نکاتی در مورد تست غربالگری ناقلین (Carrier screening)
نکاتی در مورد تست غربالگری ناقلین (Carrier screening) برای بیماریهای ژنتیکی نهفته به همراه نکات مهم نظریه کمیته کالج آمریکایی متخصصین زنان و زایمان (ACOG) منتشر شده در مارچ 2017
غربالگری ناقلین (carrier Screening) اصطلاحی است که برای توصیف یک تست ژنتیک استفاده می شود
که بر روی افراد بدون علامت انجام شده
تا مشخص شود که یک موتاسیون و یا یک آلل غیرطبیعی که منجر به ایجاد یک بیماری خاص می شود را دارد یا خیر.
این غربالگری برای یک بیماری خاص و یا چندین بیماری بطور همزمان انجام می شود.
بطور کلی غربالگری ناقلین به منظور تشخیص وضعیت ناقلی در بیماران بدون علامت برای:
غربالگری بیماریهای ژنتیکی مغلوب (چه بصورت اتوزوم مغلوب -Autosomal recessive – و چه وابسته به کروموزوم X مغلوب – X linked recessive -) در زوجهایی بدون علامتی که هیچگونه ریسک اولیه افزایش یافته ای برای داشتن یک وضعیت ناقلی برای بیماری خاص طبق سوابق فامیلی خود و یا زوج شان ندارند مورد استفاده قرار می گیرد.
بطور کلی 1300 بیماری در این دو گروه از بیماریهای ژنتیکی قرار می گیرند.
میزان بروز این بیماریها در نوزادان تازه متولد شده در کل جامعه بین 2 الی 3 درصد می باشد که این میزان در ازدواج های فامیلی به 2 الی 3 برابر general population می رسد (یعنی میزان شیوع در ازدواج های فامیلی به 6 الی 8 درصد می رسد).
اهمیت غربالگری ناقلین:
اگر هر دو والد ناقل یک ژن معیوب باشند امکان بیمار شدن نوزادشان 25% و امکان ناقل شدن (شبیه به والدین) 50% می باشد.
اگر مادر سالمی ناقل یک موتاسیون در یکی از کروموزومهای X خود باشد امکان بیمار شدن نوزاد پسرش 50% و امکان ناقل شدن نوزاد دخترش 50% می باشد.
بیش از 80% بچه هایی که مبتلا به اختلالات ژنتیکی نهفته دارند از خانواده هایی بدنیا می آیند که هیچگونه اختلالی در فامیلی هیستوری آنها مشاهده نمی شود.
عامل 20% مرگ و میر نوزادان در ایالات متحده آمریکا ، بعلت اختلالات ژنتیکی نهفته می باشد.
تعاریف بعضی از اصطلاحات ژنتیکی:
آلل: الل ها اشکال مختلف یک ژن هستند، که مکان مشابهی را روی کروموزوم های همولوگ اشغال می کنند و یک صفت ویژه را به روش های متفاوتی تحت تاثیر قرار می دهند.
هوموزیگوت: وقتی فردی یک جفت آلل یکسان داشته باشد، گفته می‌شود که او هموزیگوس (هموزیگوت) است.
هتروزیگوت: وقتی فردی یک جفت آلل متفاوت داشته باشد، گفته می‌شود که هتروزیگوس (هتروزیگوت) است.
هتروزیگوت مرکب: اصطلاح هتروزیگوت مرکب ، برای توصیف ژنوتیپی بکار می‌رود که در آن دو آلل جهش یافته مختلف از یک ژن وجود داشته باشند، نه یک آلل طبیعی و یک آلل جهش یافته.
واریانت: آلل هایی که با فراوانی کمتر از 1% مشاهده می شود واریانت گفته می شود.
جهش و یا موتاسیون (Mutation): یک تغییر ژنتیکی است که صفات‌زیستی بعضی از افراد یک گونه را تغییر میدهد.
به عبارت دقیق‌تر، جهش‌ها تغییراتی در توالی DNA هستند.
جهش‌ها می‌توانند در هر ناحیه‌ای از DNA رخ دهند.
