הצ'יפ הגנטי לאיתור בעיות כרומוזומליות - CMA

מתוך Genopedia - פרופ' מוטי שוחט

שמות נרדפים: ציפ גנטי, בדיקה לאיתור שינויים מזעריים בכרומוזומים, בדיקת Chromosomal micro-array analysis) CMA).

הקדמה: מהי בדיקת Chromosomal micro-array analysis) CMA)?

בפרק זה מפורט המידע הרלוונטי לצ'יפ גנטי שנועד לבדיקה של שינויים כרומוזומלים. זהו הצ'יפ הראשון שנכנס לשימוש קליני די שגרתי בילדים עם פיגור שכלי (ראה בהמשך). קיימים גם צ'יפים גנטיים המשמשים לאיתור שינויים גנטיים למטרות אחרות (ראה תחת פרויקט גנום האדם ועתיד הגנטיה) - אלו בשימוש בעיקר מחקרי.

עד היום, במשך למעלה מ-50 שנה, הבדיקה של הכרומוזומים נעשתה בבחינה תחת המיקרוסקופ. לאחרונה פותחה שיטה חדשה המשלבת בדיקה ציטוגנטית (בדיקת הכרומוזומים) ע"י בדיקות הדנ"א של הנבדק, ומאפשרת רזולוציה גבוהה בהרבה מהשיטה הציטוגנטית המקובלת היום.

הבדיקה מתבצעת בטכניקה חדשנית המאפשרת לבחון בניסוי אחד אתרים שונים של החומר הגנטי, על מנת לקבוע אם קיימים חסרים או תוספות מזערים (כאל שאף לא ניתן לגלות בבדיקת הכרומוזומים הסטנדרטית) בכרומוזומים.

טכנית, היא מבוצעת על משטח זכוכית שעל גביו מונחים מקטעי דנ"א המיצגים אזורים שונים של הכרומוזומים. מהחומר הגנטי של הרקמה הנבדקת (של אדם נבדק) מוכן דנ"א והוא נצבע בצבע פלורסצנטי ירוק. במקביל מופק הדנ"א של נבדק ביקורת הידוע כאדם בריא ללא בעיות כרומוזומליות, וזה נצבע בצבע פלורסצנטי אדום. עירוב בכמות שווה של 2 הדגימות והדגרתם על המשטח יוצר מצב בו כל המקטעים שעל משטח הזכוכית יצבעו בצהוב, כביטוי לכמות שווה של חומר גנטי של הנבדק והביקורת – זאת בתנאי שהנבדק בריא גם כן ואין לו בעיות כרומוזומליות. אולם אם לנבדק יש חוסר של מקטע כרומוזומלי (עותק אחד במקום 2), אותו אתר בזכוכית המיצג מקטע זה ייצבע יחסית ביותר צבע פלורסצנטי אדום, כביטוי לחוסר היחסי של המקטע בנבדק. ההפך, המקטע ייצבע בעודף צבע פלורסצנטי ירוק אם לנבדק יש תוספת של מקטע זה בחומר הגנטי שלו (3 עותקים במקום 2).

כלומר, כעיקרון, בבדיקה זו משווים בין כמות החומר הכרומוזומלי של הנבדק לזו של האדם הנחשב לתקין - אזורים שבהם לנבדק עודף ידגימו הגברה יחסית של הסיגנל הפלורסצנטי בו נצבע החומר הגנטי שלו (בצבע ירוק בדוגמא שלנו) וההפך אם לנבדק יש חוסר כרומוזומלי.

לכן מידת הרזולוציה תגדל ככל שמקטעי הדנ"א על גבי הזכוכית יהיו קטנים ורבים יותר.

אלו צ'יפים קיימים ומי מהם עדיף יותר?

כיום יש בשימוש מספר צ'יפים מסוגים שונים – חלקם מבוססים על מקטעים המתבססים על CGH-arrays (מבוססים לדוגמא על BAC-clone) אחרים המתבססים של SNP-arrays וכד'.

הצ'יפים הקיימים היום מתחלקים ל-2 גישות שונות: אלו הכוללים מקטעים מיצגים מכל הגנום (All genome), ואלו המכילים מקטעים של אזורים בגנום שידוע כי הם גורמים לתסמונת גנטית מוכרת (Targeted). הצ'יפים האלו (Targeted) הוכנו ונוסו במרכזים שונים. בארה"ב קיימים 3 צ'יפים כאלו בשימוש קליני ב-3 מערכות בריאות שונות - מידת הדיוק, האמינות, הכיסוי, וההצלחה של כל סוג של צ'יפ נמצא כעת בהשוואה ובבחינה על ידי ה-NIH, והמידע ההשוואתי יהיה זמין בעוד מס' שנים. לשימוש קליני בדגימות מי שפיר הומלץ על ידי רוב החוקרים בתחום להשתמש בסוג הTargeted בלבד.

במקביל ישנם צ'יפים המוכנים במרכזים מסחריים אחרים, כולל באירופה, והם כעת בגדר בחינה גם כן. כרגע הבדיקות הללו נערכות במסגרת של מחקר. הצ'יפים האחרונים שפותחו בחברות מסחריות (מסוג All genome) נראים לטווח הארוך מבטיחים יותר מאלו שפותחו במכונים אקדמיים (מסוג Targeted), אבל עדיין חסר הניסיון הקליני איתם ובמיוחד חסר המידע המדויק על המשמעות של התוצאה כשיש חשד לחסר או תוספת.

יתרונות הבדיקה ושימושיה במצבים שונים: או מה ידוע על יכולת הגילוי של הצ'יפ?

