Ką genominiai tyrimai gali pasakyti apie riziką sveikatai

Turinys

• Genetika ir genomika
• Genominio tyrimo vaidmuo
• Genominiai tyrimai vėžiu
• Namų genominiai tyrimai

Genominiai tyrimai yra tam tikro tipo tyrimas, kurio metu nagrinėjami ne tik jūsų genai, bet ir genų sąveikos būdai ir ką šios sąveikos reiškia jūsų sveikatai.

Genominiai tyrimai dažnai painiojami su genetiniais tyrimais. Pagrindinis skirtumas yra tas, kad genetiniai tyrimai yra skirti vieno geno mutacijai (pvz., BRCA1 ir BRCA2 mutacijoms, susijusioms su krūties ir kiaušidžių vėžiu) aptikti, o genominiai tyrimai rodo visus jūsų genus.

Žvelgiant plačiau į savo genetinę struktūrą, įskaitant tai, kaip seka jūsų genai ir kaip jie veikia vienas kitą - genominiai tyrimai gali suteikti įžvalgų apie tai, kaip jūsų kūnas veikia molekuliniu lygmeniu ir ką tai reiškia ligos rizikos, progresavimo ar pasikartojimas.

Genominiai tyrimai dažniausiai naudojami gydant vėžį, siekiant nustatyti, kaip navikas gali elgtis. Tai gali padėti gydytojams numatyti, koks agresyvus bus jūsų vėžys ir ar jis gali išplisti (metastazuoti) į kitas kūno dalis.

Genominiai tyrimai yra pagrindinė priemonė kuriant individualizuotą mediciną, kuria siekiama individualiai pritaikyti gydymą, produktus ir praktiką.

Genetika ir genomika

Nors genetika ir genomika yra susijusios su genais, jų tikslai ir taikymas yra visiškai skirtingi.

Genetika

Genetika yra genų poveikio individui tyrimas. Genai pateikia kūno instrukcijas, kaip gaminti baltymus; baltymai savo ruožtu lemia kiekvienos kūno ląstelės struktūrą ir funkciją.Genai susideda iš statybinių blokų, vadinamų DNR, kurie yra išdėstyti eilutėje, vadinamoje „bazėmis“. Pagrindų tvarka arba seka nustatys, kurios instrukcijos bus siunčiamos ir kada.

Nors daugelis genų yra koduojami gaminant specifinius baltymus, kiti nekoduoti genai reguliuoja, kaip ir kada gaminami baltymai (iš esmės įjungiant ir išjungiant tam tikrus genus). Bet koks geno veikimo nukrypimas gali turėti įtakos tam tikrų ligų rizikai, atsižvelgiant į tai, kurie baltymai yra paveikti.

Kai kuriais atvejais viena geno mutacija gali sukelti tokias ligas kaip cistinė fibrozė, raumenų distrofija ir pjautuvinių ląstelių liga.

Genetiniai testai gali ieškoti bet kokios genetinės mutacijos, kurią paveldėjote iš savo tėvų, kad patvirtintumėte diagnozę, numatytumėte būsimą riziką arba nustatytumėte, ar esate nešiotojas.

Genomika

Genomika yra viso DNR rinkinio, įskaitant visus genus, struktūros, funkcijos, kartografavimo ir evoliucijos tyrimas. Genetinė medžiaga ir visos sekos vadinamos genomas. Genomikos tikslas yra išanalizuoti genomo funkciją ir struktūrą, siekiant:

• Supraskite, kaip sudėtingos biologinės sistemos, tokios kaip širdies ir kraujagyslių sistema bei endokrininė (hormonų) sistema, veikia viena kitą
• Numatykite, kokios problemos gali kilti, jei genetinė sąveika trukdo normalioms biologinėms funkcijoms

Viskas pasakyta, kad žmogaus genome yra nuo 20 000 iki 25 000 skirtingų baltymus koduojančių genų ir maždaug 2000 nekoduotų reguliavimo genų.

