सेवा

WES-नियमित परीक्षण सेवा

परिभाषा

संपूर्ण एक्सोम मानव जीनोम में सभी प्रोटीन-कोडिंग क्षेत्रों (यानी, एक्सॉन) के संग्रह को संदर्भित करता है। हालाँकि एक्सॉन पूरे जीनोम का लगभग 1%-2% ही बनाते हैं, लगभग 85% ज्ञात रोग-संबंधी आनुवंशिक वैरिएंट इसी क्षेत्र में पाए जाते हैं।
 
डब्ल्यूईएस-रूटीन परीक्षण, जिसे नियमित संपूर्ण एक्सोम परीक्षण के रूप में भी जाना जाता है, किसी व्यक्ति के जीनोम में सभी एक्सॉन क्षेत्रों के बड़े पैमाने पर, समानांतर अनुक्रमण करने के लिए उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण तकनीक का उपयोग करता है। इसका मुख्य उद्देश्य आनुवंशिक रोगों, कैंसर, दवा प्रतिक्रिया और अन्य स्थितियों से जुड़े आनुवंशिक वेरिएंट की त्वरित और सटीक पहचान करना है, रोग निदान, रोकथाम और उपचार के लिए सटीक आनुवंशिक प्रमाण प्रदान करना है।
 

सिद्धांत

WES-रूटीन तकनीक 'लक्ष्य अनुक्रम कैप्चर' और 'हाई-थ्रूपुट अनुक्रमण' के संयोजन पर आधारित है।

1. लक्ष्य क्षेत्र कैप्चर: सबसे पहले, एक्सॉन क्षेत्रों के लिए विशेष रूप से पूरक होने के लिए डिज़ाइन की गई जांच (यानी, 'चारा') को खंडित जीनोमिक डीएनए के साथ संकरणित किया जाता है। ये जांच चुंबक की तरह काम करती हैं, जो सभी एक्सॉन अनुक्रमों को सटीक रूप से आकर्षित करती हैं। फिर गैर-एक्सॉन क्षेत्रों (इंट्रॉन, इंटरजेनिक क्षेत्र, आदि) को एक तकनीकी प्रक्रिया के माध्यम से निकाला जाता है, जो एक्सोम डीएनए को समृद्ध और शुद्ध करता है।

2. उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण: समृद्ध एक्सोम डीएनए लाइब्रेरी को उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण प्लेटफ़ॉर्म (जैसे इलुमिना नोवासेक) पर बड़े पैमाने पर समानांतर अनुक्रमण के अधीन किया जाता है। यह तकनीक एक ही बार में अरबों लघु अनुक्रम रीड उत्पन्न कर सकती है, जिससे लक्ष्य क्षेत्र की अल्ट्रा-डीप कवरेज और रीड एक्सेस प्राप्त हो सकती है।

3. जैव सूचना विज्ञान विश्लेषण: परिणामी विशाल अनुक्रमण डेटा की तुलना एकल-आधार वेरिएंट (एसएनवी) और छोटे सम्मिलन और विलोपन (इनडेल्स) की पहचान करने के लिए मानव संदर्भ जीनोम से की जाती है। फिर इन वेरिएंट को विशेष जैव सूचना विज्ञान एल्गोरिदम और डेटाबेस का उपयोग करके फ़िल्टर किया जाता है, एनोटेट किया जाता है और व्याख्या की जाती है, अंततः उम्मीदवार वेरिएंट की पहचान की जाती है जो रोगजनक हो सकते हैं।
 

वर्कफ़्लो: नमूने से रिपोर्ट तक

एक मानक WES-रूटीन परीक्षण सेवा में आम तौर पर निम्नलिखित चरण शामिल होते हैं:
  • डीएनए को खंडित किया गया है और अनुक्रमण लाइब्रेरी के निर्माण के लिए अनुक्रमण एडेप्टर जोड़े गए हैं। फिर लाइब्रेरी में एक्सॉन क्षेत्रों को विशेष रूप से समृद्ध करने के लिए एक एक्सॉन कैप्चर पैनल का उपयोग किया जाता है।
  • पहचान की सटीकता और संवेदनशीलता सुनिश्चित करने के लिए लक्ष्य क्षेत्र में पर्याप्त अनुक्रमण गहराई (आमतौर पर औसतन 100x) सुनिश्चित करने के लिए कैप्चर की गई लाइब्रेरी को अनुक्रमित किया जाता है।
  • *प्राथमिक विश्लेषण: कच्चे अनुक्रमण डेटा को आधार अनुक्रमों में परिवर्तित किया जाता है।

    *द्वितीयक विश्लेषण: वेरिएंट की पहचान करने के लिए अनुक्रमों को संदर्भ जीनोम के साथ संरेखित किया जाता है।

