NGS und molekulares Panel: was Sequenzierung im Labor macht

NGS ist die Abkürzung für Next Generation Sequencing — ein Sammelbegriff für Verfahren, mit denen sehr viele Abschnitte des Erbguts parallel ausgelesen werden. Ein molekulares Panel ist dabei eine vorher festgelegte Liste von Genen oder Genabschnitten, die gezielt untersucht werden.

Dieser Artikel erklärt allgemein, was bei einer solchen Untersuchung geschieht und welche Formulierungen im Befund erscheinen. Was ein einzelnes Ergebnis in deinem Fall bedeutet, ordnet ausschließlich dein Ärzteteam ein. Den Gesamtzusammenhang beschreibt Den Pathologiebefund verstehen.

Was Sequenzierung allgemein macht

Das Erbgut ist eine sehr lange Abfolge von vier Bausteinen, die üblicherweise mit den Buchstaben A, C, G und T abgekürzt werden. Sequenzieren bedeutet, diese Abfolge auszulesen und aufzuschreiben. Der ausgelesene Text wird anschließend mit einer Referenzabfolge verglichen — also mit der Buchstabenfolge, die für die untersuchte Stelle als Bezugsgröße hinterlegt ist.

Abweichungen von dieser Referenz werden als Varianten bezeichnet. Sie können einzelne Buchstaben betreffen, kürzere fehlende oder eingefügte Abschnitte oder größere Umbauten. Ob eine Abweichung überhaupt eine Bedeutung hat, ist eine eigene fachliche Frage — viele Varianten im Erbgut sind einfach individuelle Unterschiede zwischen Menschen.

Was next generation daran ist

Ältere Sequenzierverfahren lesen einen Abschnitt nach dem anderen. Das ist genau, aber langsam, wenn viele Gene untersucht werden sollen. NGS-Verfahren zerlegen die DNA in sehr viele kurze Stücke, lesen diese massenhaft parallel aus und setzen die Information anschließend am Computer wieder zusammen.

Dadurch lassen sich in einem Durchgang viele Genabschnitte gleichzeitig untersuchen. Ein großer Teil der Arbeit verschiebt sich damit von der Laborbank zur Auswertung: Die Rohdaten müssen aufbereitet, gegen Referenzen verglichen, gefiltert und fachlich bewertet werden. Das ist einer der Gründe, warum molekulare Befunde später vorliegen als die mikroskopische Beurteilung.

Was ein Panel ist

Ein Panel ist eine definierte Auswahl von Genen, die gemeinsam untersucht werden. Statt das gesamte Erbgut auszulesen, konzentriert sich die Untersuchung auf die Abschnitte, die für die jeweilige Fragestellung nach dem aktuellen fachlichen Stand vorgesehen sind. Für Tumoren des Nervensystems gibt es entsprechend zusammengestellte Panels.

Welcher Umfang gewählt wird, hängt von der Fragestellung, der Materialmenge und den Vorgaben der jeweiligen Einrichtung ab. Der Befund nennt in der Regel, welches Panel oder welche Methode verwendet wurde. Diese Angabe ist wichtig, weil sie festlegt, worüber der Befund überhaupt etwas aussagen kann.

Wie Ergebnisse im Befund erscheinen

• Genname und untersuchter Abschnitt, oft mit einer standardisierten Positionsangabe.
• Art der festgestellten Veränderung, zum Beispiel als Punktveränderung, Verlust oder Zugewinn.
• Angaben zum Anteil der Zellen, in denen die Veränderung nachweisbar war.
• Eine Einordnung der Variante in Klassen nach fachlichen Kriterien.
• Der Hinweis, dass in den untersuchten Abschnitten keine berichtenswerte Veränderung gefunden wurde.
• Angaben zu Einschränkungen: geringe Materialmenge, geringer Tumorzellanteil, eingeschränkte Qualität der DNA.

Wichtig ist der Satz, den viele Befunde ausdrücklich enthalten: Der Befund bezieht sich nur auf die untersuchten Abschnitte. Was nicht untersucht wurde, ist damit auch nicht ausgeschlossen. Der Artikel Was bedeutet Wildtyp erklärt eine verwandte Formulierung.

