Mitä genomitutkimus voi kertoa terveysriskeistä

Genominen testaus on sellainen testi, joka tarkastelee enemmän kuin vain geenejäsi, mutta myös tapoja, joilla geenit ovat vuorovaikutuksessa ja mitä nämä vuorovaikutukset merkitsevät terveydelle.

Genominen testaus sekoitetaan usein geneettiseen testaukseen. Tärkein ero on se, että geneettiset testit on suunniteltu havaitsemaan yhden geenimutaation (kuten BRCA1- ja BRCA2-mutaatiot, jotka liittyvät rintasyövän ja munasarjasyövän hoitoon), kun taas genomiset testit tarkastelevat kaikkia geenejä.

Ottaen laajemman katsauksen geneettiseen meikkiin - myös siitä, miten geenit sekvensoidaan ja miten ne vaikuttavat toisiinsa - genominen testaus voi antaa tietoa siitä, miten kehosi toimii molekyylitasolla ja mitä se tarkoittaa taudin riskin, etenemisen tai t toistuminen.

Genominen testaus käytetään yleisesti syövän hoidossa sen määrittämiseksi, miten kasvain todennäköisesti käyttäytyy. Tämä voi auttaa lääkäreitä ennustamaan, kuinka aggressiivinen syöpäsi on ja onko se todennäköisesti levinnyt (metastasoituu) muihin kehon osiin.

Genominen testaus on keskeinen työkalu yksilöllisen lääketieteen kehittämisessä, jonka tarkoituksena on mukauttaa hoitoja, tuotteita ja käytäntöjä yksilölle.

Genetiikka vs. genomiikka

Vaikka genetiikka ja genomiikka liittyvät molempiin geeneihin, niillä on täysin erilaiset tavoitteet ja sovellukset.

Genetiikka

Genetics on tutkimus geenien vaikutuksista yksilöön. Geenit antavat kehon ohjeet proteiinien valmistamiseksi; proteiinit puolestaan ​​määrittävät kehon kunkin solun rakenteen ja toiminnan. Geenit koostuvat rakennuspalikoista, joita kutsutaan DNA: ksi, jotka on järjestetty merkkijonoiksi, joita kutsutaan "emäksiksi". Perusteiden järjestys tai järjestys määrittää, mitkä ohjeet lähetetään ja milloin.

Vaikka monet geenit koodataan tuottamaan spesifisiä proteiineja, muut ei-koodatut geenit säätelevät, miten ja milloin proteiinit tuotetaan (olennaisesti kytkeytymällä päälle ja pois tiettyjä geenejä). Geenin mahdollinen poikkeama saattaa vaikuttaa tiettyjen sairauksien riskiin riippuen siitä, mitkä proteiinit vaikuttavat.

Joissakin tapauksissa yksi geenimutaatio voi antaa sellaisia ​​sairauksia, kuten kystinen fibroosi, lihasdüstroofia ja sirppisolun tauti.

Geneettiset testit voivat myös etsiä vanhemmilta perimäsi geneettistä mutaatiota, joko vahvistamaan diagnoosi, ennustamaan tulevaa riskiä tai tunnistamaan, oletko kantaja.

genomiikka

Genomiikka on DNA: n koko joukon, mukaan lukien kaikki geenit, rakenteen, toiminnan, kartoituksen ja kehityksen tutkimus. Geneettistä materiaalia ja kaikkia sekvenssejä kutsutaan nimellä perimä. Genomian tavoitteena on analysoida genomin toiminta ja rakenne, jotta:

• Ymmärrä, miten monimutkaiset biologiset järjestelmät, kuten sydän- ja verisuonijärjestelmä ja hormonitoiminta, vaikuttavat toisiinsa
• Ennakoi, mitä ongelmia voi esiintyä, jos geneettiset vuorovaikutukset häiritsevät normaaleja biologisia toimintoja

Kaiken kaikkiaan ihmisen genomissa on 20 000 - 25 000 erilaista proteiinia koodaavaa geeniä ja noin 2 000 ei-koodattua geeniä.

Genomiikka on tärkeää, koska se auttaa meitä ymmärtämään, miksi jotkut ihmiset ovat geneettisesti alttiita tietyille sairauksille (vaikka emme ymmärrä, miten tietyt geenit ovat vuorovaikutuksessa). Yksittäisen geneettisen reitin tunnistamisen sijasta genomiikka arvioi geneettisten muuttujien lukuisia, jotka vaikuttavat sairauden, kuten syövän tai diabeteksen, kehittymiseen ja / tai hoitoon.

