Exom-Diagnostik

Zur Ermittlung der genetischen Ursache bei seltenen Erkrankungen

Unser Service-Portfolio – Alle Konstellationen sind möglich

ExomeFocus®

Zielgerichtete und kosteneffiziente Einzel-Exom-Analyse mit schnellen Ergebnissen

Beitragsbild CNV-Analyse

Single ExomeXtra®

Einzel-Exom-Diagnostik aller klinisch relevanter Gene

Keyvisual TrioExomeXtra

Trio ExomeXtra®

Der effektivste genetische Test für Patientinnen und Patienten mit komplexen, heterogenen und unspezifischen Symptomen

Keyvisual PrenatalExomeXtra

Prenatal ExomeXtra®

Genetische Krankheitsursachen verstehen – noch vor der Geburt

Keyvisual FAQ

FAQ

Antworten auf häufig gestellte Fragen zu unserer Exom-Diagnostik

Webinar Exom-Diagnostik

Schauen Sie sich hier unser kostenfreies Webinar an und erfahren Sie, wie wir Sie bei der Lösung komplexer Patientenfälle unterstützen können

Was ist eine Exom-Diagnostik?

Exom-Diagnostik ist der optimale genetische Test für Patientinnen und Patienten mit komplexen, heterogenen und unspezifischen Symptomen. Sie unterstützt Ärztinnen und Ärzte bei der Diagnosestellung, oft nachdem deren Patientinnen und Patienten Jahre der Ungewissheit erlebt haben.

Das Exom umfasst alle proteinkodierenden Regionen (Exons) der etwa 23.000 Gene im menschlichen Genom. Obwohl das Exom nur etwa 1 %-2 % des gesamten Genoms ausmacht, befinden sich etwa 89 % aller bekannten krankheitsverursachenden Varianten in Exons. Die Sequenzierung des gesamten Exoms ermöglicht die simultane Analyse von Genen in beliebiger Kombination.

Werden, wie bei der Trio-Exom-Diagnostik, auch die Exome weiterer Familienmitglieder sequenziert, kann eine exomweite Segregationsanalyse durchgeführt werden. Im Vergleich zu Untersuchungen kleinerer Gen-Sets steigt so die Wahrscheinlichkeit, die genetische Ursache komplexer Phänotypen zu finden – und das in kürzerer Zeit.

Wir verfolgen das Ziel alle genetisch bedingten Krankheitsfälle zu lösen. Dafür haben wir einen innovativen diagnostischen Ansatz entwickelt, der deutlich über die Grenzen klassischer Exom-Diagnostik hinausgeht: ExomeFocus® und ExomeXtra® (Single & Trio) bieten eine effiziente Lösung für jedes Patientenszenario und jede Familienkonstellation.

Alle Erkenntnisse der Gendiagnostik vereint in unserer Exom-Diagnostik

Mit dem neuesten Update unserer ExomeXtra®-Anreicherung bieten wir Ihnen die innovativste Lösung in der Exom-Diagnostik. Entwickelt, um die umfassendsten Sequenzierdaten zu generieren, bietet unsere Exom-Diagnostik eine unübertroffene Grundlage für die beste verfügbare genetische Diagnostik mit herausragenden Eigenschaften.

Extra smartes klinisches Design

CeGaTs Exom-Anreicherung ist die Summe aus langjähriger Erfahrung der CeGaT und unserer Partner, kombiniert mit neusten medizinischen Erkenntnissen. Im Gegensatz zur Standard Exom-Sequenzierung (WES, whole exome sequencing) berücksichtigen CeGaTs Exom-Services nicht nur die proteinkodierenden Regionen, sondern alle bekannten krankheitsverursachenden Regionen im gesamten Genom. Mit mehr als 38.000 intronischen und intergenischen Varianten enthält CeGaTs hauseigene Exom-Diagnostik alle Bereiche des Genoms, die in der Human Gene Mutation Database (HGMD) und ClinVar, der größten öffentlichen Datenbank für Genotyp-Phänotyp-Beziehungen, als krankheitsrelevant beschrieben werden. Darüber hinaus wird das gesamte Genom in gleichmäßigen Abständen mit Sonden abgedeckt, um eine genomweite Array-ähnliche Identifikation von Kopienzahlveränderungen (copy number variants, CNVs) zu gewährleisten. Unsere Exom-Anreicherung umfasst auch eine klinisch relevante Auswahl von nicht-kodierenden RNA-Genen, flankierende intronische Sequenzen, kryptische Exons sowie das gesamte mitochondriale Genom.

