Long read sequencing enhances pathogenicand novel variation discovery in patientswith rare diseases
복잡한 유전·후성유전 변이 탐지를 위한 LRS의 임상 활용 가능성
복잡한 유전체 및 후성유전체 변이 탐지 기술이 발전함에 따라, 롱리드 시퀀싱(LRS)은 희귀 질환 환자들을 위한 임상 유전 검사에서 단일 통합 플랫폼으로 활용될 수 있는 가능성을 보여주고 있습니다. 기존 기술로는 절반 이상의 환자가 여전히 진단되지 않고 있는 상황입니다.
본 연구에서는 전체 유전체 LRS 데이터를 기반으로 작은/큰 유해 변이 및 비정상적인 후성유전 패턴을 효율적으로 식별할 수 있는 간단한 필터링 전략을 제시했습니다. 이 방법을 통해 병원성 단일염기변이, 구조변이, 메틸레이션 변이를 모두 정확하게 탐지할 수 있었으며, 메틸레이션 정보가 알려진 독립 샘플 세트(N=57)에서도 그 효과를 입증했습니다.
기존의 숏리드 테스트에서 음성으로 판정된 환자(N=51)에게 적용했을 때, 10%의 사례에서 추가적인 진단이 가능했으며, 그 중에는 치료가 가능한 척수성 근위축증(SMA) 관련 메틸레이션 프로파일도 포함되어 있었습니다.
이 연구는 임상 유전 진단 및 새로운 질병 변이 탐색에서 롱리드 시퀀싱 기술의 유용성을 잘 보여주고 있습니다.
서론 요약: 희귀질환 진단에서 롱리드 시퀀싱의 필요성
전 세계적으로 약 7,000여 개의 희귀질환이 알려져 있으며, 이는 환자 개인뿐만 아니라 사회·경제적으로도 큰 부담을 초래합니다. 대부분의 희귀질환은 유전적 요인에 의해 발생하며, 그 원인은 단일염기변이(SNVs)부터 복잡한 구조변이(CNVs, 전좌, 역위, 전이요소 삽입 등)에 이르기까지 매우 다양합니다. 일부는 후성유전학적 프로파일과도 관련이 있습니다.
이러한 다양한 변이들을 현재의 진단 기술로 식별하기란 매우 어렵고, 결과적으로 진단까지 평균 6년이라는 긴 시간이 소요되어 환자의 치료와 관리가 지연되는 문제가 발생합니다.
숏리드 시퀀싱 기술의 발전에도 불구하고, 여전히 절반 이상의 환자가 진단되지 않고 있으며, 이는 해당 기술이 구조변이, 메틸레이션 변화, 반복 확장, 접근이 어려운 유전체 영역(예: 높은 상동성 또는 GC-rich 영역)에서 한계를 가지고 있기 때문입니다.
최근 3세대 시퀀싱 기술의 발전은 알려지거나 새로운 질병 유전자 내 병원성 변이를 탐지하는 데 있어 LRS(Long-Read Sequencing)의 가능성을 입증했지만, 실제 임상 적용에서는 여전히 변이 필터링 및 주석(annotation) 작업에 많은 어려움이 있습니다.
이에 본 연구에서는 전체 유전체 롱리드 시퀀싱 기반의 워크플로우와 간단한 필터링 전략을 통해, 진단되지 않은 희귀질환 환자들에서 추가적인 진단과 새로운 메틸레이션 신호를 식별하는 방식을 제시합니다. 특히 치료 가능한 희귀 질환인 척수성 근위축증(SMA)의 진단에도 유용함을 보여주고자 합니다.
