Next Generation Sequencing in der medizinischen Versorgung – Stellen Zusatzbefunde und ihre potentiellen ökonomischen Implikationen eine Adoptionshürde dar?

2018 ◽  
Vol 24 (04) ◽  
pp. 197-208
Author(s):  
Susan Raths ◽  
Heiko Paland ◽  
Marit Buschke ◽  
Steffen Fleßa
Keyword(s):  
Next Generation Sequencing ◽  
Genome Sequencing ◽  
Next Generation ◽  
Whole Exome ◽  
Next Generation Sequencing Ngs ◽  
Generation Sequencing

Zusammenfassung Ziel der Arbeit Ziel ist es, die Bedeutung des Next Generation Sequencing (NGS) und die Relevanz von Zusatzbefunden im derzeitigen klinischen Alltag zu bewerten. Dies soll eine Beurteilung erlauben, ob die ökonomischen Konsequenzen von Zusatzbefunden in der klinischen Routine einer Adoption von modernen Genanalysen entgegenstehen. Methodik Hierzu wurde eine Literaturrecherche sowie eine Online-Befragung unter Humangenetikern (n = 53) zur Relevanz von NGS-Methoden und Zusatzbefunden durchgeführt. Ergebnisse Whole Exome und Genome Sequencing (WES/WGS) werden bislang nur für ausgewählte Patientengruppen angewandt. Die Auftrittswahrscheinlichkeit von Zusatzbefunden wird nur von wenigen Publikationen thematisiert und hängt von der Filterstrategie der Rohdaten ab. Soweit keine ausdrückliche Suche nach Zusatzbefunden erfolgt, scheinen sie nicht gehäuft aufzutreten. Dies deckt sich mit den Angaben der deutschen Humangenetiker, wobei die Befragten zukünftig eine deutliche Zunahme von genetischen Analysen und Zusatzbefunden erwarten. Schlussfolgerung Umfassende Genanalysen sind bisher kein Massenphänomen in der Versorgung, sondern stellen eine frühe Mikroinnovation des Gesundheitswesens dar. Zusatzbefunde können durch fokussierte Auswertungsstrategien minimiert werden. Derzeit behindern (noch) vielfältige Herausforderungen und die teilweise fehlende Evidenz des Patientennutzens eine Übernahme als Standardlösung. Zusatzbefunde und ihre potentiellen Kosten spielen hingegen (noch) keine bedeutende Rolle im Adoptionsprozess dieser Versorgungsinnovation.

scholarly journals Whole genome sequencing suggests transmission of Corynebacterium diphtheriae-caused cutaneous diphtheria in two siblings, Germany, 2018

2019 ◽  
Vol 24 (2) ◽  
Author(s):  
Anja Berger ◽  
Alexandra Dangel ◽  
Tilmann Schober ◽  
Birgit Schmidbauer ◽  
Regina Konrad ◽  
...  
Keyword(s):  
Next Generation Sequencing ◽  
Whole Genome Sequencing ◽  
Genome Sequencing ◽  
Corynebacterium Diphtheriae ◽  
Whole Genome ◽  
Next Generation ◽  
Insect Bites ◽  
Next Generation Sequencing Ngs ◽  
Ngs Data ◽  
Generation Sequencing

In September 2018, a child who had returned from Somalia to Germany presented with cutaneous diphtheria by toxigenic Corynebacterium diphtheriae biovar mitis. The child’s sibling had superinfected insect bites harbouring also toxigenic C. diphtheriae. Next generation sequencing (NGS) revealed the same strain in both patients suggesting very recent human-to-human transmission. Epidemiological and NGS data suggest that the two cutaneous diphtheria cases constitute the first outbreak by toxigenic C. diphtheriae in Germany since the 1980s.

scholarly journals Next Generation Sequencing Identifies Five Novel Mutations in Lebanese Patients with Bardet–Biedl and Usher Syndromes

Genes ◽  
2019 ◽  
Vol 10 (12) ◽  
pp. 1047 ◽  
Author(s):  
Lama Jaffal ◽  
Wissam H Joumaa ◽  
Alexandre Assi ◽  
Charles Helou ◽  
George Cherfan ◽  
...  
Keyword(s):  
Next Generation Sequencing ◽  
Usher Syndrome ◽  
Bioinformatic Analysis ◽  
Next Generation ◽  
Novel Mutations ◽  
Pathogenic Variants ◽  
Whole Exome ◽  
Targeted Ngs ◽  
Next Generation Sequencing Ngs ◽  
Generation Sequencing