Durch die kontinuierliche Verbesserung unseres Laborverfahrens haben wir eine sehr einheitliche und vollständige Abdeckung aller diagnostischen Zielregionen erreicht. Zur Verbesserung der Sensitivität und zur Erkennung von Mosaizismen sequenzieren wir ExomeFocus® und ExomeXtra® mit einer durchschnittlichen diagnostischen Abdeckung von > 100x.

Damit bildet CeGaT’s ExomeXtra® die ideale Grundlage für die umfassendste molekulargenetische Diagnostik.

Extra tiefgehende Analyse

CeGaTs Datenauswertung geht über die normale Exom-Diagnostik hinaus und erzielt höhere Aufklärungsraten. Wir berücksichtigen Kopienzahlveränderungen (copy number variants, CNVs), einschließlich komplexheterozygoter Kombinationen von Sequenzvarianten (single nucleotide variants (SNV), kleine Insertionen und Deletionen (small insertions and deletions, (Indels)) mit CNVs. Die Sequenzierdaten werden routinemäßg auf Expansionen von DNA-Repeats untersucht, die mit den erfassten Phänotypen in Zusammenhang stehen.

Es können unterschiedliche Anzahlen von Familienmitgliedern in die Analyse eingeschlossen werden, wie z. B. Duo (2) oder Trio (3). Bei Trio ExomeXtra® berücksichtigen wir Varianten in Genen mit reduzierter Penetranz, variabler Expressivität und sogar Imprinting-Effekte. Bei der Trio-Analyse schließen wir zusätzlich die Erkennung von uniparentalen Hetero- und Isodisomien (UPD) ein.

Mehr Informationen

Extra aufschlussreiche Ergebnisse

CeGaT kombiniert menschliches Know-how mit bioinformatischer Auswertung. Die hauseigene Software generiert Daten, die von mehreren wissenschaftlichen Expertinnen und Experten ausgewertet werden, um den bestmöglichen medizinischen Befund zu erstellen. CeGaTs interdisziplinäres, hochqualifiziertes Team nutzt stets die neueste Literatur zur Dateninterpretation. Komplexe Konstellationen werden mit Bioinformatikerinnen und Bioinformatikern diskutiert und anschließend von unseren Fachärztinnen und Fachärzten für Humangenetik überarbeitet, um die klinische Nutzbarkeit zu maximieren.

Smarter als Genom

Die Genom-Sequenzierung (WGS, whole genome sequencing) wird manchmal als die umfassendste genetische Analyse beschrieben. Für einen zuverlässigen Nachweis von Varianten ist die Abdeckung jedoch oft zu gering. Wir sequenzieren unser ExomeXtra® mit einer durchschnittlichen diagnostischen Abdeckung von >100x, wodurch mehr relevante Regionen erkannt werden und eine höhere Sensitivität als bei 30x WGS erreicht wird. Das steigert die Aufklärungsraten und ermöglicht es uns sogar, Mosaikvarianten zu erkennen, die bei WGS-Analysen systematisch übersehen werden. Gleichzeitig werden Tausende irrelevante Varianten vermieden, die normalerweise durch WGS-Analysen gefunden werden. Die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Diagnose werden dadurch verbessert.

Der rasche Fortschritt in der Wissenschaft erweitert fortlaufend unser Wissen über genetische Krankheiten und das Potenzial genetischer Analysen. Jedes Jahr werden neue genomische Regionen mit klinischer Relevanz identifiziert. Unsere ExomeXtra®-Anreicherung wird kontinuierlich entsprechend den neuesten medizinischen Erkenntnissen aktualisiert, und decken damit stets alle relevanten Regionen ab. Die Genom-Sequenzierung ist ein hervorragendes Instrument für die Forschung. Bis die Genom-Sequenzierung für den diagnostischen Einsatz geeignet ist, bietet ExomeXtra® die beste Kombination aus WES, WGS und Array-CGH (Comparative Genomic Hybridization) und ermöglichen eine klinische Genomdiagnostik, die den Patientinnen und Patienten schon heute hilft.

