Nổi bật
- Phân tích trình tự đọc dài lâm sàng (LRS) cải thiện đáng kể tỷ lệ chẩn đoán (P = .004) so với xét nghiệm di truyền tiêu chuẩn (SOC) trong bệnh nhân nhi.
- LRS giảm đáng kể thời gian chẩn đoán, trung bình 27 ngày so với 62 ngày của SOC và cho phép báo cáo kết quả âm tính sớm hơn.
- Năng lực phát hiện tích hợp của LRS bao gồm các biến thể cấu trúc phức tạp, mở rộng lặp lại và bất thường methylation mà thường bị bỏ sót trong các xét nghiệm truyền thống.
- Bằng cách tập hợp nhiều xét nghiệm SOC, LRS đơn giản hóa và đẩy nhanh quy trình chẩn đoán đáng kể trong thực hành lâm sàng.
Nền tảng nghiên cứu và gánh nặng bệnh tật
Bệnh di truyền là một gánh nặng lớn đối với dân số nhi khoa, thường xuất hiện với các triệu chứng đa dạng đòi hỏi chẩn đoán phân tử toàn diện để có thể chẩn đoán và quản lý chính xác. Xét nghiệm di truyền truyền thống bao gồm nhiều xét nghiệm tuần tự như phân tích exome (ES), phân tích genome (GS), mảng nhiễm sắc thể (CMA), karyotyping, hybrid hóa tại chỗ bằng huỳnh quang (FISH) và các bảng xét nghiệm mục tiêu, kéo dài thời gian chẩn đoán và tăng chi phí. Mặc dù GS đã cho thấy những lợi ích tăng dần nhỏ (4%-8%) so với ES đơn thuần, nhưng cải thiện chẩn đoán tổng thể (<1%) so với các xét nghiệm tiêu chuẩn kết hợp vẫn còn hạn chế. Các trường hợp không giải thích được thường còn tồn tại sau khi xét nghiệm tiêu chuẩn, một phần do khó khăn trong việc phát hiện các biến thể di truyền nhất định bao gồm mở rộng lặp lại, thay đổi methylation và các sắp xếp cấu trúc phức tạp. Những tiến bộ gần đây trong công nghệ phân tích trình tự đọc dài (LRS) cung cấp một cách tiếp cận hứa hẹn để đồng thời kiểm tra các loại biến thể này trong một bài kiểm tra duy nhất, có thể biến đổi chẩn đoán di truyền. Nghiên cứu của Thiffault et al. nhằm đánh giá LRS lâm sàng như một xét nghiệm chẩn đoán hàng đầu trong bệnh nhân nhi để đánh giá tác động của nó đối với hiệu suất chẩn đoán, thời gian trả kết quả và khả năng tập hợp các phương pháp tiêu chuẩn.
Thiết kế nghiên cứu
Nghiên cứu độ chính xác chẩn đoán kiểm soát này đã tuyển chọn 235 bệnh nhân nhi từ 0 đến 18 tuổi đã trải qua phân tích trình tự đọc dài (LRS) chất lượng cao, so sánh với 513 đối chứng có độ tuổi và biểu hiện lâm sàng phù hợp đã nhận xét nghiệm di truyền tiêu chuẩn (SOC) trong quá trình đánh giá nội trú. Các xét nghiệm tiêu chuẩn trong nhóm đối chứng bao gồm ES/GS nhanh, karyotyping, FISH, CMA và các bảng xét nghiệm mục tiêu theo chỉ định lâm sàng. Nghiên cứu tuân theo hướng dẫn Standards for Reporting of Diagnostic Accuracy (STARD) và loại trừ các biến thể ý nghĩa không rõ, các phát hiện tình cờ hoặc mang gen, và các biến thể gây bệnh không liên quan trực tiếp đến các triệu chứng lâm sàng chính. Các biện pháp đánh giá kết quả bao gồm hiệu suất chẩn đoán (các chẩn đoán giải thích các đặc điểm lâm sàng chính), thời gian trả kết quả từ lệnh xét nghiệm đến báo cáo, số lượng xét nghiệm cần thiết cho mỗi chẩn đoán và hồ sơ phát hiện biến thể. Phân tích thống kê sử dụng các bài kiểm tra χ² cho tỷ lệ chẩn đoán và các bài kiểm tra t cho so sánh thời gian trả kết quả.
Kết quả chính
Nhóm LRS đã thể hiện hiệu suất chẩn đoán cao hơn đáng kể so với nhóm SOC (P = .004). Cụ thể, trong 235 bệnh nhân được xét nghiệm bằng LRS, có 87 phát hiện chẩn đoán được báo cáo, trong khi 513 đối chứng có ít chẩn đoán hơn so với kích thước nhóm được xét nghiệm. Thời gian trung bình từ lệnh xét nghiệm đến báo cáo chẩn đoán được giảm đáng kể với LRS (27 ngày) so với SOC (62 ngày) (P = .048). Ngay cả đối với bệnh nhân có kết quả âm tính, việc cấp báo cáo cũng nhanh hơn với LRS (29 ngày) so với SOC (91 ngày) (P < .001).
Một yếu tố quan trọng thúc đẩy lợi thế chẩn đoán của LRS là khả năng phát hiện các biến thể cấu trúc phức tạp (SVs), biến thể số lượng bản sao, mở rộng lặp lại và bất thường methylation một cách tích hợp. Đáng chú ý, 16 trong 87 (18.3%) biến thể chẩn đoán trong nhóm LRS được xác định thông qua việc phát hiện biến thể toàn diện, bao gồm các rối loạn mở rộng lặp lại hiếm gặp và các thay đổi epigenetic như bất thường methylation GNAS—các đặc điểm không dễ dàng được bắt giữ bởi các xét nghiệm lâm sàng tiêu chuẩn. Trong khi 81.6% kiểu gen chẩn đoán được phát hiện bởi LRS có thể được phát hiện bằng ES, GS hoặc CMA, phương pháp xét nghiệm đơn lẻ của LRS đã loại bỏ nhu cầu phải tiến hành nhiều xét nghiệm tuần tự (trung bình 6.1 xét nghiệm trong SOC so với 2.7 trong các trường hợp LRS).