Aim: To identify disease-causing mutations in four Lebanese families: three families with Bardet–Biedl and one family with Usher syndrome (BBS and USH respectively), using next generation sequencing (NGS). Methods: We applied targeted NGS in two families and whole exome sequencing (WES) in two other families. Pathogenicity of candidate mutations was evaluated according to frequency, conservation, in silico prediction tools, segregation with disease, and compatibility with inheritance pattern. The presence of pathogenic variants was confirmed via Sanger sequencing followed by segregation analysis. Results: Most likely disease-causing mutations were identified in all included patients. In BBS patients, we found (M1): c.2258A > T, p. (Glu753Val) in BBS9, (M2): c.68T > C; p. (Leu23Pro) in ARL6, (M3): c.265_266delTT; p. (Leu89Valfs*11) and (M4): c.880T > G; p. (Tyr294Asp) in BBS12. A previously known variant (M5): c.551A > G; p. (Asp184Ser) was also detected in BBS5. In the USH patient, we found (M6): c.188A > C, p. (Tyr63Ser) in CLRN1. M2, M3, M4, and M6 were novel. All of the candidate mutations were shown to be likely disease-causing through our bioinformatic analysis. They also segregated with the corresponding phenotype in available family members. Conclusion: This study expanded the mutational spectrum and showed the genetic diversity of BBS and USH. It also spotlighted the efficiency of NGS techniques in revealing mutations underlying clinically and genetically heterogeneous disorders.

scholarly journals Next generation sequencing (NGS) in oncology: lights and shadows

2016 ◽  
Vol 4 (1) ◽  
pp. 17-19
Author(s):  
Margherita Nannini ◽  
Maria A. Pantaleo
Keyword(s):  
Next Generation Sequencing ◽  
Genome Sequencing ◽  
Next Generation ◽  
Coding Regions ◽  
Oncology Research ◽  
Potential Applications ◽  
Functional Consequences ◽  
Next Generation Sequencing Ngs ◽  
Tumor Genome ◽  
Generation Sequencing

Advances in tumor genome sequencing using next generation sequencing (NGS) technologies have facilitated a greater understanding of the genetic abnormalities involved in cancer development and progression, dramatically changing oncology research. There are several different types of NGS technologies. Whole genome sequencing (WGS) determines the sequence of the complete genome, providing information on both coding and non-coding regions and structural variants. However, use is limited by the large volume of data generated, and associated time and resource costs. Whole exome sequencing (WES) determines the sequence of coding regions only, making it faster and cheaper than WGS, and the functional consequences of variants are easier to interpret. However, all variations in non-coding regions are missed. WGS and WES are often used together to maximize detection of variants. A less costly approach is the use of targeted sequencing, which focuses on particular regions of interest, based on their biological relevance. NGS technologies can also be used to sequence RNA, referred to as RNA-Seq. All these NGS technologies, individually or in combination, have a number of potential applications, including identification of biomarkers, and development of diagnostic and therapeutic strategies. However, although advances have been made, there are a number of limitations to be overcome before NGS technologies are routinely applied in both research and clinical practice.

scholarly journals Is the $1000 Genome as Near as We Think? A Cost Analysis of Next-Generation Sequencing

2016 ◽  
Vol 62 (11) ◽  
pp. 1458-1464 ◽  
Author(s):  
Kirsten J M van Nimwegen ◽  
Ronald A van Soest ◽  
Joris A Veltman ◽  
Marcel R Nelen ◽  
Gert Jan van der Wilt ◽  
...  
Keyword(s):  
Next Generation Sequencing ◽  
Sensitivity Analyses ◽  
Clinical Settings ◽  
Next Generation ◽  
Capital Costs ◽  
Whole Exome ◽  
Cost Calculations ◽  
Gene Panels ◽  
Next Generation Sequencing Ngs ◽  
Generation Sequencing

Abstract BACKGROUND The substantial technological advancements in next-generation sequencing (NGS), combined with dropping costs, have allowed for a swift diffusion of NGS applications in clinical settings. Although several commercial parties report to have broken the $1000 barrier for sequencing an entire human genome, a valid cost overview for NGS is currently lacking. This study provides a complete, transparent and up-to-date overview of the total costs of different NGS applications. METHODS Cost calculations for targeted gene panels (TGP), whole exome sequencing (WES) and whole genome sequencing (WGS) were based on the Illumina NextSeq500, HiSeq4000, and HiSeqX5 platforms, respectively. To anticipate future developments, sensitivity analyses are performed. RESULTS Per-sample costs were €1669 for WGS, € 792 for WES and €333 for TGP. To reach the coveted $1000 genome, not only is the long-term and efficient use of the sequencing equipment needed, but also large reductions in capital costs and especially consumable costs are also required. CONCLUSIONS WES and TGP are considerably lower-cost alternatives to WGS. However, this does not imply that these NGS approaches should be preferred in clinical practice, since this should be based on the tradeoff between costs and the expected clinical utility of the approach chosen. The results of the present study contribute to the evaluation of such tradeoffs.