Tabelle 1: Vergleich zwischen der Standard-Whole-Exome-Sequenzierung (WGS) und ExomeXtra®. Die Abdeckung bezieht sich auf die durchschnittliche klinisch nutzbare Abdeckung nach Alignment-Filterung (eindeutige Zuordnung, Entfernung von Duplikaten und überlappenden Read-Ends).

WGS

ExomeXtra®

Durchschnittlicher Abdeckungsgrad

~ 30x

~ 110x

Total GB Sequenziert

100

15

Erfasste kodierende Sequenzen > 20x

93,3 %

98,2 %

Krankheitsverursachende nicht-kodierende Mutationen > 20x Abgedeckt

96,3 %

98.7 %

Erfasste kodierende Sequenzen > 30x

70,2 %

98.1 %

Krankheitsverursachende nicht-kodierende Mutationen > 30x Abgedeckt

83,8 %

98.3 %

Ein detaillierter Überblick über unsere Exom-Diagnostik

Selbst entwickelte Exom-Anreicherung

✓

✓

✓

✓

In-house Datenanalyse und Variantenbestimmung

✓

✓

Gemeldete Varianten der ACMG Klassen

3/4/5

3/4/5

3/4/5

4/5

Variantenklassifikation mit detaillierten Angaben zu ACMG-Kriterien und -Skala

Manuelle Genauswahl für die Interpretation

IVERP Varianten*

✓**

VUS-Reevaluierung

Kosten

€€

€€€

€€€

Lösungsrate

*Berücksichtigung von Varianten in Genen mit Imprinting-Effekten, variabler Expressivität und reduzierter Penetranz.
** Pränataldiagnostik bei auffälligen Ultraschallbefunden.

Zusatzleistungen

ACMG-Gene

Das zusätzliche Screening der ACMG-Gene ermöglicht den Nachweis relevanter pathogener Varianten außerhalb des Phänotyps in einer definierten Gruppe von Genen mit therapeutischer Relevanz.1 Bei allen ExomeXtra®-Analysen ist diese Option für die Indexpatientin bzw. den Indexpatienten kostenlos. Für ExomeFocus® ist das Screening der ACMG-Gene gegen einen Aufpreis erhältlich. Wenn Sie diese Option wählen, erstellen wir für jede Person einen separaten Befund, in dem wir die Ergebnisse innerhalb der ACMG-Gene angeben. Details zu den Genen und assoziierten Erkrankungen finden Sie hier.

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Upgrade ExomeFocus® ExomeXtra® zu Trio ExomeXtra®

Trio ExomeXtra® ist der Test mit der größten Erfolgsaussicht, die genetische Ursache einer Krankheit zu identifizieren. In Fällen, in denen die behandelnde Ärztin oder der behandelnde Arzt mit einem Einzelanalyse-Exom beginnt und später auf unser Trio ExomeXtra® erweitern möchte, bieten wir dies zu einem reduzierten Preis an.

HLA-Typisierung

Mit Hilfe der HLA-Typisierung kann die Gewebekompatibilität für allogene Transplantate, das individuelle Ansprechen auf Medikamente (PGX) sowie die Differentialdiagnose bestimmt werden. Die HLA-Typisierung kann auch zur Beurteilung der Krankheitsanfälligkeit verwendet werden (z. B. HLA-B27: Entzündungs- und Autoimmunerkrankungen). Sie erhalten einen zusätzlichen Befund, in dem die HLA-Allele angegeben sind.

