Download PDF
Dtsch Med Wochenschr 2022; 147(20): 1336-1341
DOI: 10.1055/a-1924-6646
Review

Die Bedeutung der Hochdurchsatz-Sequenzierung in der medizinisch genetischen Diagnostik und Beratung

The Impact of Next-Generation Sequencing on Medical Genetic Diagnostics and Counseling
Erich Schaflinger
1   Institut für Humangenetik, Medizinische Universität Graz
,
Dietmar Enko
2   Klinisches Institut für Medizinische und Chemische Labordiagnostik, Medizinische Universität Graz
› Author Affiliations
› Further Information
Also available at
    Permissions and Reprints

Zusammenfassung

Next-Generation-Sequencing ist ein modernes diagnostisches Hochdurchsatz-Verfahren (Multi-Gen-Analysen), durch dessen Einsatz sowohl hereditäre Krebserkrankungen (Tumordispositionssyndrome, Keimbahndiagnostik) als auch somatische Alterationen in Tumoren besser abgeklärt werden können. Der breitere Einsatz dieser Technologie im medizinischen Alltag zeigt das tatsächliche Ausmaß der interindividuellen genetischen Variabilität. Wichtige Bedeutung hat dieses Verfahren für die Untersuchung von heterogenen genetischen Erkrankungen (z. B. Tumorerkrankungen, neurodegenerativen und -muskulären Erkrankungen) erlangt. Weitere Indikationsgebiete stellen die Pharmakogenetik sowie die nicht invasive Pränataldiagnostik dar. Es ist zu erwarten, dass dieses diagnostische Mittel eine breite klinische Anwendung finden wird. Mit der rasanten Zunahme und Komplexität genetischer Dateninformationen nimmt die richtige Interpretation und Übermittlung der Befunde in der humangenetischen Beratung (Keimbahndiagnostik) einen hohen Stellenwert ein. Die genetische Beratung muss entsprechend neu ausgerichtet und adaptiert werden.

Abstract

Next-generation sequencing is a modern diagnostic high-throughput method (multi-gene analysis) that can be used to better diagnose both hereditary cancers (tumor disposition syndromes, germline diagnostics) and somatic mutations in tumors. The broad usage of this technology in daily clinical practice demonstrates the real interindividual genetic variability. This method has great importance for the investigation of heterogeneous genetic diseases (e. g. tumors, neurodegenerative and neuromuscular diseases). Further indications are pharmacogenetics and non-invasive prenatal diagnosis. It can be expected that this diagnostic tool will find wide clinical application. With the rapid increase and complexity of genetic data information, the correct interpretation and transmission of the results in the human genetic counseling (germline diagnostics) is of great importance. The genetic counseling must be realigned and adapted accordingly in daily clinical practice.

Schlüsselwörter

Hochdurchsatz-Sequenzierung - diagnostische Bedeutung - genetische Beratung

Key words

next-generation sequencing - diagnostic impact - genetic counseling


Publication History

Article published online:
04 October 2022

© 2022. Thieme. All rights reserved.

Georg Thieme Verlag KG
Rüdigerstraße 14, 70469 Stuttgart, Germany

 