1. זיהוי שינויים מזעריים בכרומוזומים -

הבדיקה יכולה לאתר שינויים קטנים יותר שלא יתגלו תחת המיקרוסקופ בבדיקה הסטנדרטית של הכרומוזומים|קריוטיפ. שינויים כאלו אם הם לא נמצאים בהורה של הנבדק מעידים על סיכון גבוה מאד (מעל 95%) לפיגור שכלי. השימוש בצ'יפים המפורטים יותר מאפשר גילוי שינויים הקטנים פי יותר מ-50 מאלו המתגלים בשיטה הסטנדרטית של בחינת הכרומוזומים. בעבודות מחקר שבוצעו ברחבי העולם נבחנו ילדים עם פיגור שכלי עם ו/או בלי ממצאים שונים אחרים, ואף במצבי מחלה אחרים כמו אוטיזם בצ'יפים השונים. ב-4 עבודות גדולות רבי משתתפים, שנבחנו בסוגי צ'יפים שונים, נמצא כי בכ-10% מהנבדקים בקבוצות קיימים שינויים מזעריים (תוספת או חסר) בכרומוזומים, אף שבבדיקת הכרומוזומים הרגילה לא נמצאו ליקויים. הסיכוי לגילוי שינוי כזה היה גדול יותר אם היו גם שינויים חיצוניים כמו היקף ראש מעט קטן, IUGR ושנויים דיסמורפים.

2. זיהוי של מוזאיקה -

בילדים עם תסמונת גנטית הבדיקה הוכחה כיעילה גם בזיהוי מוזאיקה, כאשר המקטע החסר הוא רק בחלק של תאי הרקמה הנבדקת (בד"כ דם או מי שפיר). נמצא כי מוזאיקות (של אפילו 7%), שלא התגלו בבדיקה הסטנדרטית של הכרומוזומים|קריוטיפ התגלו בצ'יפים הללו של aCGH.

3. הבדיקה מהירה -

אורכת עד כ-10 ימי עבודה מרגע שמגיעה למעבדה.

מגבלות וסכנות של הבדיקה?

1. לא ברור מה הסיכוי לגלות בעיה כרומוזומלית מזערית בעזרת הצ'יפ הגנטי הזה בנשים עם תוצאות סקר ואולטרה-סאונד תקינים. יתכן והסיכוי הזה קטן ביותר, וכי כמעט כל המקרים מצויים באלו עם שינויים באולטרה-סאונד, כמו IUGR וכד'. הצגת הטכנולוגיה בנתונים של היום עלול לגרום לאנשים לחשוב אולי בטעות כי הם בסיכון גבוה להימצאות בעיה כזו, ואז לבצע דיקור מי שפיר שככה לא התכוונו לבצע.

2. עד שיצטבר ניסיון רב טעויות עלולות להתגלות בפענוח - ישנם אזורים רבים בגנום שמכילים תוספות או חסרים שאינם גורמים לנזק או איזו שהיא בעיה רפואית - אזורים אלו נקראים אתרים פולימורפים. עדיין לא ידועים כל האזורים הללו ולכך פוטנציאל של טעות בכמה דרכים.

א. לנבדק יתכנו 2 עותקים של אותו גדיל, בבדיקה התשובה תיקרא כתקינה, אבל בעצם יש לו חסר כרומוזומלי.

ב. ב-10% מהבדיקות של הצ'יפ הגנטי לאיתור שינויים כרומוזומליים מזעריים מתקבלת תשובה המתאימה לקיום חסר או עודף מטען גנטי באתר מסוים, ומקרים אלו יכולים להיות פולימורפיזם או מוטציה. בכדי להתגבר על השאלה הזו מבצעים בדיקה דומה גם בדנ"א של ההורים הבריאים של הנבדק הזה:

- אם גם להם (מספיק אחד מהם) יש את אותו שינוי המסקנה הכללית היא שככל הנראה מדובר בפולימורפיזם (כלומר אז לכאורה אין לכך כל השפעה על העובר או על מחלת הנבדק).

- מאידך אם זה לא קיים אצלם זוהי יכולה להיות ראייה שמדובר במוטציה בנבדק - וזוהי אז לכאורה ראייה ששינוי זה עלול להיות הגורם לתסמונת ופיגור שכלי. כשהבדיקה היא במי שפיר ייתכנו מצבים בהם הסקה זו הינה מוטעית והילד בעצם יצא תקין. יתכנו גם וריאציות אחרות שהם עלולים להטעות בפנוטיפ ולגרום לקשיים בייעוץ למשפחה.

3. המחיר. האנליזה לא פשוטה והחומרים יקרים. עלות הבדיקות של הצ'יפים הגנטיים נעה בין 1,000 ל- 1,500 דולר לפי מספר הסמנים הנדרשים.

מה הסטטוס של השימוש בבדיקות אלו בארצות אחרות?

בעולם המערבי מבוצעות רוב מכריע של הבדיקות לילדים עם פיגור שכלי עם או בלי בעיות אחרות. הבדיקות הללו לאחר בדיקת רופא גנטיקאי רפואי ולאחר ייעוץ גנטי ודרך המכונים הגנטיים. מעטים אם בכלל נעשות כאלו, הבדיקות המבוצעות במי שפיר כשיש ממצאים חריגים בהריון. אין לנו מידע שהבדיקות מבוצעות במקום כלשהו (פרט מישראל) כבדיקת סקר במי שפיר (כלומר במי שפיר שמבוצע לאישה ללא ממצאים בלתי תקינים).

היכן מתבצעות הבדיקות?

הבדיקות מבוצעות בחו"ל, לאחר ייעוץ גנטי ודרך המכונים הגנטיים.