Séquençage du génome comme test diagnostique

Qu’est-ce que le séquençage du génome?

Le séquençage du génome (ou profilage génomique complet) est un test complet qui permet de détecter presque toutes les variations de l’ADN d’un génome. Le séquençage permet de diagnostiquer la plupart des plus de 6000 maladies de la base de données OMIM (Online Mendalian Inheritance in Man, www.omim.org) dont on connaît actuellement l’origine génétique. Cela inclut la fibrose kystique, la dystrophie musculaire de Duchenne, l’hypercholestérolémie familiale, l’hémophilie A, le syndrome de Lynch, le syndrome de Marfan et la néoplasie endocrinienne multiple. La plupart de ces diagnostics étant rares (< 1 sur 2000 naissances vivantes) ou ultra-rares (< 100 cas rapportés dans la littérature médicale), ils sont moins susceptibles d’être soupçonnés a priori (p. ex., syndrome Kabuki, figure 1). Les patients peuvent présenter une constellation inhabituelle des caractéristiques ou être aussi atteints de maladies plus courantes, entre autres exemples: trouble du spectre de l’autisme, cardiomyopathie, cardiopathie congénitale, épilepsie, cancer, schizophrénie ou démence.

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Figure 1:

Processus de séquençage du génome. L’illustration du centre est une adaptation de « Whole Genome Sequencing » par BioRender.com (2021); accessible en anglais au https://app.biorender.com/biorender-templates. Remarque: Les variants du gène KDM6A sont liés au syndrome Kabuki. Après un counseling approprié préalable au test, y compris une revue des résultats possibles, on prélève un échantillon d’ADN du patient, habituellement par prise de sang. Les échantillons provenant des parents biologiques sont souvent séquencés en parallèle pour fournir davantage d’information sur le bagage héréditaire. L’ADN est coupé en courts fragments et analysé au moyen d’un appareil de séquençage à haut débit qui génère des millions de séquences de nucléotides, ou « lectures ». Les lectures sont appariées à un génome de référence et assemblées comme si on faisait casse-tête en observant l’image sur la boîte. Le nombre moyen de lectures pour une position génomique donnée (« profondeur de lecture ») est généralement de 30 à 40. Les variations (différences) par rapport au génome de référence sont notées à l’aide d’outils bio-informatiques sophistiqués et de volumineuses bases de données sur les variations génétiques. Ces variations sont ensuite filtrées et étudiées par un analyste du génome pour identifier au moins une variation susceptible d’expliquer le tableau clinique observé.

Le séquençage du génome a une portée plus vaste que les autres tests génétiques d’usage courant (encadré 1), et les données ainsi obtenues peuvent être analysées aussi bien pour vérifier une hypothèse que pour en générer. C’est pourquoi le séquençage du génome est probablement appelé à supplanter un jour le séquençage de l’exome, les grands panels de séquençage de nouvelle génération et les analyses chromosomiques sur micropuce.

Qui est candidat au séquençage du génome?

On demandera le séquençage du génome pour les enfants et les adultes qu’on soupçonne d’être atteints de maladies génétiques et chez qui les tests génétiques ciblés sont peu susceptibles de donner des résultats concluants ou ont déjà produit des résultats négatifs. En Ontario, le séquençage du génome fait l’objet d’une étude pilote de 2 ans dans le cadre du projet Genome-wide Sequencing Ontario (www.gsontario.ca), dont les résultats préliminaires seront publiés sous peu. Le test doit être demandé par un médecin généticien ou un médecin ayant une expertise comparable. Les critères d’admissibilité privilégient actuellement les personnes présentant de multiples anomalies congénitales inexpliquées ou un retard développemental de modéré à grave, et concernent les scénarios où un diagnostic unificateur risque fort d’influencer la prise en charge.

Quels sont les risques?

Le séquençage comme tel est sans danger; les conséquences potentiellement négatives du test sont plutôt liées à la façon dont ses résultats sont interprétés et divulgués. Premièrement, le séquençage du génome peut être considéré à tort comme un substitut du diagnostic. Les renseignements cliniques et les antécédents familiaux précis demeurent importants pour l’interprétation des résultats. Par ailleurs, un résultat positif pourrait ne pas expliquer la totalité des symptômes d’un patient, et un résultat négatif ne permet pas d’écarter une influence génétique ni d’invalider un diagnostic clinique clair11. Deuxièmement, la classification d’une variation génétique peut changer avec le temps, à mesure que les connaissances évoluent12. Certains groupes ethniques demeurent sous-représentés dans les volumineuses bases de données de référence des variations génomiques qui guident l’interprétation; les erreurs de diagnostic sont une possibilité chez ces groupes12. Troisièmement, les résultats d’un test génétique peuvent révéler des renseignements inattendus sur le patient, les membres de sa famille et leur relation. Ces éléments viennent renforcer l’importance d’un counseling pré- et post-test approfondi et la nécessité de recourir à des professionnels de la génétique dûment formés (encadré 2). Une autre précaution contre les préjudices potentiels liés à ces tests est la Loi canadienne sur la non-discrimination génétique, entrée en vigueur en 2017, qui vise à protéger les individus contre toute discrimination génétique sur la base des résultats de leurs tests13.