  • Literatur

  • 1 Poeggel GM, Mewitinger T. Aufbau des Genoms und Weitergabe der genetischen Information. In: Murken JG, Grimm T, Holinski-Feder E. et al. Hrsg. Taschenlehrbuch Humangenetik. 9. Aufl.. Stuttgart: Thieme; 2017: 1-21
    Google Scholar
  • 2 Schweizerische Akademie der Medizinischen Wissenschaften. Genetik im medizinischen Alltag – Ein Leitfaden für die Praxis. Basel: Schweizerische Akademie der Medizinischen Wissenschaften 2011.
    PubMedGoogle Scholar
  • 3 Huber A, Stocker R, Szucs T. Bedeutung der Genetik in der klinischen Medizin. Schweizerische Ärztezeitung 2018; 99: 1416-1417
    PubMedGoogle Scholar
  • 4 Haller H, Hasenfuß G, Schafer JR. [Genetics in medicine]. Internist (Berl) 2018; 59: 753-755 DOI: 10.1007/s00108-018-0463-9.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 5 Collins FS, Doudna JA, Lander ES. et al. Human molecular genetics and genomics – important advances and exciting possibilities. N Engl J Med 2021; 384: 1-4 DOI: 10.1056/NEJMp2030694.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 6 Ramkissoon LA, Montgomery ND. Applications of next-generation sequencing in hematologic malignancies. Hum Immunol 2021; 82: 859-870 DOI: 10.1016/j.humimm.2021.02.006.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 7 Castillo-Guardiola V, Rosado-Jimenez L, Sarabia-Meseguer MD. et al. Next step in molecular genetics of hereditary breast/ovarian cancer: Multigene panel testing in clinical actionably genes and prioritization algorithms in the study of variants of uncertain significance. Eur J Med Genet 2022; 65: 104468 DOI: 10.1016/j.ejmg.2022.104468.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 8 Sanger F, Nicklen S, Coulson AR. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. Proc Natl Acad Sci U S A 1977; 74: 5463-5467 DOI: 10.1073/pnas.74.12.5463.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 9 Slatko BE, Gardner AF, Ausubel FM. Overview of Next-Generation Sequencing Technologies. Curr Protoc Mol Biol 2018; 122: e59 DOI: 10.1002/cpmb.59.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 10 Neveling K, Hoischen A. Einführung in die Grundlagen der Hochdurchsatzsequenzierung. Medizinische Genetik 2014; 26: 231-238
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 11 Deutscher Ethikrat. Die Zukunft der gentischen Diagnostik – von der Forschung in die klinsche Anwendung. Berlin: Deutscher Ethikrat; 2013
    Google Scholar
  • 12 Holinski-Feder E. DNA-Untersuchung – Diagnostische Anwendung beim Menschen. In: Murken J, Grimm T, Holinski-Feder E. et al. Taschenlehrbuch Humangenetik. 9. Aufl.. Stuttgart: Thieme; 2017: 103-136
    Google Scholar
  • 13 Muzzey D, Evans EA, Lieber C. Understanding the basics of NGS: From mechanism to variant calling. Curr Genet Med Rep 2015; 3: 158-165 DOI: 10.1007/s40142-015-0076-8.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 14 Kuß AW. Next Generation Sequencing in der Humangenetik. Medizinische Genetik 2014; 26: 229-230
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 15 Weißmann RG, Gilissen C. NGS Datenanalyse und Qualitätskontrolle. Medizinische Genetik 2014; 26: 239-245
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 16 Perne C, Steinke-Lange V, Aretz S. et al. [Rare tumors as leading symptom of hereditary tumor syndromes]. Pathologe 2020; 41: 535-549 DOI: 10.1007/s00292-020-00806-8.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 17 Slavin TP, Niell-Swiller M, Solomon I. et al. Clinical application of multigene panels: challenges of next-generation counseling and cancer risk management. Front Oncol 2015; 5: 208 DOI: 10.3389/fonc.2015.00208.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 18 Molina-Zayas M, Garrido-Navas C, Garcia-Puche JL. et al. Identification of hereditary breast and ovarian cancer germline variants in Granada (Spain): NGS perspective. Mol Genet Genomics 2022; 297: 859-871 DOI: 10.1007/s00438-022-01891-5.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 19 Biskup S. Next-generation sequencing in genetic diagnostics. J Lab Med 2010; 34: 305-309
    PubMedGoogle Scholar
  • 20 Qin D. Next-generation sequencing and its clinical application. Cancer Biol Med 2019; 16: 4-10 DOI: 10.20892/j.issn.2095-3941.2018.0055.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 21 Lohmann K, Klein C. Next generation sequencing and the future of genetic diagnosis. Neurotherapeutics 2014; 11: 699-707 DOI: 10.1007/s13311-014-0288-8.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 22 Patel BJ, Barot SV, Xie Y. et al. Impact of next generation sequencing results on clinical management in patients with hematological disorders. Leuk Lymphoma 2021; 62: 1702-1710 DOI: 10.1080/10428194.2021.1876860.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 23 Breinholt MF, Nielsen K, Schejbel L. et al. The value of next-generation sequencing in routine diagnostics and management of patients with cytopenia. Int J Lab Hematol 2022; 44: 531-537 DOI: 10.1111/ijlh.13802.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 24 Malinowska I, Glodkowska-Mrowka E. Next generation sequencing in hematological disorders. In: Demkow U, Ploski R. eds. Clinical applications for next-generation sequencing. Amsterdam: Elsevier; 2016: 75-96
    Google Scholar
  • 25 Demkow U. Next generation sequencing in pharmacogenetics. In: Demkow U, Ploski R. eds. Clinical applications for next-generation sequencing. Amsterdam: Elsevier; 2016: 217-240
    Google Scholar
  • 26 Cogulu O. Next generation sequencing as a tool for noninvasive prenatal testing. In: Demkow UP. eds. Clinical applications for next-generation sequencing. Amsterdam: Elsevier; 2016: 171-188
    Google Scholar
  • 27 Deutsche Gesellschaft für Humangenetik, Berufsverband Deutscher Humangenetiker. S2k-Leitlinie Humangenetische Diagnostik und genetische Beratung. Medizinische Genetik 2018; 30: 469-522
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 28 Vrijenhoek T, Kraaijeveld K, Elferink M. et al. Next-generation sequencing-based genome diagnostics across clinical genetics centers: implementation choices and their effects. Eur J Hum Genet 2015; 23: 1270 DOI: 10.1038/ejhg.2015.44.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 29 Fahrioglu U. Problems of unknown significance: counseling in the era of next generation sequencing. Balkan J Med Genet 2018; 21: 73-76 DOI: 10.2478/bjmg-2018-0003.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 30 Marcus RK, Geurts JL, Grzybowski JA. et al. Challenges to clinical utilization of hereditary cancer gene panel testing: perspectives from the front lines. Fam Cancer 2015; 14: 641-649 DOI: 10.1007/s10689-015-9817-9.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 31 Durmaz AD, Dormaz B. The role of next generation sequencing in genetic counseling. In: Demkow U, Ploski R. eds. Clinical applications for next-generation sequencing. Amsterdam: Elsevier; 2016: 241-258
    Google Scholar
  • 32 Machini K, Douglas J, Braxton A. et al. Genetic counselorsʼ views and experiences with the clinical integration of genome sequencing. J Genet Couns 2014; 23: 496-505 DOI: 10.1007/s10897-014-9709-4.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 33 Yang M, Kim JW. Principles of genetic counseling in the era of next-generation sequencing. Ann Lab Med 2018; 38: 291-295 DOI: 10.3343/alm.2018.38.4.291.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 34 Swanson A, Ramos E, Snyder H. Next generation sequencing is the impetus for the next generation of laboratory-based genetic counselors. J Genet Couns 2014; 23: 647-654 DOI: 10.1007/s10897-013-9684-1.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 35 Facio FM, Lee K, OʼDaniel JM. A genetic counselorʼs guide to using next-generation sequencing in clinical practice. J Genet Couns 2014; 23: 455-462 DOI: 10.1007/s10897-013-9662-7.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 36 Wolfe Schneider K, Anguiano A, Axell L. et al. Collaboration of colorado cancer genetic counselors to integrate next generation sequencing panels into clinical practice. J Genet Couns 2014; 23: 640-646 DOI: 10.1007/s10897-014-9718-3.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar