مختلف شود. منطقی است که از آزمایشگاه انتظار داشته باشیم روش شفافی برای طبقه‌بندی واریانت داشته باشد، شواهد به کار رفته برای طبقه‌بندی هر واریانت را مستند کند و در صورت درخواست اطلاعات فوق را به اشتراک بگذارد.
یک نتیجه منفی همیشه به این معنی نیست که بیمار دچار بیماری ژنتیک مورد نظر نیست. با این که بیشتر موارد سندرم دراوه حامل جهش SCN1A هستند، برخی موارد با فنوتیپ سندرم دراوه و بدون این جهش گزارش شده است. بسیاری از بیماری‌های ژنتیک با ناهمگنی جایگاه ژنی (locus heterogeneity) مشخص می‌شوند، یعنی یک بیماری مشابه ممکن است علل ژنتیکی مختلفی داشته باشد. با نتیجه منفی یک آزمایش ژنتیک واحد، رد تشخیص یک بیماری ژنتیک مشکل است.
یک واریانت نامشخص (VUS) یک نتیجه منفی نیست بلکه یک نتیجه نامشخص است و باید به همین ترتیب با آن برخورد شود: بالقوه بیماریزا یا خوش خیم. مشاوره با بیمار از نظر احتمال یافت شدن یک واریانت نامشخص پیش از انجام آزمایش، یک رویه منطقی است.برخی آزمایشگاه‌ها واریانت‌های نامشخص را گزارش می‌کنند، برخی دیگر آن‌ها را گزارش نمی‌کنند یا به‌طور گزینشی گزارش می‌کنند. هر یک از این روش‌ها خطرات بالقوه خود را دارد. پزشک هنگام درخواست آزمایش، باید از آزمایشگاه بخواهد تا به طور شفاف اعلام کند که نتایج نامشخص گزارش خواهد شد یا خیر. در صورت گزارش موارد نامشخص، باید در تفسیر آن‌ها از افراط و تفریط خودداری شود.
تفسیر واریانت بر اساس اطلاعاتی صورت می‌گیرد که هنگام انجام آزمایش در دسترس است. با گذشت زمان، اطلاعات بیشتری به دست می‌آید و طبقه‌بندی، به ویژه در مورد واریانت‌های نامشخص، ممکن است تغییر کند. هنگام انتخاب یک آزمایشگاه، باید به سیاست‌های آن آزمایشگاه در زمینه فواصل مرور و طبقه‌بندی مجدد واریانت‌ها و نحوه اطلاع‌رسانی در صورت تغییر نتایج توجه شود.
ممکن است سال‌ها طول بکشد تا داده‌های مربوط به سایر بیماران آماده شود و طبقه‌بندی بهتر یک واریانت نامشخص امکان پذیر شود. تا آن هنگام پزشکان یا بیماران علاقمند می‌توانند چند کار انجام دهند. این کارها شامل جستجوی بیشتر منابع، توجه به جزئیات بیشتر فنوتیپ بیمار (مثلاً با انجام تصویربرداری‌های دقیق‌تر)، آزمایش والدین و خویشاوندان، و همچنین جستجو به دنبال علل ژنتیکی یا غیرژنتیکی دیگر است. آزمایش والدین در برخی آزمایشگاه‌ها رایگان است.
برای پزشکانی که با تفسیر نتایج آزمایش ژنتیک راحت نیستند، مشاوره با یک متخصص ژنتیک ایده خوبی است.
یک منبع عالی برای یادگیری درباره تشخیص و درمان بیماری‌های ژنتیک، GeneReviews است.