Figure 2. Long-Read Sequencing (LRS) Compared to Standard Genetic Testing Among Matched Pediatric Cases.
Những chậm trễ trong chẩn đoán của nhóm SOC chủ yếu xuất phát từ yêu cầu đặt nhiều lệnh xét nghiệm di truyền: 57 trường hợp SOC cần nhiều xét nghiệm để đạt được chẩn đoán, gây ra thời gian trả kết quả vượt quá bốn tháng. Về tỷ lệ hiệu quả xét nghiệm, các trường hợp SOC trung bình 1.6 xét nghiệm cho mỗi phát hiện chẩn đoán so với gần một xét nghiệm cho mỗi chẩn đoán trong các trường hợp LRS, nhấn mạnh tiềm năng của LRS để đơn giản hóa và rút ngắn hành trình chẩn đoán.
Những thách thức kỹ thuật cụ thể của LRS bao gồm việc đôi khi phải tải lại do thiếu hiệu suất phân tích trình tự và hạn chế trong các công cụ phân tích sinh học thứ ba. Tuy nhiên, những điều này không làm giảm đáng kể lợi ích hiệu suất của LRS trong môi trường lâm sàng.
Bình luận chuyên gia
Nghiên cứu của Thiffault et al. khẳng định LRS là một bài kiểm tra gen toàn diện biến đổi trong di truyền lâm sàng nhi khoa, cung cấp một nền tảng thống nhất vượt qua những hạn chế cố hữu của các xét nghiệm SOC tuần tự hiện tại. Điều quan trọng là khả năng của LRS để phát hiện một loạt các loại biến thể—bao gồm mở rộng lặp lại và sửa đổi epigenetic—thường yêu cầu các xét nghiệm chuyên biệt và ít khi được đặt cùng một lúc, cung cấp giá trị lâm sàng độc đáo.
Figure 2. Long-Read Sequencing (LRS) Compared to Standard Genetic Testing Among Matched Pediatric Cases.
Chuyên gia đánh giá rằng mặc dù việc diễn giải kết quả LRS dựa trên các loại biến thể được xác định bởi các xét nghiệm truyền thống, nhưng thực hành lâm sàng thường chọn lọc sử dụng xét nghiệm dựa trên nghi ngờ lâm sàng, thường để lại các mở rộng lặp lại hoặc bất thường methylation không được phát hiện do các biểu hiện không điển hình. LRS khắc phục điều này bằng cách bắt giữ các loại biến thể đa dạng trong một bài kiểm tra duy nhất, bất kể các giả định lâm sàng ban đầu.
Việc giảm thời gian trả kết quả chẩn đoán mang lại tác động lâm sàng quan trọng, đặc biệt trong dân số nhi khoa, nơi chẩn đoán sớm có thể cung cấp thông tin về quản lý, tiên lượng và tư vấn di truyền. Mặc dù còn những thách thức trong các quy trình phân tích và sự trưởng thành của sinh tin học, nghiên cứu này đặt ra một chuẩn mực cho việc tích hợp LRS vào lâm sàng.
Các phiên bản tương lai của LRS áp dụng trong môi trường lâm sàng có khả năng mở rộng việc phát hiện các biến thể gây bệnh, đặc biệt là trong các vùng không mã hóa của genome hiện đang được thăm dò kém bởi phân tích trình tự ngắn hoặc mục tiêu.
Kết luận
Phân tích trình tự đọc dài chất lượng cao lâm sàng là một bước tiến đáng kể trong chẩn đoán di truyền của bệnh nhi. Bằng cách tập hợp nhiều xét nghiệm di truyền tiêu chuẩn thành một bài kiểm tra toàn diện, LRS cải thiện hiệu suất chẩn đoán, rút ngắn thời gian trả kết quả và tăng cường khả năng phát hiện các biến thể cấu trúc, epigenetic và mở rộng dưới nhận biết của các xét nghiệm truyền thống. Sự tích hợp của nó vào các đường dẫn lâm sàng hứa hẹn sẽ đơn giản hóa quy trình chẩn đoán di truyền, giảm thiểu chậm trễ và cải thiện chăm sóc bệnh nhân. Việc tiếp tục tinh chỉnh hiệu suất phân tích trình tự và phân tích sinh tin học sẽ tăng cường thêm tính năng lâm sàng của nó. Tổng thể, LRS báo hiệu một kỷ nguyên mới trong gen lâm sàng, mang lại những tác động sâu sắc đối với việc chẩn đoán kịp thời và chính xác các rối loạn di truyền phức tạp ở trẻ em.
Tài liệu tham khảo
Thiffault I, Farrow E, Barrett C, Scott M, Ross A, Means JC, Cheung WA, Johnson AF, Koseva B, McLennan R, Grundberg E, Bi C, Schwendinger-Schreck C, Yoo B, Johnston JJ, Del Viso F, Paolillo V, Herriges J, Zhang L, Gibson M, Cohen ASA, Alaimo J, Saunders CJ, Pastinen T. Clinical Long-Read Sequencing Test for Genetic Disease Diagnosis. JAMA Pediatr. 2025 Sep 22:e253320. doi: 10.1001/jamapediatrics.2025.3320 . Epub ahead of print. PMID: 40982260 ; PMCID: PMC12455484 .