بیماریهای ژنتیکی: در اثر وقوع انواع مختلف جهش‌ها (جهش‌های نقطه‌ای، حذف، تعویض، مضاعف شدن، جابجایی و معکوس شدن)، در ژن‌ها ایجاد می‌شوند.
این جهش‌ها ممکن است در توالی‌های ساختاری ژن یا توالی‌های تنظیمی روی دهند.
اینترون‌ها یا میانه ها: بخش‌هایی از ژنوم هستند؛ که در فرایند رونویسی رمزهای DNA ، رونوشت از روی آنها انجام می‌پذیرد ولی در فرایند پیرایش به کمک آنزیم پیرایشگر برداشته می‌شوند.
از این رو، در فرایند پروتئینها از روی آنها ساخته نمی‌شود.
برای این به آنها اینترون گفته می‌شود که آنها در چیدمان DNA در لابه‌لا و میان رمزهای ژن (اگزون) و همچنین در چیدمان RNA پس از رونویسی رمزهای DNA دیده می‌شوند.
این بخش‌ها در بسیاری از موجودات و حتی در برخی ویروس‌ها نیز دیده می‌شوند.
اندازهٔ آنها می‌تواند بسیار بزرگ باشد واژهٔ اینترون به معنای ناحیهٔ بین ژنی intragenic regionاست.
اگرچه به معنای توالی مداخله گرintervening sequences نیز به می‌باشد.
اگزون یا بیانه :توالی‌های نوکلئیک اسیدی هستند؛ که هرزمان به صورت RNA در آمدند؛ می‌توانند برای ساخت پروتئین به کار روند .
جداسازی آنها از اینترون‌ها به وسیله ی فر آیند پیرایش RNA و اتصال اگزون‌ها به یکدیگر و حذف اینترون‌ها صورت می‌گیرد .
حتی دیده شده‌است که گاهی اگزون های روی ژن‌های مختلف و دور از هم می‌توانند به یکدیگر متصل شوند.
طبق فرمول Hardy – Weinberg
(p+q)2=1
p2+2pq+q2=1
p = در بیماریهای اتوزومال مغلوب نادر برابر با 1 می شود = فرکانس آلل سالم
q = فرکانس آلل معیوب
2pq= فرکانس ناقلین و یا (carrier frequency)
q2 = فرکانس بیماری و یا میزان بروز بیماری در جامعه (disease incidence)
بطور مثال اگر میزان شیوع بیماری در جامعه ای 1 به 10000 باشد بنابراین فرکانس ناقلین آن 1:50 می باشد.
و اگر فرکانس ناقلی یک بیماری 1:100 (2pq) باشد، میزان شیوع بیماری 1 به 40000 می باشد (بدلیل آنکه q=1:200 می شود).
• نکته: به دو دلیل ذیل میزان شیوع بیماریهای نهفته ژنتیکی در ایران بالاتر است:
1 – شایع بودن ازدواج‌های فامیلی،
2 – بالا بودن ضریب درون همسری (عبارت است از احتمال به ارث بردن یک جفت آلل توسط یک فرد از جد خود از طریق والدین)،
– میزان کل ازدواج فامیلی در ایران 38.6% (رتبه پنجم در منطقه بعد از عربستان (54%) ، کویت (54%) ، اردن (50%) و پاکستان (50-40%))
- ضریب درون همسری در عربستان سعودی 0.024
– ضریب درون همسری در ایران 0.0185
– ضریب درون همسری در کانادا 0.00004 تا 0.0008
- ضریب درون همسری در آمریکا 0.001 تا 0.005
بنابراین بطورکلی بیماریهای ژنتیکی نهفته به تنهايي ممکن است جزو بيماريهاي نادري باشند اما شیوع تجمعی (cumulative prevalence) این بیماریها نسبتا بالا می باشد.