Genomika yra svarbi, nes ji padeda mums suprasti, kodėl kai kurie žmonės yra genetiškai linkę į tam tikras ligas (net jei mes nesuprantame, kaip sąveikauja tam tikri genai). Užuot nustačiusi vieną genetinį kelią, genomika vertina daugybę genetinių kintamųjų, turinčių įtakos ligos, tokios kaip vėžys ar diabetas, vystymuisi ir (arba) gydymui.

Skirtingai nuo genetikos, genomika nėra ribojama paveldimomis mutacijomis. Tai nustato, kaip jūsų genetinė sudėtis daro įtaką ligos eigai, ir atvirkščiai, kaip aplinka, gyvenimo būdas ir vaistų gydymas gali sukelti mutacijas, kurios pakeičia tą eigą.

Suprasdami šiuos nuolat kintamus kintamuosius, gydytojai gali rinktis labiau informuotai, dažnai prevenciškai.

Genominio tyrimo vaidmuo

Genominiai tyrimai yra pagrįsti mūsų dabartiniu žmogaus genomo supratimu, šis procesas prasidėjo bendradarbiaujant nuo 1990 iki 2003 m.

Susirinkusiais metais mokslininkai vis dažniau galėjo nustatyti, kurios genetinės anomalijos reiškia ne tik ligos vystymąsi, bet ir ligos ypatybes. Tai davė įžvalgų, kodėl kai kurie žmonės serga agresyvesnėmis vėžio formomis, ilgiau gyvena su ŽIV ar nesureaguoja į tam tikras chemoterapijos formas.

Nors genetiniai tyrimai gali patvirtinti ar paneigti įtariamą genetinę būklę, genomika žengia dar vieną žingsnį pateikdama mums:

• Rizikos žymekliai siekiant patikrinti, ar nėra ligų
• Prognoziniai žymekliai numatyti, kaip greitai liga progresuos, kaip tikėtina, kad ji pasikartos, ir tikėtiną ligos baigtį
• Nuspėjamieji žymekliai vadovautis gydymo pasirinkimu ir išvengti toksiškumo
• Atsakymo žymekliai nustatyti įvairių gydymo būdų veiksmingumą

Nors genomika orientuota į mūsų genetinės sudėties padarinius, neatsižvelgiant į visus kitus veiksnius, ji nėra naudojama atskirai.

Didėjantis judėjimas individualizuotos medicinos link keičia požiūrį į ligas apskritai. Individuali medicina, užuot pritaikiusi visiems tinkantį sprendimą, atsižvelgia į didelį genetikos, aplinkos ir gyvenimo būdo kintamumą, kad pasiūlytų kiekvienam asmeniui labiau pritaikytą sprendimą.

Kaip veikia testas

Genominiai tyrimai paprastai siūlomi kaip tikslinių genų grupė, pradedant genetinių „karštųjų taškų“ (gerai žinomų mutacijos vietų) analize ir baigiant visišku genų sekos nustatymu. Tyrimai paprastai atliekami specializuotoje laboratorijoje, sertifikuotoje pagal 1988 m. Klinikinių laboratorijų tobulinimo pataisas (CLIA). Šiandien JAV yra daugiau nei 500 CLIA sertifikuotų genetikos laboratorijų.

Daugumai tyrimų reikia kraujo ar seilių mėginio arba skruosto vidaus tampono (žinomo kaip žandikaulis). Priklausomai nuo tyrimo tikslų, jam gali prireikti tik kelių kraujo lašų arba kelių buteliukų. Vėžiui sergantiems žmonėms gali prireikti naviko ar kaulų čiulpų biopsijos.

Gavus mėginį, rezultatams gauti paprastai prireikia nuo vienos iki keturių savaičių. Priklausomai nuo gydomos būklės, genetinis konsultantas gali būti pasirengęs padėti suprasti testo apribojimus ir tai, ką reiškia ir nereiškia rezultatai.