Quel est l’état actuel des connaissances?

La plupart des données proviennent d’essais observationnels prospectifs portant sur des tests menés dans des populations cliniquement hétérogènes dans des cas où on soupçonne une maladie génétique rare1^,2^,4^,5^,14^,15. Les paramètres principaux sont habituellement le rendement diagnostique ou le délai avant l’obtention du diagnostic. L’utilité clinique et le rapport coût–efficacité sont des paramètres d’intérêt secondaires. Le rendement diagnostique du séquençage du génome est plus élevé que ceux du séquençage de l’exome et des analyses chromosomiques sur micropuce1^,11^,14^,15, à un coût de plus en plus concurrentiel2. Les différentes catégories de phénotypes sont associées à des rendements diagnostiques différents2^,3^,5. Par exemple, le rendement peut être supérieur à 50 % chez les personnes qui présentent un handicap intellectuel de grave à profond, mais inférieur à 10 % dans la plupart des cohortes touchées par une seule anomalie congénitale majeure. Une revue exhaustive de la littérature a recensé 36 études sur des enjeux cliniques et de laboratoire qui appuient collectivement le séquençage du génome de préférence aux autres tests génétiques standards actuels (encadré 1)2.

L’utilisation du séquençage du génome avec résultats rapides est déjà bien établie en néonatalogie et aux soins intensifs pédiatriques, comme en témoignent 2 essais randomisés et contrôlés montrant un rendement diagnostique rapide et une utilité clinique accrue par rapport aux tests habituels1^,4.

Que nous réserve l’avenir?

Le séquençage du génome est appelé à devenir une analyse de premier plan chez les enfants et les adultes que l’on soupçonne d’être atteints de maladies génétiques présentant une forte hétérogénéité génétique (c.-a-d., un vaste tableau diagnostic génétique différentiel et de nombreux gènes ou locus candidats) 2^,3^,5^,11^,14^,15. Cela contribuera à réduire la pratique actuelle de recourir à de nombreux tests génétiques successifs et raccourcira plusieurs parcours diagnostiques. Les résultats remis aux patients pourraient inclure des profils pharmacogénétiques, des renseignements sur le statut de porteur de maladies héréditaires et le profil de risque génétique à l’égard de maladies d’apparition plus tardive16. Le rôle du séquençage du génome comme outil de santé préventif chez des personnes manifestement en santé reste à déterminer16.

Il faudra plus de données probantes pour faire le point sur l’utilité clinique, le rapport coût–efficacité et de possibles conséquences involontaires associées au séquençage du génome pour notre système de santé. L’avantage du séquençage du génome par rapport au séquençage de l’exome reste modeste dans certaines cohortes; toutefois, l’écart s’élargira avec l’évolution des techniques d’analyse des données et la création de gros ensembles de données permettant les comparaisons2^,11^,15. La perspective d’une manne additionnelle d’informations cliniquement pertinentes provenant de secteurs encore inexplorés du génome est également un moteur qui stimule les investissements dans cette technologie2^,5^,11.

L’adoption du séquençage du génome comme test diagnostique au Canada là où c’est approprié bénéficierait d’une stratégie nationale coordonnée en médecine génomique alliant la recherche fondamentale et la recherche clinique, comme c’est le cas au Royaume-Uni et en Australie. Les projets de génomique appliquée, comme Care4Rare Canada (www.care4rare.ca), la clinique CAUSES de l’Hôpital pédiatrique de la Colombie-Britannique, le Centre intégré de génomique clinique pédiatrique de Montréal, le Silent Genomes Project (www.bcchr.ca/silent-genomes-project), l’initiative Tous pour un de Génome Canada (www.genomecanada.ca) et les efforts d’hôpitaux tertiaires individuels (p. ex., l’Hôpital pour enfants malades de Toronto) continuent d’évoluer. Ces initiatives centrées sur des maladies en particulier tireraient profit d’une initiative de séquençage parallèle du génome de la population nationale pour étudier les déterminants génétiques de la santé. L’offre du séquençage du génome à des fins diagnostiques au Canada exigera aussi qu’on forme plus de personnel, y compris des médecins généticiens, des généticiens de laboratoire et des conseillers en génétique pour améliorer la littératie génétique de diverses populations du Canada. Assurer un accès équitable aux soins sur la base du code génétique, peu importe le code postal, est tout un défi pour des pays qui sont vastes comme le Canada et les Etats-Unis, mais nous suggérons néanmoins aux décideurs d’en faire une priorité.