پانل های مورد استفاده در غربالگری شامل:
– ویژه – قومی (ethnic-specific):
مثل پانل هایی که برای یهودیان آشکنازی (Ashkenazi Jewish)، یهودیان اروپای شرقی و مرکزی، کانادایی های فرانسوی تبار و آمریکایی های لوئیزیانیا تبار (که فرانسوی الاصل می باشند)
از نظر بیماری Tay-sachs (بیماری تِی- سَکس که با عنوانی همچون گانگلیوزیدوز GM2 و کمبود هگزوآمینیداز A نیز شناخته می‌شود
و گاهی در ایران به اشتباه بصورت »تای ساکس «نوشته و خوانده می‌شود،
نوعی بیماری ذخیره‌ای است که با عقب ماندگی ذهنی، نابینایی، تشنج و مرگ قبل از 5 سالگی همراه است.
گانگلیوزید مولکولی می‌باشد که از ترکیب دو جزء گلیکواسفنگولیپید با یک یا تعداد بیشتری سیالیک اسید مانند ان-استیل نورامینیک اسید ایجاد می‌شود.
بدلیل شیوع بالای آنمی داسی شکل در آمریکایی های آفریقایی تبار از پانل هایی که حاوی ژن های دخیل در این بیماری باشد استفاده می شود.
– فرا قومی (pan-ethnic):
برای تمام بیماران صرف نظر از قومیت (ethnic) و یا نژاد (racial) قابل انجام می باشد و شامل چندین بیماری محدود و با شیوع نسبتاً بالا می باشد.
بیماریهایی نظیر Cystic Fibrosis، Fragile X Syndrome و SMA تقریباً در تمام نژادها با شیوع یکسان مشاهده می شود، در این گروه قرار می گیرند.
– توسعه یافته (Expanded):
این پانل برای تمام بیماران صرف نظر از قومیت و یا نژاد قابل انجام است و توسط آزمایشگاه های مختلف می تواند شامل 5 الی 10 بیماری تا چند صد بیماری را بطور همزمان غربالگری کند.
تقریباً تمامی پانل های ECS بر مبنای روش NGS بوده و بطور همزمان این تست می تواند صدها اختلال ژنتیکی مغلوب را در یک ران کاری غربال کند.
فقط دقت شود که این متد قادر به تشخیص بیماری SMA (Spinal muscular atrophy) نبوده (بطور کلی متد NGS قادر به تشخیص اختلالات ژنتیکی ناشی از حذف های بزرگ نمی باشد
و SMA هم یک حذف ژنی بر روی کروموزوم 5 می باشد که مسئول تولید پروتئین SMN - survival of motor neuron – می باشد
که رل مهمی در زنده نگه داشتن نورونهای حرکتی بازی می کند) و بطور همزمان باید از متد دیگری (نظیر MLPA) برای غربالگری SMA استفاده نمود.
غربالگری ناقلین باید بعنوان یک استراتژی قابل قبول برای زنان باردار و بعنوان یک مراقبت دوران بارداری در دسترس همگان باشد،
به تمام زنان باردار و یا در آستانه بارداری پیشنهاد شود (بخصوص برای cystic fibrosis و spinal muscular atrophy به همراه انجام CBC جهت غربالگری تالاسمی و سایر هموگلوبینوپاتی ها) و توضیحات لازم به بیماران داده شود
و بیمار بطور داوطلبانه می تواند این تست را انجام می دهد و یا ندهد.
این وظیفه توسط این گایدلاین برعهده متخصصین زنان و زایمان، health care provider ها و مشاورین ژنتیک گذاشته شده است.
در جوامع چند نژادی فعلی بخصوص در بعضی از کشورها، بطور فزاینده تعیین تبار شخصی (individual’s ancestry) افراد مشکل می شود.
- توجه شود که این تست ها تمام بیماران غربال شده را نمی تواند تشخیص دهد و همیشه یک residual risk در هر تستی وجود دارد.
بدلیل آنکه هیچ تستی قادر به غربالگری تمام موتاسیون ها و یا آلل های ایجاد کننده بیماری نمی باشد و همینطور امکان افزایش موتاسیون های de novo (یا جدید new) زیاد است.
