آزمایش‌های ژنتیک مسیر تشخیص دقیق بیماری‌های مادرزادی قلب را هموار می‌کند

وی افزود: این اختلالات از نقص‌های ساده مانند وجود حفره بین دهلیزها یا بطن‌های قلب تا موارد پیچیده‌تری نظیر تترالوژی فالوت (Tetralogy of Fallot)، جابه‌جایی عروق بزرگ، نقص دریچه‌ای و بیماری‌های مرتبط با خروجی قلب را شامل می‌شود.

وی تصریح کرد: بیماری‌های مادرزادی قلب تنها به خود قلب محدود نمی‌شوند و در بسیاری از بیماران به‌ویژه در موارد پیچیده یا همراه با علائم دیگر ممکن است علت زمینه‌ای در سطح DNA و تغییرات ژنتیکی وجود داشته باشد. در چنین شرایطی ژنتیک مولکولی و فناوری‌هایی مانند توالی‌یابی نسل جدید (Next Generation Sequencing یا NGS) و توالی‌یابی کل اگزوم (Whole Exome Sequencing یا WES) اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کنند.

ژنتیک مولکولی و تنوع ژنی بیماری‌های قلبی

این پژوهشگر ژنتیک همچنین بیان کرد: بیماری‌های مادرزادی قلب معمولاً حاصل تعامل عوامل گوناگون از جمله عوامل ژنتیکی، شرایط محیطی دوران بارداری، بیماری‌های مادر مانند دیابت، برخی داروها یا عفونت‌ها هستند. در بسیاری از موارد نیز مجموعه‌ای از عوامل ژنتیکی و محیطی به‌صورت هم‌زمان در افزایش خطر بیماری نقش دارند؛ عواملی که همه ابعاد آن هنوز به‌طور کامل شناخته نشده است.

رفیعی ادامه داد: در بخشی از بیماران یک تغییر ژنتیکی مشخص می‌تواند علت اصلی بیماری باشد اما در گروهی دیگر مجموعه تغییرات ژنتیکی در کنار عوامل محیطی زمینه بروز نقص قلبی را فراهم می‌کنند. بنابراین نمی‌توان انتظار داشت برای تمام بیماران یک «ژن واحد» شناسایی شود چرا که بیماری‌های مادرزادی قلب از نظر ژنتیکی بسیار متنوع هستند.

وی اظهار کرد: این بیماری‌ها ممکن است بر اثر تغییر در تعداد کروموزوم‌ها، حذف یا اضافه شدن بخشی از DNA، تغییرات کوچک در توالی ژن‌ها یا تغییرات تعداد نسخه ژن‌ها ایجاد شوند. ژنتیک مولکولی کمک می‌کند این تغییرات در ماده ژنتیکی یا DNA شناسایی و از نظر اثر احتمالی بر بیماری تفسیر شوند.

عضو انجمن ژنتیک ایران گفت: تغییرات مولکولی می‌توانند شامل تغییر یک نوکلئوتید، حذف یا اضافه شدن چند نوکلئوتید، تغییر در محل اتصال اگزون و اینترون، حذف یا دو برابر شدن قطعات بزرگ‌تر DNA و همچنین تغییرات تعداد نسخه (Copy Number Variations) باشند.

وی افزود: چنین تغییراتی ممکن است باعث شوند یک پروتئین اصلاً ساخته نشود یا ساختار و عملکرد آن دچار اختلال شود و همچنین میزان بیان یک ژن کاهش یا افزایش یابد. در روند تکامل قلب جنین مسیرهای مولکولی بسیار دقیقی فعال هستند و ژن‌هایی مانندNKX۲-۵، GATA۴، TBX۵، NOTCH۱، KCNJ۲ و MYH۶ در رشد قلب، شکل‌گیری حفره‌ها و دریچه‌ها و عملکرد سیستم الکتریکی قلب نقش دارند.

روش‌های نوین تشخیص؛ شانس بیشتر یافتن علت مولکولی

رفیعی در ادامه با اشاره به تفاوت روش‌های نوین با آزمایش‌های گذشته خاطرنشان کرد: در روش‌های قدیمی معمولاً تنها یک ژن یا تعداد محدودی از ژن‌ها مورد بررسی قرار می‌گرفتند؛ یعنی اگر پزشک براساس علائم بیمار به بیماری خاصی مشکوک بود همان ژن هدف آزمایش قرار می‌گرفت. اما با توجه به تنوع ژنتیکی بالای بیماری‌های مادرزادی قلب این رویکرد همیشه پاسخ‌گو نیست.