Naujos kartos seka

Naujos kartos sekvenavimas (NGS) yra pagrindinis genomo tyrimo įrankis. Jis naudojamas siekiant nustatyti ir įvertinti milijonų trumpų DNR segmentų, vadinamų „perskaitytais“, genetinę seką. Po to skaitiniai surenkami į visą seką, siekiant nustatyti, kurie genetiniai variantai (variantai) yra ir ką jie reiškia.

NGS yra nepaprastai lanksti ir gali būti naudojama tik keliems genams, pvz., Paveldimam krūties vėžio skydui, arba visam genomui, naudojamam tiriamiesiems tikslams tirti retas ligas, nustatyti.

Kadangi dauguma variantų daro mažai arba visai neturi jokio poveikio žmogaus sveikatai, jie bus išfiltruoti, kad būtų galima nustatyti keletą mediciniškai prasmingų. Šie variantai bus vertinami pagal penkių balų skalę nuo:

1. Gerybinis (nesukeliantis ligos)
2. Tikėtina, kad gerybinis
3. Neaišku
4. Tikėtinas patogeniškumas (sukelia ligą)
5. Patogeniškas

Nors dauguma laboratorijų praneš apie patogeninius ir tikėtinus patogeniškus radinius, kai kurios taip pat apims neapibrėžtus, greičiausiai gerybinius ir gerybinius radinius. Taip pat būtų įtraukta sertifikuoto genetiko interpretacija.

Pirminiai ir antriniai rezultatai

Rezultatai, tiesiogiai susiję su įtariama liga, vadinami pirminiais rezultatais, o mediciniškai reikšmingi, bet nesusiję - antriniais (arba atsitiktiniais) rezultatais.

Antriniai radiniai dažnai yra aktualūs ir gali atskleisti žmogaus genetinę būsimos ligos riziką, nešiotojo būseną arba farmakogenetinius atradimus (kaip jūsų kūnas apdoroja konkretų vaistą). Kai kuriais atvejais jūsų tėvams taip pat gali būti atliekami bandymai, kurie padės nustatyti, kurie variantai yra bendri ir kurie yra de novo (nepaveldimas).

Genominiai tyrimai vėžiu

Genominių tyrimų plėtra įvyko daugmaž kartu su padidėjusia tiksline vėžio terapija. Mokslininkams pradėjus suprasti, kaip tam tikri genetiniai variantai normalias ląsteles pavertė vėžinėmis, jie galėjo sukurti testus, kad būtų galima atrasti konkrečius variantus, ir sukurti vaistus, skirtus šiems genams.

Šiandien genominiai tyrimai tapo vis neatsiejama daugelio skirtingų vėžio rūšių, įskaitant krūties vėžį ir plaučių vėžį, gydymo ir valdymo dalimi.

Nors genetiniai tyrimai gali padėti nustatyti asmens riziką susirgti vėžiu, genominiai tyrimai padeda nustatyti genetinius žymenis, susijusius su ligos ypatumais. Tai leidžia mums numatyti galimą naviko elgesį, įskaitant tai, kaip greitai jis augs ir kaip tikėtina, kad jis gali metastazuoti.

Tai svarbu atsižvelgiant į tai, kad naviko ląstelės yra linkusios į greitą mutaciją. Net jei dėl naviko atsiradimo yra atsakingas vienas genetinis variantas, pati liga gali vykti daugeliu skirtingų kursų, vieni agresyvūs, kiti - ne. Nors genetinis tyrimas gali padėti nustatyti piktybinį naviką, genomo tyrimas gali nustatyti efektyviausius jo gydymo būdus.

Be to, jei navikas staiga mutuoja, genomo tyrimas gali nustatyti, ar mutacija yra imli tikslinei terapijai. Vienas tokių pavyzdžių yra vaistas „Nerlynx“ (neratinibas), naudojamas ankstyvos stadijos HER2 teigiamam krūties vėžiui gydyti ir gydyti.