- غربالگری Fragile X permutation carrier screening نیز در زنانی که سابقه فامیلی اختلالات وابسته به fragile X و یا ناتوانی ذهنی پیشنهاد دهنده سندرم X شکننده دارند و یا زنی که سابقه بی کفایتی تخمدان (ovarian insufficiency) دارند باید توصیه شود.
- غربالگری اضافه باید بر مبنای سابقه خانوادگی و یا قومیت های خاص انجام شود.
- زوجهای با ازدواج خویشاوندی باید مشاوره ژنتیک انجام شود و توضیح داده شود که ریسک بالایی برای بروز بیماریهای اتوزومال مغلوب دارند و همینطور محدودیت ها و مزایای تست باید به بیماران توضیح داده شود.
- این غربالگری جایگزین غربالگری نوزادان نمی شود ، بلکه نواقص این غربالگری را بطور موثر پوشش می دهد.
- اگر یک خانمی ناقل یک بیماری خاص باشد باید همسرش هم باید از نظر آن ژن خاص مورد غربالگری و مشاوره ژنتیک قرار گیرد.
- اگر هر دو زوج ناقل باشند و قبل از بارداری تشخیص داده شود باید پیشنهادهای مختلف نظیر گامت اهدایی، PGD (Preimplantation genetic diagnosis) و یا تشخیص دوران بارداری به بیمار داده شود.
- افرادیکه یک سابقه خانوادگی از یک اختلال ژنتیکی را دارند ، تشخیص نوع موتاسیون درگیر سودمندی بیشتری از carrier screening برایشان دارد.
با تشخیص نوع موتاسیون می توان در دوران بارداری تشخیص های سریعتری برایشان داشته باشیم.
بیماریهایی که در این پانل گزارش می شود باید یک سری معیارهایی داشته باشد از جمله:
– فرکانس ناقلی آن 1:100 و یا بیشتر باشد.
بطور مثال فرکانس ناقلی در بعضی از بیماریها در جمعیت سفیدپوستان بصورت ذیل می باشد:
CF : 1 in 25
SMA : 1 in 35
PKU : 1 in 50
MCAD Def : 1 in 50
Galactosemia : 1 in 87
Gaucher disease : 1 in 100
– بیماری دارای فنوتیپ مشخص و تعریف شده ای باشد.
– اثرات مضری (detrimental) بر روی کیفیت زندگی داشته باشند.
– سبب ایجاد نقص فیزیکی و یا ادراکی (cognitive) شوند.
– نیاز به مداخلات پزشکی و یا جراحی داشته باشند.
– شروع بیماری از ابتدای زندگی باشد.
– شرایط غربالگری باید طوری باشد که بیماری در دوران پری ناتال تشخیص داده شده و فرصت :
— مداخلات در این دوران جهت بهبود پیامد بارداری
— تغییر در مدیرت زایمان به منظور اپتمیمم کردن پیامد نوزاد
— آموزش به والدین برای مراقبت های ویژه مورد نیاز پس از تولد داشته باشد.
- بیماری های غربال شده نباید شامل بیماریهای باشد که شروع بیماری در دوران بزرگسالی می باشد.
در گذشته ACOG از پانل های ویژه قومی (ethnic-specific) حمایت کرده و توصیه به انجام آن برای قبل از بارداری و طی دوران بارداری می نمود،
البته با انجام مشاوره با بیمار و توضیح محدودیت ها(limitations)، مزایا (benefits) و جانشین ها (alternatives) های تست.
اما در گایدلاین مارچ 2017، ACOG به تمامی زوج های هم خویش (consanguinity) باید جهت مشاوره ژنتیک و بررسی ریسک افزایش یافته شان برای اختلالات مغلوبی که می تواند فرزندشان را تحت تاثیر قرار دهد توضیح داده شده و برای انجام carrier screening تشویق شوند.
در نهایت باید این نکته روشن شود که غربالگری یک وضعیت انتخابی است و بعد از مشاوره بیمار می تواند آنرا انجام داده و یا اصلاً انجام ندهد.