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Pharmakogenetik

Die pharmakogenetische Analyse ermittelt genetische Veränderungen, die die Wirksamkeit von Medikamenten beeinflussen. Betreffen genetische Varianten Proteine, die für die Verstoffwechslung von Substanzen zuständig sind, kann deren Verträglichkeit und Wirksamkeit stark verändert sein. Zu diesen Arzneistoffen zählen unter anderem Antidepressiva, Schmerzmittel, Neuroleptika, Chemotherapeutika, AIDS-Medikamente, Thrombosemedikamente, Anästhetika, Betablocker oder Statine.

Die verringerte Aktivität eines spezifischen Enzyms kann bei der Standarddosierung zu einem erhöhten Medikamentenspiegel führen, der nicht selten mit unerwünschten Nebenwirkungen einhergeht. Bei Medikamenten, die erst durch die Verstoffwechslung aktiviert werden, kann der therapeutische Effekt ganz ausbleiben. Ebenso führt eine erhöhte Enzymaktivität, aufgrund der daraus resultierenden erhöhten Abbaugeschwindigkeit des Arzneistoffes, zu einer unzureichenden Wirksamkeit der Therapie.

Bei der Pharmakogenetik-Option werden bekannte Varianten in 22 Genen analysiert, die an der Verstoffwechselung von Arzneimitteln beteiligt sind. Bei Vorkommen bestimmter Genvarianten kann die behandelnde Ärztin oder der behandelnde Arzt die Therapie individuell anpassen. Mithilfe der pharmakogenetischen Analyse können gravierende Nebenwirkungen minimiert sowie ein Versagen der Therapie vermieden werden.

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Das “Xtra” unserer Exom-Diagnostik

Kopienzahlveränderungen (CNVs)

Neben Einzelnukleotid-Varianten (SNVs) und kleinen Insertionen und Deletionen (Indels) können auch Kopienzahlveränderungen (CNVs) für einen bestimmten Phänotyp ursächlich sein. Genetische Tests ohne Screening auf Deletionen und Duplikationen sind unvollständig und können zu falschen medizinischen Berichten führen. All unsere Exomanalysen beinhalten automatisch ein Deletions-/Duplikationsscreening – ohne zusätzliche Gebühren. Unsere CNV-Analyse in Kombination mit unserer maßgeschneiderten Anreicherung erhöht die diagnostische Ausbeute.

Die CNV-Analyse erlaubt es uns, einzelne Exon-Deletionen mit einer Sensitivität von > 81 % zu erkennen. Größere Deletionen von drei oder mehr Exons werden mit einer Sensitivität von mehr als 96 % nachgewiesen. Zusätzlich validieren wir unsere Analyse mit MLPA oder qPCR, sobald wir Deletionen oder Duplikationen finden, die mit dem Phänotyp der Patientin oder des Patienten assoziiert sind.

Außerhalb der kodierenden Exons deckt das CNV-Calling das gesamte Genom mit einer Array-ähnlichen Auflösung von 50 kb ab (Abbildung 1). Dies ermöglicht eine genaue Charakterisierung und Klassifizierung von klinischen CNVs und erlaubt die Erkennung von Bruchstellen in der intronischen Region. Um die korrekte Annotation dieser Strukturvarianten zu ermöglichen, ist die genomweite CNV-Analyse ein wesentlicher Bestandteil unseres Exom-Designs. Relevante Ereignisse werden in die medizinische Auswertung einbezogen. Darüber hinaus bestimmen und beschreiben wir stets die Qualität der CNV-Analyse in unserem medizinischen Bericht. Wir empfehlen den Versand von frischem EDTA-Blut, um die höchste Sensitivität des CNV-Calling zu erreichen.

CeGaTs genomweite CNV-Analyse im Vergleich zum Standardansatz

Abbildung 1: A) zeigt den Standardansatz für die CNV-Bestimmung, bei dem die Sonden (blau) nur kodierende Regionen abdecken. B) zeigt unsere genomweite CNV-Analyse, bei der zusätzliche Sonden (orange) auch die nicht kodierenden Regionen abdecken (die Auflösung im Backbone beträgt ~50 kb).

