Exom-Diagnostik

Die Summe aller kodierenden Bereiche des Genoms wird als Exom bezeichnet. Es umfasst beim Menschen rund 23.000 Gene mit ca. 50 Millionen Basen. Beim Whole Exome Sequencing (WES) werden alle Exons, d.h. die für Proteine kodierenden Abschnitte im Erbgut, untersucht. Die genetische Diagnostik fokussiert sich dabei auf diese 1-2 % des menschlichen Genoms, in dem 85 % der bekannten krankheitsverursachenden Mutationen zu finden sind.

Die Exom-Diagnostik besteht entsprechend aus der Sequenzierung des Exoms des Patienten (und gegebenenfalls weiterer Angehöriger), der Auswertung der Sequenzdaten und der Zusammenfassung der Ergebnisse in einem medizinischen Befund. Diese Diagnostik stellt, insbesondere bei Patienten mit komplexer oder unspezifischer Symptomatik und oft jahrelang ungeklärter Diagnose, die Methode der Wahl dar, um die Ursache der Erkrankung zu finden.

Die Sequenzierung eines Exoms ist methodisch auch dann sinnvoll, wenn kein spezifisches Panel zur Verfügung steht, mit der die Symptomatik des Patienten umfassend untersucht werden kann. Auf Basis von Exom-Daten kann jede völlig frei zuammengestellte Genliste als Individuelles Panel ausgewertet und befundet werden.

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Informationen

Die Anzahl der in einer Exom-Diagnostik gefundenen Varianten ist sehr hoch. Um deren Interpretation zu beschleunigen und zu fokussieren werden das Krankheitsbild und die Symptome des Patienten so exakt wie möglich erfasst. Ein Team aus Wissenschaftlern und Fachärzten für Humangenetik erstellt eine individuelle Liste von Kandidatengenen, die alle bekannten, mit dem Krankheitsbild des Patienten assoziierten Gene, erfasst. Im Rahmen der Einzel-Exom-Diagnostik werden dann die in diesen Kandidatengenen detektierten Varianten bewertet, die Ergebnisse und deren Interpretation in einem medizinischen Befund zusammengefasst und dem behandelnden Arzt übermittelt.

Um ursächliche Varianten noch gezielter zu identifizieren ist oft eine Trio-Exom-Diagnostik sinnvoll. Hierbei werden neben dem Patienten auch die Eltern in die Analyse einbezogen und somit eine exomweite Segregationsanalyse durchgeführt. Die so erhaltenen Segregationsinformationen zu jeder Variante erlauben diese zusätzlich zu filtern und damit zielgerichteter auszuwerten. Es konnte gezeigt werden, dass die diagnostische Aufklärungsrate, von etwa 21 % für die einzelne Exom-Diagnostik auf 37 % im Falle der Trio Exom Analyse, signifikant erhöht werden kann (Farwell et al., 2015). Diese höheren Aufklärungsraten kommen zustande, da die Trio-Exom-Diagnostik:

  • die bessere Identifizierung und Interpretation von bisher klinisch mit der Erkrankung nicht assoziierten Genen und Varianten ermöglicht und
  • die Detektion von ursächlich häufigen, neu entstandenen (de novo) Mutationen entscheidend verbessert.

Sie ist dabei besonders zeit- und kosteneffektiv, da die zu bewertende Anzahl von Varianten minimiert wird und zahlreiche Segregationsanalysen einzelner Varianten mittels Sanger-Sequenzierung vermieden werden können.

Um eine (Trio-)Exom-Diagnostik durchzuführen, bedarf es der Aufklärung des Patienten (und ggf. der Familienangehörigen) nach Gendiagnostikgesetz (GenDG).

Methode

Die Anreicherung der kodierenden Bereiche sowie der angrenzenden Intronbereiche (+/-10 bp) erfolgt mit der in-Solution Technologie von Agilent (SureSelectXT Human All Exon V6), wodurch eine gleichmäßige Readverteilung garantiert ist. Die Hochdurchsatz-Sequenzierung wird auf der Illumina HiSeq Plattform durchgeführt.

Material und Dauer

Material: 3-5 ml EDTA-Blut oder 5 µg genomische DNA

Benötigte Unterlagen:

  • CeGaT Einsendeformular inkl. schriftliche Einverständniserklärung nach GenDG
  • Kostenübernahmeerklärung

Dauer der Untersuchung: 4-6 Wochen