غربالگری ناقلین بصورت prepregnancy ایده آل ترین فرم غربالگری است چرا که:
در صورت وجود جهش مشترک در زوجین، امکان پیشگیری از تولد نوزاد مبتلا به این بیماری ها وجود خواهد داشت.
این پیشگیری به یکی از چهار روش زیر صورت می گیرد:
1- PND (تشخیص پیش از تولد): در این روش زوجین در صورت شناسایی جهش های مشترک و در صورت داشتن مجوز سقط برای آن بیماری خاص، در زمان مشخصی از دوره بارداری، برای نمونه برداری از پرزهای جفتی یا مایع آمنیوتیک مراجعه می کنند؛
سپس آن قسمت از ژن مورد نظر در سلولهای جنین هم مورد بررسی قرار می گیرد و در صورت ابتلای جنین به بیماری مورد نظر، مجوز سقط از سوی پزشکی قانونی صادر خواهد شد.
2- PGD (تشخیص پیش از لانه گزینی و یا Preimplantation genetic diagnosis): این روش در مواردی که بیماری اجازه سقط قانونی نداشته باشد و یا سقط از نظر پزشک برای مادر خطر بالایی ایجاد کند، استفاده می شود.
در این روش جنین در خارج از رحم تشکیل می شود و پس از بررسی یک سلول از جنین و انجام تست های ژنتیکی، در صورت عدم ابتلا، انتقال جنین به رحم مادر صورت می گیرد.
3- می توانند از روش اهدای اسپرم، تخمک و یا جنین استفاده کنند.
4- در نهایت می توانند به فرزند خواندگی (adoption) فکر کنند.
توجه شود که هرچه کاریر اسکرینینگ درخواست اش افزایش یابد، باید دقت نمود که یک بیمار برای یک بیماری ژنتیکی خاص که قبلاً مورد غربال قرار گرفته است مورد غربالگری مجدد قرار نگرفته و از ایجاد هزینه غیر ضروری برای آن جلوگیری نمود.
با گذشت زمان تست های ژنتیکی با قدرت تشخیص بالاتری عرضه می شود ولی باید دقت نمود که بیمار بیش از یکبار برای یک وضعیت ژنتیکی خاص نباید مورد غربالگری قرار گیرد.
چرا انجام تست پيش از ازدواج بر پيش از باردارى ارجح است؟
1- نگرانى از باردارى ناخواسته و عدم وجود فرصت كافى براى بررسى هاى مورد نياز
2- وجود فرصت براى زوجين كه با كسب اطلاع از نتايج تست و آگاهی کامل از مزیت ها و معایب روشهاى پيشگيرى (نظیر PGD و PND)، بتوانند آگاهانه نسبت به شرايط پيش رو تصميم بگيرند و در صورت عدم تمايل از ازدواج صرفنظر كنند.
مطالعات گذشته:
1- در مطالعه ای بر روی 23453 بیمار از نژادهای مختلف انجام شد، مشخص گردید 24% بیماران حداقل ناقل یک ژن معیوب برپایه موتاسیون می باشند (417 موتاسیون مربوط به 108 بیماری مختلف) و 5.2% بیماران هم ناقل بیش از یک اختلال می باشند.
2- در سال 2012 هم دکتر Benn و همکاران طی یک نظرسنجی از 222 متخصص زنان عضو ACOG، اعلام کردند که فقط 15% این پزشکان به بیماران خود پانل ECS پیشنهاد نموده اند و از این بیماران 52% تست را انجام داده اند.
3- یکی از بزرگترین مطالعات مربوط به گروه دکتر Haque IS و همکارانش می باشد در 349790 بیمار (که بین سالهای 2012 تا 2015 این تست را انجام داده بودند) به این نتیجه رسید که شیوع اختلالات ژنتیکی نهفته در آمریکا 1:550 و در خاور میانه 1:516 می باشد.
4- در مطالعه دکتر Strinivasan مشخص شد که 35% افراد ناقل حداقل 1 واریانت پاتوژن و یا شبه پاتوژن می باشند.
