ประโยชน์ของการวินิจฉัยระดับโมเลกุล

ก่อนคลอด

การทดสอบก่อนคลอดแบบดั้งเดิม สำหรับความผิดปกติของโครโมโซมเช่นดาวน์ซินโดรมขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์จำนวนและการปรากฏตัวของโครโมโซม karyotype การทดสอบการวินิจฉัยโมเลกุลเช่น microarray เปรียบเทียบจีโนมผสมแทนตัวอย่างดีเอ็นเอ ของปี 2013 มันยังคงเป็นส่วนเสริมของการทดสอบแบบดั้งเดิม

การรักษา

ความแตกต่างของนิวคลีโอไทด์เดี่ยวเพียงไม่กี่ตัวในผู้ป่วยที่แตกต่างกันเล็กน้อยใน DNA ของพวกเขาสามารถช่วยทำนายได้ว่าพวกเขาเผาผลาญยาโดยเฉพาะได้เร็วแค่ไหน สิ่งนี้เรียกว่า Pharmacogenomics ตัวอย่างเช่นเอนไซม์ CYP2C19 ที่เผาผลาญยาหลายชนิดเช่น anticoagulant clopidogrel ในรูปแบบที่ใช้งานของพวกเขาผู้ป่วยบางชนิดมี polymorphisms ที่ตำแหน่งเฉพาะในยีน 2C19 ที่ทำให้เกิดการเผาผลาญยาเสพติดเหล่านี้ แพทย์สามารถทดสอบความหลากหลายเหล่านี้และตรวจสอบว่ายานั้นมีประสิทธิภาพอย่างเต็มที่ในผู้ป่วยรายนั้นระบบชีววิทยาโมเลกุลได้ช่วยแสดงให้เห็นว่ากลุ่มอาการบางชนิดที่จัดประเภทก่อนหน้านี้เป็นความผิดปกติเดียวเป็นหลายชนิดย่อยที่มีสาเหตุและการรักษาที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ชนิดย่อย (เช่นการติดเชื้อและมะเร็ง) หรือการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมของโรคที่มีองค์ประกอบทางพันธุกรรมเช่นกลุ่มอาการของซิลเวอร์-รัสเซล

โรคติดเชื้อ

การวินิจฉัยระดับโมเลกุลใช้เพื่อระบุโรคติดเชื้อเช่นไวรัสไข้หวัดใหญ่หนองในเทียมและวัณโรคหรือสายพันธุ์เฉพาะเช่นไวรัส H1N1 หรือ SARS-COV-2. การระบุตัวตนของยีนสามารถทำได้อย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่นการตรวจสอบการขยายความร้อนของ isothermal ที่เป็นสื่อกลางสามารถวินิจฉัยปรสิตมาลาเรียและมีความแข็งแกร่งเพียงพอสำหรับประเทศกำลังพัฒนา แต่แม้จะมีความก้าวหน้าเหล่านี้ในการวิเคราะห์จีโนมในปี 2556 การติดเชื้อยังคงถูกระบุด้วยวิธีการอื่น ๆ ของพวกเขา การวินิจฉัยระดับโมเลกุลยังใช้เพื่อทำความเข้าใจกับสายพันธุ์เฉพาะของเชื้อโรคเช่นโดยการตรวจจับยีนต้านทานที่มันมีและการรักษาที่จะหลีกเลี่ยงการวิเคราะห์ลำดับต่อไปของ metagenomic ต่อไป

การบริหารความเสี่ยงโรค

จีโนมของผู้ป่วยอาจมีการกลายพันธุ์ที่สืบทอดมาหรือสุ่มซึ่งส่งผลกระทบต่อความน่าจะเป็นในการพัฒนาโรคในอนาคตตัวอย่างเช่น Lynch Syndrome เป็นความผิดปกติทางพันธุกรรมที่ทำให้ผู้ป่วยเป็นมะเร็งลำไส้ใหญ่และมะเร็งอื่น ๆ การตรวจจับก่อนกำหนดสามารถนำไปสู่การตรวจสอบอย่างใกล้ชิดซึ่งช่วยเพิ่มโอกาสของผู้ป่วยในผลลัพธ์ที่ดีความเสี่ยงของโรคหลอดเลือดหัวใจถูกระบุโดย biomarkers และการตรวจคัดกรองสามารถวัดความเสี่ยงของเด็กที่เกิดมาพร้อมกับความผิดปกติทางพันธุกรรมเช่น cystic fibrosis การทดสอบทางพันธุกรรมมีความซับซ้อนทางจริยธรรม: ผู้ป่วยอาจไม่ต้องการแรงกดดันในการรู้ความเสี่ยงในประเทศที่ไม่มีการดูแลสุขภาพสากลความเสี่ยงที่รู้จักอาจผลักดันเบี้ยประกัน