Verhältnis zu anderen Verfahren

NGS steht nicht allein. Die Immunhistochemie zeigt Eiweiße im räumlichen Zusammenhang, die FISH-Untersuchung macht bestimmte Chromosomenabschnitte in einzelnen Zellkernen sichtbar, und die Methylierungsanalyse betrachtet ein chemisches Muster auf der DNA. Die Verfahren beantworten unterschiedliche Fragen und ergänzen sich.

Welche Marker in neuropathologischen Befunden vorkommen und was ihre Namen bezeichnen, ist Thema der eigenen Themensäule Molekulare Marker verstehen. Eine allgemeine Einführung in das Fachgebiet bietet Molekularpathologie — Grundlagen.

Was das Ärzteteam damit macht

Molekulare Ergebnisse fließen in die integrierte Diagnose ein und werden im Behandlungsteam gemeinsam mit allen anderen Informationen besprochen. Manche Ergebnisse sind auch für die Frage nach Studien von Bedeutung; allgemeine Informationen dazu stehen in Klinische Studien: Phasen erklärt. Ob und was daraus in deinem Fall folgt, ist eine ärztliche Frage.

Von der Probe zur Auswertung

Vor dem eigentlichen Auslesen steht die Gewinnung der DNA aus dem Gewebe. Aus dem Paraffinblock werden dafür Schnitte entnommen und aufgearbeitet. Wie gut das gelingt, hängt unter anderem davon ab, wie das Gewebe fixiert wurde und wie viele Tumorzellen im ausgewählten Bereich vorhanden sind. Diese beiden Punkte tauchen in Befunden regelmäßig als Qualitätsangabe auf.

Nach der Messung folgt die Auswertung am Computer. Die Rohdaten werden zusammengesetzt, mit Referenzabfolgen abgeglichen und gefiltert. Anschließend beurteilen Fachleute die verbliebenen Varianten anhand festgelegter Kriterien und Datenbanken. Dieser letzte Schritt ist Facharbeit und nicht automatisierbar — er ist einer der Gründe für die Bearbeitungszeit.

Warum nicht alles untersucht wird

Es liegt nahe zu fragen, warum nicht einfach das gesamte Erbgut ausgelesen wird. Der Grund ist nicht allein der Aufwand: Je mehr untersucht wird, desto mehr Varianten werden gefunden, deren Bedeutung unklar ist. Solche Befunde mit unklarer Bedeutung erzeugen Aufwand und Verunsicherung, ohne etwas zur Fragestellung beizutragen. Panels sind deshalb bewusst auf das zugeschnitten, was nach fachlichem Stand für die jeweilige Frage vorgesehen ist.

Was bedeutet NGS?

NGS steht für Next Generation Sequencing, also Sequenzierung der nächsten Generation. Gemeint sind Verfahren, die viele DNA-Abschnitte gleichzeitig auslesen und die Information anschließend am Computer zusammensetzen.

Was ist ein molekulares Panel?

Eine vorher festgelegte Auswahl von Genen oder Genabschnitten, die gemeinsam in einer Untersuchung ausgelesen werden. Der Befund nennt üblicherweise, welches Panel verwendet wurde.

Warum dauern molekulare Befunde länger?

Weil auf die Laborarbeit eine aufwendige Auswertung folgt: Rohdaten aufbereiten, mit Referenzen vergleichen, filtern und fachlich einordnen. Zusätzlich werden Proben oft gebündelt verarbeitet. Die tatsächliche Dauer nennt dir dein Behandlungsteam.

Wird bei einem Panel mein gesamtes Erbgut untersucht?

Nein. Ein Panel umfasst eine definierte Auswahl von Genabschnitten. Aussagen sind nur zu den tatsächlich untersuchten Abschnitten möglich; das steht meist ausdrücklich im Befund.

Sagt eine gefundene Veränderung etwas über meine Familie aus?

Tumoruntersuchungen betrachten in der Regel Veränderungen im Tumorgewebe, nicht das ererbte Erbgut. Fragen zu Vererbung sind ein eigenes Thema und gehören in ein ärztliches Gespräch, gegebenenfalls in eine genetische Beratung.