Toisin kuin genetiikka, genomiikka ei rajoitu perinnöllisiin mutaatioihin. Siinä tunnistetaan, miten geneettinen meikki vaikuttaa sairauden kulkuun, ja päinvastoin, miten ympäristö, elämäntapa ja lääkehoidot voivat laukaista mutaatioita, jotka muuttavat tätä kurssia. Ymmärtämällä nämä jatkuvasti muuttuvat muuttujat, lääkärit voivat tehdä tietoisempia valintoja hoidossa, usein ennaltaehkäisevästi.

Genomisen testauksen rooli

Genominen testaus perustuu nykyiseen käsitykseen ihmisen genomista, prosessi, joka alkoi yhteistyössä toimivan Human Genome Projectin kanssa vuosina 1990-2003.

Kokoontuneina vuosina tiedemiehet ovat pystyneet tunnistamaan yhä useammin, mitkä geneettiset poikkeamat johtavat taudin kehittymiseen eikä sairauden ominaisuuksiin. Näin on saatu tietoa siitä, miksi jotkut ihmiset kehittävät aggressiivisempia syöpämuotoja, elävät pidempään HIV: n kanssa tai eivät vastaa tiettyihin kemoterapian muotoihin.

Vaikka geneettiset testit voivat vahvistaa tai sulkea pois epäillyn geneettisen tilan, genomiikka testaa yhden askeleen eteenpäin antamalla meille:

• Riskimerkit jotta voidaan tutkia sairauksia
• Prostostiset markkerit ennustaa, kuinka nopeasti sairaus etenee, kuinka todennäköistä se on toistua, ja sairauden todennäköinen lopputulos
• Ennustavat merkit ohjaamaan hoitovalintoja ja välttämään myrkyllisyyttä
• Vastausmerkit eri hoitojen tehokkuuden määrittämiseksi

Vaikka genomiikka keskittyy geneettisen meikkimme vaikutuksiin kaikista muista tekijöistä riippumatta, sitä ei käytetä erillään.

Kasvava liike kohti yksilöllistä lääketietettä muuttuu siihen, miten lähestymme sairauksia yleensä. Yksilöllisen lääketieteen sijasta yksilöllinen lääketiede ottaa huomioon genetiikan, ympäristön ja elämäntavan suuren vaihtelevuuden, jotta jokaiselle yksilölle voidaan tarjota räätälöityjä ratkaisuja.

Miten testit toimivat

Genomisia testejä tarjotaan tyypillisesti kohdennettujen geenien paneelina aina geneettisten "kuumien kohtien" (vakiintuneiden mutaatiokohtien) analyysistä täydelliseen geenisekvensointiin. Testit suoritetaan tyypillisesti erikoislaboratoriossa, joka on sertifioitu vuonna 1988 tehdyn kliiniset laboratoriokehityksen muutokset (CLIA) mukaisesti. Nykyään Yhdysvalloissa on yli 500 CLIA-sertifioitua genetiikan laboratoriota.

Useimmat testit vaativat veren tai syljen näytteen tai posken sisäpuolen pyyhkeen (tunnetaan bukaalina). Testin tavoitteista riippuen se voi vaatia vain muutaman tipan verta tai useita injektiopulloja. Kasvain tai luuytimen biopsia voi olla tarpeen syöpäpotilailla.

Kun näyte on saatu, tulosten vastaanottaminen kestää yleensä yhdestä neljään viikkoa. Geneettinen neuvonantaja voi olla käsillä hoidettavasta tilasta riippuen, joka auttaa sinua ymmärtämään testin rajoitukset ja mitä tulokset tarkoittavat ja eivät tarkoita.

Seuraavan sukupolven sekvensointi

Seuraavan sukupolven sekvensointi (NGS) on genomisen testauksen ensisijainen työkalu. Sitä käytetään tunnistamaan ja arvioimaan miljoonien lyhyiden DNA-segmenttien geneettistä sekvenssiä, joita kutsutaan "lukemiksi". Lukemat kootaan sitten täydelliseksi sekvenssiksi sen määrittämiseksi, mitkä geneettiset variaatiot (variantit) ovat läsnä ja mitä ne tarkoittavat.

NGS on erittäin joustava ja sitä voidaan käyttää vain muutaman geenin sekvensointiin, kuten perinnölliseen rintasyövän paneeliin, tai koko genomiin, jota käytetään tyypillisesti tutkimustarkoituksiin harvinaisten sairauksien seulomiseksi.