وی افزود: فناوری NGS این امکان را فراهم کرده که تعداد زیادی ژن به‌صورت هم‌زمان بررسی شوند. به جای توالی‌یابی جداگانه هر ژن می‌توان یک پنل ژنی مرتبط با بیماری‌های مادرزادی قلب را ارزیابی کرد؛ اقدامی که شانس یافتن علت مولکولی بیماری را در موارد مناسب افزایش می‌دهد.

این عضو انجمن ژنتیک آمریکا ادامه داد: در فرایند NGS ابتدا DNA بیمار استخراج می‌شود سپس نواحی هدف با روش‌هایی مانند PCR یا روش‌های غنی‌سازی هدفمند آماده بررسی می‌شوند و دستگاه توالی‌یاب میلیون‌ها قطعه از DNA را می‌خواند. پس از آن داده‌ها وارد مسیر بیوانفورماتیکی می‌شوند که شامل کنترل کیفیت، هم‌ترازی توالی‌ها با ژنوم مرجع، شناسایی واریانت‌ها، فیلتر کردن تغییرات شایع، بررسی اثر احتمالی آن‌ها بر عملکرد ژن و در نهایت تفسیر بالینی است.

وی تأکید کرد: NGS صرفاً یک دستگاه یا آزمایش منفرد نیست بلکه یک فرایند کامل است که از نمونه‌گیری و استخراج DNA آغاز می‌شود و با تفسیر بالینی توسط تیمی از متخصصان به پایان می‌رسد.

رفیعی درباره کاربرد توالی‌یابی کل اگزوم نیز گفت: WES یا توالی‌یابی کل اگزوم بخش‌های کدکننده پروتئین در ژن‌ها را بررسی می‌کند. اگرچه اگزوم بخش کوچکی از کل ژنوم را تشکیل می‌دهد اما درصد قابل‌توجهی از تغییرات بیماری‌زا در همین نواحی قرار دارند.

وی اظهار کرد: WES در مواردی ارزش بیشتری پیدا می‌کند که بیماری پیچیده باشد، بیمار علاوه بر نقص قلبی دچار اختلال رشد، مشکلات عصبی، ناهنجاری‌های صورت یا اختلالات اسکلتی شود، سابقه خانوادگی وجود داشته باشد یا روش‌های معمول به تشخیص مشخصی منتهی نشده باشند.

پژوهشگر ژنتیک افزود: در برخی موارد DNA پدر و مادر نیز هم‌زمان با کودک بررسی می‌شود که به آن توالی‌یابی سه‌فره (Trio-WES) گفته می‌شود. این روش به متخصصان کمک می‌کند مشخص کنند یک واریانت از یکی از والدین به ارث رسیده، به‌صورت دو نسخه در کودک دیده شده یا به شکل جدید و تازه ایجادشده (de novo) ظهور کرده است.

وی بیان کرد: این موضوع در بیماری‌های مادرزادی قلب اهمیت زیادی دارد؛ چرا که بخشی از تغییرات ژنتیکی ممکن است نخستین‌بار در جنین یا کودک ایجاد شده باشند و در سابقه خانوادگی مشاهده نشوند.

رفیعی درباره زمان درخواست آزمایش ژنتیک برای بیماران مبتلا به نقص مادرزادی قلب نیز گفت: همه بیماران الزاماً به یک آزمایش ژنتیکی مشابه نیاز ندارند و انتخاب آزمایش باید بر اساس شرح حال، معاینه، نوع نقص قلبی و علائم همراه انجام شود.

وی افزود: بیماری‌های قلبی شدید یا چندگانه، وجود ناهنجاری در سایر اندام‌ها، اختلال رشد یا تأخیر تکاملی، ویژگی‌های ظاهری یا اسکلتی غیرمعمول، سابقه خانوادگی بیماری مشابه، سقط مکرر یا مرگ جنینی در خانواده، ازدواج فامیلی، ابتلای هم‌زمان چند عضو خانواده و علائم مرتبط با سندرم‌هایی مانند حذف ۲۲q۱۱.۲، نونان (Noonan)، هولت-اورام (Holt-Oram) و آلگایل (Alagille) از جمله شرایطی هستند که ضرورت ارزیابی ژنتیکی را افزایش می‌دهند.