Kombinierte Interpretation

CeGaTs Analysestrategie ermöglicht die Bestimmung von CNV/SNV-Kombinationen, um noch detailliertere und wichtigere Informationen zu erhalten. Unter SNV/CNV-Kombinationen versteht man das Vorkommen sowohl einer SNV als auch einer CNV in demselben Gen, wobei mindestens eine der beiden der ACMG-Klasse 4 oder 5 (wahrscheinlich pathogen/pathogen) angehört.

Untersuchung von Repeat-Expansionen

Um die größtmöglichen Erkenntnisse aus unserem Exom-Datensatz zu gewinnen, suchen wir auch nach Expansionen von DNA-Repeats in mehreren Genen: SCA1 (ATXN1), SCA2 (ATXN2), SCA43 (ATXN3), SCA6 (CACNA1A), SCA7 (ATXN7), SCA17 (TBP), FXN, AR, CSTB, FMR1, HTT, JPH3, PABPN1. Wenn die Ergebnisse auf eine mögliche Repeat-Expansion hinweisen, die zum Phänotyp der Patientin oder des Patienten passt, bieten wir die Überprüfung mit einer unabhängigen Methode an.

Analyse des mitochondrialen Genoms

Das mitochondriale Genom ist in unserer Anreicherung enthalten und wird immer sequenziert. Varianten im mitochondrialen Genom werden ausgewertet, wenn der Phänotyp auf die Möglichkeit einer mitochondrialen Erkrankung hinweist. Bei der Pränataldiagnostik ist die Analyse der mtDNA immer inbegriffen.

VUS-Reevaluierung

CeGaTs VUS-Reevaluierung bewertet zuvor berichtete Varianten mit unklarer klinischer Signifikanz (VUS) neu, sobald neue wissenschaftliche Erkenntnisse zur Pathogenität der Variante vorliegen. Dies erhöht die Lösungsrate von CeGaT-Analysen.

Die Forschung im Bereich der Genetik macht große Fortschritte und erweitert kontinuierlich unser Wissen über krankheitsverursachende Varianten. Es ist daher wahrscheinlich, dass eine VUS mit der Zeit besser verstanden und als pathogen (wahrscheinlich pathogen/pathogen) oder gutartig (wahrscheinlich gutartig/gutartig) klassifiziert wird.

Im Falle einer solchen Re-Klassifizierung informiert CeGaT die behandelnden Ärztinnen und Ärzte proaktiv. Die reklassifizierte Variante wird von uns im Hinblick auf das Krankheitsbild der Patientin oder des Patienten erneut interpretiert. Sollte die Variante im Zusammenhang mit dem Phänotyp eingruppiert werden, wird ein neuer medizinischer Befund erstellt. Dieser Service ist für Sie kostenlos. Die VUS-Reevaluierung ist für die Betreuung und Behandlung von Betroffenen und deren Familienmitgliedern sehr relevant.

Erfahren Sie mehr über unsere VUS-Reevaluierung

Fallbeispiel

Patient: Junge, 11 Monate
Klinische Symptome: Benigne Epilepsie mit tonisch-klonischen Anfällen
Primärbericht (November 2019): SCN8A c.802A>T (het.) VUS

VUS-Reevaluierung:

  • ausgelöst durch die HGMD-Aktualisierung im Januar 2021
  • basierend auf der Publikation Medlin et al., 20202

➔ Variante kann nun als “wahrscheinlich pathogen” eingestuft werden. Ein neuer Befund wurde zur Verfügung gestellt.

Referenzen

1 Gemäß den aktuellen Richtlinien des American College of Medical Genetics and Genomics; Einzelheiten zu Genen und damit verbundenen Krankheiten finden Sie unter www.cegat.de/acmg-gene.
2iMedlin, L. C., Bello-Espinosa, L. & MacAllister, W. S. Neuropsychological profiles of two patients with differing SCN8A-pathogenic variants. Applied neuropsychology. Child 11, 561–566; 10.1080/21622965.2020.1807983 (2022).

Unsere Akkreditierungen

Verbindliche Standards gewährleisten die Qualität unserer Arbeit: Unsere Laborleistung ist nach CAP/CLIA und DIN EN ISO 15189 akkreditiert.
Weitere Akkreditierungen  und Zertifizierungen finden Sie hier.

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