Regulation of Next Generation Sequencing

2014 ◽  
Vol 42 (S1) ◽  
pp. 9-21 ◽  
Author(s):  
Gail H. Javitt ◽  
Katherine Strong Carner
Keyword(s):  
Next Generation Sequencing ◽  
Human Genome ◽  
Genome Sequencing ◽  
Subsequent Development ◽  
Genome Project ◽  
Next Generation ◽  
Base Pairs ◽  
The Human Genome Project ◽  
Next Generation Sequencing Ngs ◽  
Generation Sequencing

Since the first draft of the human genome was published in 2001, DNA sequencing technology has advanced at a remarkable pace. Launched in 1990, the Human Genome Project sought to sequence all three billion base pairs of the haploid human genome, an endeavor that took more than a decade and cost nearly three billion dollars. The subsequent development of so-called “next generation” sequencing (NGS) methods has raised the possibility that real-time, affordable genome sequencing will soon be widely available. Currently, NGS methods can be used to sequence up to 60 billion base pairs per day. Whole-genome sequencing costs an estimated $5,000-10,000, with that number predicted to fall to $1000 in the near future.In the past few years, the availability of high-throughput NGS methods has led to a proliferation of potential and actual clinical applications for NGS. NGS therefore has the potential to usher in the long-awaited era of personalized medicine.

Εφαρμογή μεθοδολογιών αλληλούχησης επόμενης γενιάς (NGS) στη διάγνωση γενετικών ενδοκρινολογικών νοσημάτων

2020 ◽  
Author(s):  
Ελισάβετ-Βαρβάρα Τάτση
Keyword(s):  
Next Generation Sequencing ◽  
Exome Sequencing ◽  
Whole Exome Sequencing ◽  
Gene Panel ◽  
Next Generation ◽  
Whole Exome ◽  
Next Generation Sequencing Ngs ◽  
Generation Sequencing ◽  
Dependent Probe