این مدرس دانشگاه خاطرنشان کرد: در برخی بیماران ممکن است ابتدا بررسی تغییرات کروموزومی با روش‌هایی مانند کاریوتایپ، میکرواری یا آزمایش‌های مربوط به حذف‌ها و دوپلیکیشن‌ها ضرورت داشته باشد و پس از آن NGS یا WES انجام شود. انتخاب آزمایش باید هدفمند و مبتنی بر شرایط بالینی بیمار و نه صرفاً بر اساس در دسترس بودن فناوری باشد.

رفیعی با اشاره به اهمیت تفسیر نتایج آزمایش‌های ژنتیکی اظهار کرد: شناسایی یک تغییر ژنتیکی الزاماً به معنای بیماری‌زا بودن آن نیست. واریانت‌ها معمولاً در گروه‌های بیماری‌زا، احتمالاً بیماری‌زا، با اهمیت نامشخص (Variant of Uncertain Significance یا VUS)، احتمالاً خوش‌خیم و خوش‌خیم طبقه‌بندی می‌شوند.

وی افزود: برای تفسیر یک واریانت نمی‌توان تنها به یک نرم‌افزار یا پایگاه داده اتکا کرد بلکه باید مشخص شود آیا این تغییر در افراد سالم شایع است یا خیر، آیا پیش‌تر در بیماران مشابه گزارش شده، آیا در جایگاه مهمی از پروتئین قرار گرفته، آیا عملکرد ژن را مختل می‌کند، آیا با الگوی وراثتی بیماری هم‌خوان است و آیا فنوتیپ بیمار با بیماری مرتبط با آن ژن مطابقت دارد یا خیر.

عضو انجمن ژنتیک ایران ادامه داد: در برخی موارد برای تأیید نتیجه از روش‌هایی مانند توالی‌یابی سنگر، MLPA، qPCR یا بررسی ژنتیکی والدین استفاده می‌شود.

وی درباره محدودیت‌های NGS و WES نیز گفت: نتیجه منفی آزمایش همواره به معنای نبود علت ژنتیکی نیست؛ چراکه ممکن است تغییر بیماری‌زا در نواحی تنظیمی یا غیرکدکننده ژن قرار گرفته باشد که در WES به‌طور کامل پوشش داده نمی‌شوند.

رفیعی افزود: برخی تغییرات ساختاری، تکرارهای بزرگ، موزائیسم و تغییرات میتوکندریایی نیز ممکن است با دقت کامل شناسایی نشوند. همچنین گاهی نتیجه آزمایش یک واریانت با اهمیت نامشخص را نشان می‌دهد که نباید به‌تنهایی مبنای تصمیم‌گیری قطعی پزشکی قرار گیرد.

وی تأکید کرد: تفسیر آزمایش ژنتیک باید در کنار اطلاعات بالینی، تصویربرداری قلب، سابقه خانوادگی و مشاوره ژنتیک انجام شود.

پژوهشگر حوزه ژنتیک گفت: تشخیص مولکولی صرفاً برای نام‌گذاری بیماری نیست بلکه می‌تواند در مدیریت بهتر بیمار و خانواده نقش مؤثری داشته باشد. این نتایج ممکن است ضرورت پیگیری عوارض خارج‌قلبی، بررسی خطر برخی آریتمی‌ها یا درگیری عروق، ارزیابی خطر تکرار بیماری در بارداری‌های آینده و شناسایی بستگان در معرض خطر را مشخص کند.

این مدرس دانشگاه خاطرنشان کرد: در صورت نیاز و بر اساس شرایط هر خانواده گزینه‌هایی مانند تشخیص پیش از تولد و تشخیص ژنتیکی پیش از لانه‌گزینی نیز قابل بررسی هستند؛ اما همه این تصمیم‌ها باید فردمحور، علمی و همراه با مشاوره تخصصی ژنتیک اتخاذ شوند.

وی در ادامه گفت: هدف نهایی آزمایش‌های ژنتیک صرفاً شناسایی یک واریانت نیست؛ بلکه رسیدن به تشخیصی قابل اعتماد، بهبود مراقبت از بیمار و ارائه اطلاعات دقیق به خانواده برای تصمیم‌گیری‌های آینده است. تحقق این هدف نیز نیازمند همکاری متخصص قلب، پزشک ژنتیک، متخصص ژنتیک مولکولی، متخصص آزمایشگاه و تیم بیوانفورماتیک خواهد بود.