มะเร็ง

มะเร็งคือการเปลี่ยนแปลงของกระบวนการเซลลูลาร์ที่นำไปสู่การเจริญเติบโตที่ไม่สามารถควบคุมได้ของเนื้องอกเซลล์มะเร็งบางครั้งก็มีการกลายพันธุ์ใน oncogenes เช่น KRAS และ CTNNB1 (เบต้า-เคทินิน) การวิเคราะห์ลายเซ็นโมเลกุลของเซลล์มะเร็ง DNA และระดับการแสดงออกผ่าน Messenger RNA แพทย์เพื่ออธิบายลักษณะมะเร็งและเลือกการรักษาที่ดีที่สุดสำหรับผู้ป่วยของพวกเขาในปี 2010 การตรวจที่รวมแผงแอนติบอดีกับโมเลกุลของเครื่องหมายโปรตีนที่เฉพาะเจาะจงเป็นเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่ การทดสอบมัลติเพล็กซ์เหล่านี้สัญญาว่าจะวัดเครื่องหมายจำนวนมากพร้อมกันผู้ตรวจสอบทางชีวภาพในอนาคตที่มีศักยภาพอื่น ๆ รวมถึงโมเลกุล microRNA ซึ่งเซลล์มะเร็งแสดงมากกว่าเซลล์ที่มีสุขภาพดีมะเร็งเป็นโรคที่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องโดยมีสาเหตุระดับโมเลกุลมากมาย ความแตกต่างของโรคมีอยู่แม้ภายในแต่ละบุคคลการศึกษาโมเลกุลของโรคมะเร็งได้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการกลายพันธุ์ของผู้ขับขี่ในการเจริญเติบโตของเนื้องอกและการแพร่กระจายเทคนิคหลายอย่างสำหรับการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงลำดับได้รับการพัฒนาเพื่อใช้ในการวิจัยมะเร็งเทคนิคเหล่านี้สามารถจัดกลุ่มเป็นสามวิธี: โพลีเมอเรส ปฏิกิริยาลูกโซ่ (PCR), การผสมพันธุ์และการหาลำดับรุ่นต่อไป (NGS) ในปัจจุบันการทดสอบ PCR และการผสมพันธุ์จำนวนมากได้รับการอนุมัติจาก FDA สำหรับการใช้งานในการวินิจฉัยในหลอดทดลอง การวินิจฉัย

ปัญหาที่สำคัญในการทดสอบการวินิจฉัยระดับโมเลกุลสำหรับมะเร็งคือการตรวจจับตัวแปรลำดับดีเอ็นเอการตรวจชิ้นเนื้อ tumor ที่ใช้สำหรับการวินิจฉัยที่มีอยู่อย่างสม่ำเสมอซึ่งมีเพียง 5% ของตัวแปรที่น่าสนใจเมื่อเทียบกับลำดับประเภทป่า นอกจากนี้สำหรับการใช้งานที่ไม่รุกรานในเลือดหรือปัสสาวะรอบนอกการทดสอบดีเอ็นเอจะต้องมีความเฉพาะเจาะจงเพียงพอที่จะตรวจจับการกลายพันธุ์ด้วยความถี่อัลลีลตัวแปรต่ำกว่า 0.1% [ยี่สิบสอง].ปัจจุบันโดยการเพิ่มประสิทธิภาพ PCR ทั่วไปมีการประดิษฐ์ใหม่ระบบการกลายพันธุ์ของทนไฟ (ARMS) ซึ่งเป็นวิธีการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงลำดับดีเอ็นเอในมะเร็งหลักการที่อยู่เบื้องหลังแขนคือกิจกรรมการขยายเอนไซม์ของดีเอ็นเอโพลีเมอร์ ใกล้กับจุดสิ้นสุดของไพรเมอร์ 3 แห่ง บริษัท ต่าง ๆ ได้พัฒนาการทดสอบการวินิจฉัยตามไพรเมอร์ PCR ของ ARMS ตัวอย่างเช่น Qiagen Therascreen, Roche Cobas [49] และ Biomerieux THXID [50] พัฒนาการทดสอบ PCR ที่ได้รับการรับรองจาก FDA สำหรับการตรวจจับปอด, ลำไส้ใหญ่และการกลายพันธุ์ของมะเร็งเต้านมระยะแพร่กระจายในยีน KRAS, EGFR และ BRAF ตรวจสอบความถูกต้องเกี่ยวกับ DNA จีโนมที่สกัดจากเนื้อเยื่อ FFPEนอกจากนี้ยังมี microarrays ที่ใช้กลไกการผสมพันธุ์เพื่อวินิจฉัยโรคมะเร็ง การใช้เทคโนโลยีชิปยีนของ Affymetrix นั้นสามารถสังเคราะห์โพรบได้มากกว่าหนึ่งล้านโพรบในอาร์เรย์โดยมีขีด จำกัด การตรวจจับที่ 1 ถึง 10 mRNA สำเนาต่อดี microarrays ที่ได้รับการปรับปรุงโดยทั่วไป ได้รับการอนุมัติการตรวจวินิจฉัยบางอย่างโดยใช้ microarrays: การทดสอบของ Mammaprint ของวาระการประชุมสามารถแจ้งความเสี่ยงการเกิดซ้ำของมะเร็งเต้านมโดยการวิเคราะห์การแสดงออกของยีน 70 ยีนที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งเต้านม Autogenomics Infniti CYP2C19 การทดสอบสามารถวิเคราะห์ความหลากหลายทางพันธุกรรมซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่อการตอบสนองต่อการรักษาโรคซึมเศร้า ในขณะที่ Cytoscan DX ของ Affymetrix สามารถประเมินความพิการทางปัญญาและความผิดปกติ แต่กำเนิดโดยการวิเคราะห์การกลายพันธุ์ของโครโมโซม