Εισαγωγή: Μεγάλος αριθμός ενδοκρινολογικών νοσημάτων έχει γενετική αιτιολογία. Η εφαρμογή των μέχρι σήμερα ευρέως χρησιμοποιούμενων συμβατικών τεχνικών της Μοριακής Βιολογίας (π.χ. αλληλούχηση κατά Sanger) αδυνατεί να αποσαφηνίσει σε πολλές περιπτώσεις την γενετική διαταραχή. Την αδυναμία αυτή καλύπτει η αλληλούχηση επόμενης γενιάς (Next Generation Sequencing, NGS), η οποία επιτρέπει την παράλληλη και μαζική αλληλούχηση πολλών γονιδίων σε πολλούς ασθενείς ταυτόχρονα σε μια μόνο δοκιμασία. Χαρακτηριστικά παραδείγματα ενδοκρινολογικών νοσημάτων, των οποίων η αναγνώριση της μοριακής διαταραχής δεν είναι πάντα εφικτή με τις συμβατικές μεθόδους, αποτελούν ο Μονογονιδιακός Σακχαρώδης Διαβήτης (ΜΣΔ) MODY, ο Συγγενής Υπερινσουλινισμός (ΣΥ), η Πολλαπλή Υποφυσιακή Ανεπάρκεια (ΠΥΑ) και οι Διαταραχές Διαφοροποίησης του Φύλου (ΔΔΦ). Ασθενείς με ΜΣΔ MODY και ΣΥ παρουσιάζουν διαταραχές στην έκκριση της ινσουλίνης από τα β-κύτταρα των νησιδίων Langerhans του παγκρέατος. Συγκεκριμένα, ασθενείς με ΜΣΔ MODY παρουσιάζουν μειωμένη έκκριση ινσουλίνης και κατά συνέπεια υπεργλυκαιμία, ενώ ασθενείς με ΣΥ παρουσιάζουν αυξημένη έκκριση ινσουλίνης, δυσανάλογη προς τα κυκλοφορούντα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα, και κατά συνέπεια υπογλυκαιμία. Ασθενείς με ΠΥΑ μπορεί να παρουσιάζουν ανατομικές ανωμαλίες της υπόφυσης και δυσμορφίες του προσώπου, καθώς και ανεπάρκεια τουλάχιστον δύο ορμονών της υπόφυσης, ενώ ασθενείς με ΔΔΦ παρουσιάζουν διαταραχές στον εμβρυολογικό καθορισμό και στην διαφοροποίηση του χρωμοσωμικού, γοναδικού και ανατομικού φύλου, με αποτέλεσμα την γέννηση νεογνών με αμφίβολα ή ασαφή έξω γεννητικά όργανα. Η μοριακή ταυτοποίηση της διαταραχής είναι θεμελιώδους σημασίας, όχι μόνο για την αναγνώριση των παθολογικών παραλλαγών των γονιδίων, τα οποία ευθύνονται για τα παραπάνω νοσήματα, αλλά και για τον συσχετισμό φαινότυπου-γονότυπου, για τη θεραπεία, την πρόγνωση και την αναγνώριση συνοδών χαρακτηριστικών της νόσου καθώς και για την παροχή γενετικής συμβουλευτικής στον ασθενή και στην οικογένεια του. Επιπλέον, προϋπόθεση για την ορθολογική αντιμετώπιση του νεογνού με ΔΔΦ αποτελεί η ταυτοποίηση της μοριακής βλάβης, η οποία μπορεί να καθορίσει την απόφαση για το φύλο του παιδιού, απόφαση με σημαντικές συνέπειες στην ψυχοκοινωνική προσαρμογή και τη μελλοντική ποιότητα της ζωής του. Σκοπός: Ο σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η αποσαφήνιση της μοριακής διαταραχής, ασθενών με γενετικά ενδοκρινολογικά νοσήματα, στους οποίους οι μέχρι σήμερα χρησιμοποιούμενες τεχνικές μοριακής ανάλυσης απέτυχαν να εντοπίσουν την μοριακή βλάβη, με την εφαρμογή μεθοδολογιών αλληλούχησης επόμενης γενιάς (Next Generation Sequencing Targeted Gene Panel, NGS TGP και Whole Exome Sequencing, WES). Συγκεκριμένα, διερευνήθηκε η γενετική αιτία 50 ασθενών με MODY, 17 ασθενών με ΣΥ, 2 ασθενών με ΠΥΑ και 2 ασθενών με ΔΔΦ. Ασθενείς και Μέθοδοι: Πενήντα ασθενείς με MODY ελέγχθηκαν για την παρουσία παθολογικών παραλλαγών σε μια ομάδα 7 γονιδίων (GCK, HNF1A, HNF4A, HNF1B, INS, ABCC8 και KCNJ11), τα οποία είναι γνωστό ότι συνδέονται με τον ΜΣΔ MODY. Δεκαεπτά ασθενείς με ΣΥ ελέγχθηκαν για την παρουσία παθολογικών παραλλαγών στην παραπάνω ομάδα γονιδίων, πολλά από τα οποία έχουν συνδεθεί με το ΣΥ αλλά και σε ακόμα 5 γονίδια (GLUD1, HADH, INSR, SLC16A1, TRMT10A), τα οποία επίσης σχετίζονται με τον ΣΥ. Οι ασθενείς με MODY ή ΣΥ, στους οποίους δεν ανιχνεύθηκε παθολογική παραλλαγή με την μεθοδολογία του NGS, ελέγχθηκαν για απαλείψεις και διπλασιασμούς των γονιδίων GCK, HNF1A, HNF4A, HNF1B και ABCC8 με την μέθοδο του MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification). Επιπλέον, οι ασθενείς με ΣΥ στους οποίους δεν ανιχνεύθηκε παθολογική παραλλαγή με την μεθοδολογία του NGS, ελέγχθηκαν και για την παρουσία των παθολογικών ιντρονικών παραλλαγών c.1333-1013A>G του γονιδίου ABCC8 και c.636+471G>T του γονιδίου HADH με την αλληλούχηση κατά Sanger. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, ακόμη, διερευνήθηκε η συχνότητα της παραλλαγής p.S385C του γονιδίου KCNJ11 στον Ελληνικό πληθυσμό. Με τη μέθοδο WES ελέγχθηκαν 2 ασθενείς με ΠΥΑ και 2 ασθενείς με ΔΔΦ, με σκοπό την ανίχνευση παθολογικών παραλλαγών που ευθύνονται για το φαινότυπό τους. Όλες οι παθολογικές παραλλαγές που ανιχνεύθηκαν με την μεθοδολογία του NGS, επιβεβαιώθηκαν με την αλληλούχηση κατά Sanger. Αποτελέσματα: Στο 28% (14/50) των ασθενών με MODY ανιχνεύθηκαν παθολογικές παραλλαγές των γονιδίων ABCC8 (8%, 4/50), GCK (8%, 4/50), HNF1A (6%, 3/50), HNF1B (4%, 2/50) και HNF4A (2%, 1/50). Στο 6% (3/50) βρέθηκαν αβέβαιης σημασίας παραλλαγές του γονιδίου ABCC8. Καμία παθολογική παραλλαγή δεν ανιχνεύθηκε στα γονίδια KCNJ11 και INS. Πέντε νέες παθολογικές παραλλαγές ανιχνεύθηκαν: η p.C371X του γονιδίου GCK, η p.N402Y του γονιδίου HNF1A, η p.E285K του γονιδίου HNF4A, η p.M1514T και η p.S1386F του γονιδίου ABCC8. Ακόμη, 2 ασθενείς με MODY έφεραν εκ νέου απάλειψη ολόκληρου του γονιδίου HNF1Β. Στο 23.5% (4/17) των ασθενών με ΣΥ ανιχνεύθηκαν παθολογικές παραλλαγές των γονιδίων ABCC8 (11.8%, 2/17), GCK (5.9%, 1/17) και HNF4A (5.9%, 1/17), ενώ στο 11.8% (2/17) των ασθενών με ΣΥ βρέθηκαν αβέβαιης σημασίας παραλλαγές των γονιδίων KCNJ11, INSR και HNF4A. Τρεις νέες παθολογικές παραλλαγές ανιχνεύθηκαν: η p.V71A του γονιδίου GCK, η p.R333P του γονιδίου HNF4A και η p.I445Sfs*5 του γονιδίου ABCC8. Η συχνότητα της παραλλαγής p.S385C του γονιδίου KCNJ11 στον Ελληνικό πληθυσμό βρέθηκε να είναι 1.35% (>1%), δηλαδή πολυμορφισμός. Με την εφαρμογή του WES στους 2 ασθενείς με ΠΥΑ ανιχνεύθηκαν παθολογικές παραλλαγές των γονιδίων HS6ST1, IL17RD, SOX9 (νέα παραλλαγή) και ΒΜΡ4, GNRH1, SRA1 αντίστοιχα, οι οποίες πιθανώς ευθύνονται για κάποια από τα κλινικά χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν, ενώ στους 2 ασθενείς με ΔΔΦ ανιχνεύθηκαν παθολογικές παραλλαγές των γονιδίων TACR3, WNT7A και SAMD9 (εκ νέου παραλλαγή), PMM2, ACTN4 αντίστοιχα, οι οποίες πιθανώς ευθύνονται για τα κλινικά χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν. Συμπεράσματα: Η εφαρμογή της μεθοδολογίας του NGS προσέφερε γενετική διάγνωση στο 28% των ασθενών με MODY και στο 23.5% των ασθενών με ΣΥ, επέτρεψε την ταυτοποίηση 5 νέων παθολογικών παραλλαγών σε ασθενείς με MODY και 3 σε ασθενείς με ΣΥ και αποκάλυψε ότι οι παθολογικές παραλλαγές του γονιδίου ABCC8 στους ασθενείς με MODY ήταν ισάριθμες με τις παθολογικές παραλλαγές του γονιδίου GCK των ασθενών με MODY. Επιπλέον, με την εφαρμογή του WES στους προηγουμένως αδιάγνωστους ασθενείς με ΠΥΑ και στους ασθενείς με ΔΔΦ ανιχνεύθηκαν αρκετές παραλλαγές, οι οποίες ευθύνονται για τα κλινικά χαρακτηριστικά τους. Συμπεραίνεται ότι η εφαρμογή της μεθοδολογίας του NGS προσφέρει γρήγορα αποτελέσματα, αυξάνει την διαγνωστική ακρίβεια και είναι πιο οικονομική σε σύγκριση με την αλληλούχηση κατά Sanger. Συνεπώς, η μεθοδολογία του NGS αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο για τη διάγνωση γενετικών ενδοκρινολογικών νοσημάτων.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document