    *उन्नत विश्लेषण और व्याख्या: यह मुख्य कदम है। जनसंख्या आवृत्ति डेटाबेस (जैसे gnomAD), रोगजनकता डेटाबेस (जैसे क्लिनवार और ओएमआईएम), और प्रोटीन फ़ंक्शन भविष्यवाणी सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके, बड़ी संख्या में वेरिएंट को कई परतों के माध्यम से फ़िल्टर किया जाता है। अंततः, पेशेवर नैदानिक ​​आणविक आनुवंशिकीविद्, रोगी के नैदानिक ​​फेनोटाइप के साथ मिलकर, चयनित वेरिएंट की रोगजनकता का आकलन और व्याख्या करते हैं।
  • एक विस्तृत, समझने में आसान नैदानिक ​​परीक्षण रिपोर्ट तैयार की जाती है, जिसमें पाए गए रोगजनक या संभावित रोगजनक वेरिएंट को स्पष्ट रूप से सूचीबद्ध किया जाता है और उनके नैदानिक ​​महत्व का स्पष्टीकरण प्रदान किया जाता है। आमतौर पर, परीक्षण एजेंसी पेशेवर आनुवंशिक परामर्श प्रदान करेगी या उसकी सिफारिश करेगी, जहां परामर्शदाता रोगी या चिकित्सक के साथ रिपोर्ट के परिणामों की व्याख्या करेगा और उनके स्वास्थ्य और पारिवारिक प्रभावों पर चर्चा करेगा।

नमूना प्रस्तुत करने की प्रक्रिया

  • नमूना प्रकार की आवश्यकताओं के अनुसार नमूने एकत्र करें।

    ① रक्त का नमूना: यह सबसे आम नमूना प्रकार है। आमतौर पर, 2-5 एमएल शिरापरक रक्त ईडीटीए-एंटीकोआगुलेंट ट्यूब (आमतौर पर बैंगनी कैप वाले) का उपयोग करके एकत्र किया जाता है। हेपरिन-एंटीकोआगुलेंट ट्यूबों का उपयोग करने से बचें, क्योंकि हेपरिन बाद की पीसीआर प्रतिक्रियाओं को रोक सकता है। संग्रह के बाद, यदि इसे तुरंत नहीं भेजा जा सकता है, तो इसे अस्थायी रूप से 4°C (अल्पकालिक) पर प्रशीतित किया जाना चाहिए या -20°C/-80°C (दीर्घकालिक) पर जमाया जाना चाहिए, लेकिन बार-बार जमने और पिघलने से बचना चाहिए।

    ② ऊतक का नमूना: ताजा ऊतक के लिए आम तौर पर 50-200 मिलीग्राम (चावल के दाने के आकार के बारे में) की आवश्यकता होती है। संग्रह के बाद, पहले से ठंडे खारे पानी से धोना और जितनी जल्दी हो सके तरल नाइट्रोजन में स्नैप-फ्रीज़ करना सबसे अच्छा है, फिर परिवहन के लिए -80 डिग्री सेल्सियस पर स्टोर करें।

    ③ लार या मौखिक स्वाब: लार एकत्र करते समय, जितना संभव हो उतनी मौखिक श्लैष्मिक कोशिकाओं को एकत्र करना महत्वपूर्ण है, आमतौर पर 1 मि.ली. से अधिक। पर्याप्त संख्या में कोशिकाएं प्राप्त करने के लिए मौखिक स्वाब को आंतरिक मौखिक गुहा की कई, जोरदार स्क्रैपिंग की आवश्यकता होती है। इन नमूनों को आम तौर पर अल्पावधि के लिए कमरे के तापमान या 4 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत और परिवहन किया जा सकता है।

    ④ निकाला गया जीडीएनए: यदि आप स्वयं डीएनए निकालते हैं, तो आवश्यक मात्रा आमतौर पर 1μg-2μg या अधिक होती है, जिसकी सांद्रता ≥50 ng/μL होती है। शुद्धता सूचकांक OD260/280 1.8-2.0 के बीच होना चाहिए, और डीएनए गिरावट और संदूषण (जैसे प्रोटीन या आरएनए अवशेष) से ​​मुक्त होना चाहिए। -20°C या -80°C पर स्टोर करें। सुनिश्चित करें कि परिवहन के दौरान पर्याप्त सूखी बर्फ का उपयोग किया जाए।
  • ① प्रारंभिक नमूना प्रसंस्करण और भंडारण

    ② मानक पैकेजिंग: परिवहन के दौरान टूटने से बचाने के लिए मजबूत कंटेनरों का उपयोग करें। क्रायोजेनिक नमूने (जैसे रक्त, ऊतक और डीएनए) को पर्याप्त सूखी बर्फ के साथ ले जाया जाना चाहिए, यह सुनिश्चित करते हुए कि परीक्षण सुविधा में डिलीवरी पर सूखी बर्फ पूरी तरह से वाष्पित नहीं हुई है। नमूना ट्यूबों को आदर्श रूप से पैराफिल्म से सील किया जाना चाहिए, और बाहरी पैकेजिंग पर नमूना जानकारी स्पष्ट रूप से अंकित होनी चाहिए।