Krūties vėžio genetinių ir genominių tyrimų palyginimas

Genetika

• Paveldėtų genetinių savybių, įskaitant susijusias su tam tikromis ligomis, tyrimas

• Genetika nustato jūsų riziką paveldėti vėžį iš savo tėvų

• BRCA1 ir BRCA2 testai gali numatyti jūsų riziką susirgti krūties ar kiaušidžių vėžiu

• Sužinoję apie krūties vėžio riziką, galite imtis priemonių aktyviai sumažinti riziką

Genomika

• Genų aktyvumo ir sąveikos tyrimas genome, įskaitant jų vaidmenį sergant tam tikromis ligomis

• Susirgus vėžiu, genomika nustato, kaip elgsis navikas

• „Oncotype DX“ ir „PAM50“ krūties vėžio testai naudojami navikui įvertinti ir numatyti, kaip atsakysite į chemoterapiją.

• Remdamiesi genomo tyrimo rezultatais, jūs ir jūsų gydytojas galite nuspręsti, kurios gydymo galimybės yra tinkamiausios po operacijos

Namų genominiai tyrimai

Namų genominiai tyrimai jau įsiskverbė į mūsų kasdienį gyvenimą, pradedant 2007 m. Išleidus tiesioginį vartotojui skirtą „23andMe“ namų genetinį rinkinį.

Kai kurie namų genetiniai tyrimai, pvz., „AncestryDNA“ ir „National Geographic Geno 2.0“ testai, buvo skirti tik asmens protėviams atsekti, „23andMe“ vartotojams pasiūlė galimybę nustatyti tam tikrų genetinių sveikatos sutrikimų riziką.

Tai verslo modelis, kuris buvo kupinas iššūkių. 2010 m. JAV maisto ir vaistų administracija (FDA) įsakė „23andMe“ ir kitiems su sveikata susijusių namų genetinių tyrimų gamintojams nutraukti prietaisų, kuriuos pagal federalinius įstatymus reguliuotojas laikė „medicinos prietaisais“, pardavimą.

2016 m. Balandžio mėn., Po daugybę metų trukusių derybų su FDA, „23andMe“ buvo suteikta teisė išleisti savo asmens genomo tarnybos genetinės sveikatos rizikos testą, kuris gali suteikti informacijos apie asmens polinkį į šias 10 ligų:

• Alfa-1 antitripsino trūkumas (genetinis sutrikimas, susijęs su plaučių ir kepenų ligomis)
• Celiakija
• Ankstyvoji pradinė distonija (nevalingas judėjimo sutrikimas)
• XI faktoriaus trūkumas (kraujo krešėjimo sutrikimas)
• 1 tipo Gošė liga
• Gliukozės-6-fosfato dehidrogenazės trūkumas (raudonųjų kraujo kūnelių sutrikimas)
• Paveldima hemochromatozė (geležies perkrovos sutrikimas)
• Paveldima trombofilija (kraujo krešėjimo sutrikimas)
• Vėlai prasidedanti Alzheimerio liga
• Parkinsono liga

Seilėmis atlikti testai yra tokie pat tikslūs kaip ir gydytojai.

Nepaisant šių produktų pranašumų, kai kurie šalininkai išlieka susirūpinę dėl galimos diskriminacijos rizikos, jei genetine informacija būtų dalijamasi be vartotojo leidimo. Kai kurie atkreipia dėmesį į tai, kad farmacijos milžinė „GlaxoSmithKline“ (GSK) jau yra „23andMe“ investuotoja ir planuoja panaudoti penkių milijonų ir daugiau klientų bandymų rezultatus kuriant naujus farmacinius vaistus.

Siekdamas atsverti kritiką, „23andMe“ patarė FDA, kad rezultatai bus „atpažinti“, o tai reiškia, kad vartotojo tapatybė ir informacija nebus dalijamasi su GSK.