نتایج اولیه مطالعه ما در ایران:
در زوجین نشان دهنده آن است که:
1- حدود 13.8% زوجین دارای یک واریانت پاتوژن و یا شبه پاتوژن می باشند.
2- حدود 3.2% زوجین دارای دو واریانت پاتوژن و یا شبه پاتوژن می باشند.
3- حدود 1.0% زوجین دارای یک واریانت هتروزیگوت مرکب می باشند.
و در هر فرد نشان دهنده آن است که:
1- حدود 36.2% بیماران دارای یک واریانت پاتوژن و یا شبه پاتوژن می باشند.
2- حدود 11.8% بیماران دارای دو واریانت پاتوژن و یا شبه پاتوژن می باشند.
3- حدود 4.3% بیماران دارای یک واریانت هتروزیگوت مرکب می باشند.
آنالیز اطلاعات:
بعد از آنکه داده های خام بیمار بدست آمد ابتدا تعداد کل واریانت های دو فرد بصورت مجزا و مشترک مشخص می شود و سپس با استفاده از فیلترهایی نظیر:
1- فیلتر هتروزیگوت: هدف بدست آوردن واریانت های هتروزیگوت پاتوژن و یا شبه پاتوژن است، چرا که واریانت های هموزیگوت اگر بیماریزا بودند حتماً در والدین خودش را نشان می داد.
2- Location: فقط مناطقی که بیشترین جهش های بیماریزا مشاهده می شود، مورد بررسی قرار می گیرد.
3- Minor allele frequency (MAF): فراوانی آلل های فرعی (که در رده دوم بعد از آلل های اصلی یا ماژور قرار می گیرند) مورد استفاده قرار می گیرد.
سپس نوع واریانت با استفاده از data base هایی نظیر ClinVar که مربوط به وزارت بهداشت آمریکا و VarSome (سوئیسی) مورد بررسی قرار می گیرد.
سپس این واریانت ها بر مبنای اطلاعاتی مورد تایید قرار می گیرد که عبارتند از:
1- Quall: که دقت و کیفیت خوانش را نشان می دهد و اعداد پایینتر از 20 ریجکت شده و اعداد بالای 60 مورد تائید است.
2- CADD: ابزاری برای ارزیابی میزان خطرناک بودن هر تغییر نوکلئوتیدی می باشد و بطور کلی اعداد زیر 14 غیر قابل قبول بوده و هر چه این عدد بزرگتر باشد نشان دهنده اعتبار بیشتر این تغییر است.
3- Coverage and Allele Coverage: تقارن خوانش ها را نشان میدهد.
4- Repeat: تعداد تکرار واریانت را در جمعیت مورد مطالعه نشان می دهد و هرچه این تکرار بیشتر باشد نشان دهنده خوش خیم بودن آن واریانت می باشد.
سپس با data base های دیگری نظیر InterVar (که بر اساس اینکه جهش ایجاد شده در کدام قسمت پروتئین تغییر ایجاد می کند واریانت را مقایسه می کند. بطور کلی هرچه موتاسیون در محل فعالیت پروتئین یا active site باشد آن واریانت اهمیت بیبشتری پیدا می کند) و PolyPhen مورد بررسی قرار گرفته و گزارش نهایی انجام می شود.
توصیه نهایی
انجمن متخصصین زنان و زایمان آمریکا (ACOG) به همراه انجمن متخصصین ژنتیک پزشکی آمریکا (ACMG) توصیه نمودند که این تست برای تمام زنانی که در سنین باروری هستند درخواست شود.
انجام این تست می تواند اطلاعات مهمی به بیمارانی بدهند که:
- اکنون باردار هستند و یا تصمیم به بارداری دارند،
- ریسک بالایی برای داشتن یک بیماری خاص با توجه به قومیت ویژه شان دارند،
- یک سابقه خانوادگی از یک اختلال ژنتیکی دارند،
- برنامه ای برای اهداء تخمک، اسپرم و یا جنین دارند،
- دوست دارند که اطلاعات بیشتری درباره ریسک تولید مثل برای تولد یک بچه با اختلال ژنتیکی را بدانند.