ในอนาคตเครื่องมือวินิจฉัยโรคมะเร็งอาจมุ่งเน้นไปที่การจัดลำดับรุ่นต่อไป (NGS) เทคโนโลยีในด้านเครื่องมือวินิจฉัยโมเลกุลจะได้รับการพัฒนาต่อไปผ่านการใช้ DNA และ RNA Sequencing สำหรับการวินิจฉัยโรคมะเร็ง แม้ว่าปริมาณงานและราคาของ NGS ลดลงอย่างมากโดยประมาณ 100 เท่าในช่วง 10 ปีที่ผ่านมาเรายังคงมีขนาดอย่างน้อย 6 คำสั่งห่างจากการเรียงลำดับลึกในระดับจีโนมทั้งหมดในปัจจุบัน ในการแปลแอมป์เช่น oncomine ที่ครอบคลุมการทดสอบพวกเขามุ่งเน้นไปที่การใช้การเรียงลำดับลึกของยีนที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งเพื่อตรวจจับตัวแปรลำดับที่หายาก

เครื่องมือวินิจฉัยระดับโมเลกุลมีให้สำหรับการประเมินความเสี่ยงโรคมะเร็งตัวอย่างเช่นการทดสอบ BRCA1/2 ของพันธุศาสตร์จำนวนมากประเมินความเสี่ยงตลอดชีวิตของผู้หญิงในการพัฒนามะเร็งเต้านมนอกจากนี้มะเร็งบางชนิดไม่ได้มีอาการที่ชัดเจนเสมอไป ไม่แสดงอาการที่ชัดเจนดังนั้นมะเร็งสามารถตรวจพบได้ในระยะแรกตัวอย่างเช่นการทดสอบ cologuard สามารถใช้ในการคัดกรองผู้คนที่มีอายุมากกว่า 55 ปีสำหรับมะเร็งลำไส้ใหญ่ และเครื่องมือวินิจฉัยระดับโมเลกุลสามารถใช้ในการพยากรณ์โรคของการลุกลามของโรคมะเร็งตัวอย่างเช่นการทดสอบ oncotype DX ของจีโนมสุขภาพของจีโนมการทดสอบความเสี่ยงมะเร็งเต้านมเทคนิคของพวกเขาสามารถแจ้งให้ผู้ป่วยแสวงหาเคมีบำบัดหากจำเป็นโดยการตรวจสอบระดับการแสดงออกของ RNA ในการตรวจชิ้นเนื้อมะเร็งเต้านม

ด้วยการสนับสนุนจากรัฐบาลที่เพิ่มขึ้นในการวินิจฉัยโมเลกุล DNA คาดว่าจะมีจำนวนการตรวจจับการตรวจจับ DNA ทางคลินิกที่เพิ่มขึ้นสำหรับโรคมะเร็งในไม่ช้าการวิจัยในการวินิจฉัยโรคมะเร็งกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วโดยมีเป้าหมายลดลง แพทย์และผู้ป่วย