    ③ एक विश्वसनीय लॉजिस्टिक्स प्रदाता का चयन करें और ट्रैकिंग के साथ एक्सप्रेस डिलीवरी सुनिश्चित करें।
  • यदि गुणवत्ता निरीक्षण विफल रहता है: आवश्यकतानुसार बदलें या पुनः नमूना लें।

सेवा चक्र

सेवा चक्र
 
 

लाभ

लागत प्रभावशीलता

एक एकल परीक्षण लगभग 20,000 जीनों के एक्सॉन क्षेत्रों को कवर करता है, जिससे व्यक्तिगत रूप से बड़ी संख्या में जीनों के परीक्षण की लागत काफी कम हो जाती है और परिणामस्वरूप अत्यधिक उच्च दक्षता प्राप्त होती है।

उच्च नैदानिक ​​उपज

जटिल और विषम फेनोटाइप वाले रोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त, यह संदिग्ध जीन का पूर्व-अनुमान लगाने की आवश्यकता को समाप्त करता है, इस प्रकार गलत अनुमानों के कारण होने वाली परीक्षण विफलताओं और देरी से बचा जाता है।

नये जीन की खोज

यह न केवल ज्ञात रोग पैदा करने वाले जीनों में भिन्नताओं का पता लगाता है, बल्कि पूरी तरह से नए रोग पैदा करने वाले जीन की खोज करने की भी क्षमता रखता है, जिससे चिकित्सा प्रगति को आगे बढ़ाया जा सकता है।

डेटा पुनः खनन क्षमता

एकल अनुक्रमण रन द्वारा उत्पन्न डेटा एक स्थायी इलेक्ट्रॉनिक संग्रह है। जैसे-जैसे वैज्ञानिक अनुसंधान और आनुवंशिक समझ गहरी होती जाती है, मूल डेटा का पुनर्विश्लेषण किया जा सकता है, जिससे संभावित रूप से बीमारी के नए सुराग सामने आ सकते हैं, इस प्रकार बार-बार परीक्षण से बचा जा सकता है।

व्यापकता

यह लक्षित पैनलों में संभावित डिज़ाइन चूक से बचाता है और सबसे व्यापक एक्सॉन-वाइड स्क्रीनिंग प्रदान करता है।

अनुप्रयोग परिदृश्य

WES-रूटीन में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जिनमें मुख्य रूप से शामिल हैं:
  कठिन और दुर्लभ बीमारियों का निदान: जटिल, गैर-विशिष्ट, या मुश्किल-से-निदान नैदानिक ​​​​प्रस्तुतियों वाले रोगियों के लिए, WES कारण की पहचान करने के लिए एक प्रथम-पंक्ति उपकरण है, जो नैदानिक ​​​​यात्रा को काफी छोटा करता है।
  वंशानुगत कैंसर जोखिम मूल्यांकन: वंशानुगत कैंसर सिंड्रोम (जैसे लिंच सिंड्रोम और वंशानुगत स्तन और डिम्बग्रंथि कैंसर सिंड्रोम) से जुड़े रोगाणु उत्परिवर्तन की जांच रोगियों और उनके परिवारों के लिए जोखिम मूल्यांकन और प्रारंभिक हस्तक्षेप विकल्प प्रदान करती है।
  न्यूरोसाइकिएट्रिक विकार: ऑटिज्म स्पेक्ट्रम विकार, बौद्धिक विकलांगता, मिर्गी और वंशानुगत परिधीय न्यूरोपैथी जैसी स्थितियों के कारणों की जांच के लिए उपयोग किया जाता है।
  हृदय रोग: वंशानुगत कार्डियोमायोपैथी, अतालता और पारिवारिक हाइपरकोलेस्ट्रोलेमिया के लिए प्रेरक जीन की पहचान करना।
  फार्माकोजेनोमिक्स: दवा के चयापचय, परिवहन और नैदानिक ​​​​दवा चयन और खुराक समायोजन का मार्गदर्शन करने के लिए लक्ष्यों में शामिल आनुवंशिक वेरिएंट का विश्लेषण करना, वैयक्तिकृत दवा प्राप्त करना।
  वैज्ञानिक अनुसंधान: बड़े पैमाने पर समूह अध्ययन, रोग आणविक तंत्र की खोज, और नए रोगजनक जीन की खोज।
WES-रूटीन संपूर्ण-एक्सोम अनुक्रमण सेवा, अपनी व्यापकता, दक्षता और सामर्थ्य के साथ, आधुनिक सटीक चिकित्सा का एक अनिवार्य घटक बन गई है। एक अत्यधिक प्रभावी 'जीनोमिक जासूस' की तरह, यह जीवन की मूल संहिता में प्रवेश करता है, बीमारी के रहस्यों को सुलझाने और व्यक्तिगत स्वास्थ्य की सुरक्षा के लिए एक शक्तिशाली वैज्ञानिक उपकरण प्रदान करता है। अनुक्रमण प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति और इसकी व्याख्या क्षमताओं की बढ़ती ताकत के साथ, डब्ल्यूईएस-रूटीन निस्संदेह भविष्य की बीमारी की रोकथाम, निदान और उपचार में और भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।
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