Koska useimmilla muunnoksilla on vähän tai ei lainkaan tunnettua vaikutusta ihmisten terveyteen, ne suodatetaan pois niiden harvojen tunnistamiseksi, jotka ovat lääketieteellisesti merkityksellisiä. Nämä vaihtoehdot pisteytetään sitten viiden pisteen asteikolla, joka vaihtelee:

1. Hyvänlaatuinen (ei sairautta aiheuttava)
2. Todennäköisesti hyvänlaatuinen
3. Epävarma
4. Todennäköisesti patogeeninen (taudin aiheuttava)
5. patogeeninen

Vaikka useimmat laboratoriot ilmoittavat patogeeniset ja todennäköisesti patogeeniset havainnot, osa niistä sisältää myös epävarmat, todennäköisesti hyvänlaatuiset ja hyvänlaatuiset löydöt. Mukana olisi myös tulkinta sertifioidusta geneettisestä asiantuntijasta.

Ensisijaiset ja toissijaiset tulokset

Suoraan epäiltyyn tilaan liittyvät tulokset viitataan ensisijaisiin tuloksiin, kun taas lääketieteellisesti merkityksellisiä, mutta etuyhteydettömiä tuloksia kutsutaan toissijaisiksi (tai satunnaisiin) tuloksiin.

Toissijaiset havainnot ovat usein merkityksellisiä ja saattavat paljastaa henkilön geneettisen riskin tulevasta taudista, kantaja-asemasta tai farmakogeneettisistä havainnoista (miten kehosi käsittelee tietyn lääkkeen). Joissakin tapauksissa testaus voidaan suorittaa myös vanhemmillesi, jotta voit selvittää, mitkä variantit jaetaan ja mitkä ovat de novo (ei peritty).

Genominen testaus syöpään

Genomisen testauksen kehittyminen tapahtui enemmän tai vähemmän yhdessä kohdennettujen syöpähoitojen lisääntymisen kanssa. Kun tiedemiehet alkoivat ymmärtää, miten tietyt geneettiset variantit muuttivat normaalit solut syöpäkasviksi, he pystyivät kehittämään testejä erityisten varianttien seulomiseksi ja lääkkeiden kehittämiseksi kohdentamaan näitä geenejä.

Nykyään genomisesta testauksesta on tullut yhä useammin erilaisten syöpätyyppien, mukaan lukien rintasyöpä ja keuhkosyöpä, hoito ja hoito.

Vaikka geneettiset testit voivat auttaa tunnistamaan syövän riskin, genominen testaus auttaa meitä tunnistamaan taudin ominaispiirteisiin liittyvät geneettiset markkerit. Sen avulla voimme ennustaa kasvain todennäköistä käyttäytymistä, mukaan lukien kuinka nopeasti se kasvaa ja kuinka todennäköisesti se metastasoituu.

Tämä on tärkeää, koska tuumorin solut ovat alttiita nopealle mutaatiolle. Vaikka yksittäinen geneettinen variantti on vastuussa kasvain noususta, tauti itse voi ottaa monia erilaisia ​​kursseja, jotkut aggressiiviset ja muut eivät. Vaikka geneettinen testi voi auttaa tunnistamaan pahanlaatuisuuden, genomi-testi voi tunnistaa tehokkaimmat keinot sen hoitamiseksi.

Lisäksi, jos tuumori mutatoi äkillisesti, genominen testi voi osoittaa, onko mutaatio vastaanottavainen kohdennetulle terapialle. Yksi tällainen esimerkki on lääke Nerlynx (neratinib), jota käytetään kohdentamaan ja hoitamaan varhaisen vaiheen HER2-positiivista rintasyöpää.

Rintasyövän geneettisen ja genomisen testauksen vertailu

Genetiikka

• Tutkimus periytyneistä geneettisistä piirteistä, mukaan lukien tietyistä sairauksista johtuvat ominaisuudet

• Geneettiset tekijät vahvistavat riskin, että vanhempasi perivät syövän

• BRCA1- ja BRCA2-testeissä voidaan ennustaa rintasyövän tai munasarjasyövän riski

• Kun tiedät rintasyövän riskin, voit vähentää riskejäsi aktiivisesti

genomiikka

• Geenin geenien aktiivisuuden ja vuorovaikutuksen tutkimus, mukaan lukien niiden rooli tietyissä sairauksissa

• Kun sinulla on syöpä, genomiikka määrittää, miten kasvain käyttäytyy

• Oncotype DX- ja PAM50-rintasyövän testejä käytetään kasvainprofiiliin ja ennustamaan, miten reagoi kemoterapiaan

• Genomitestin tulosten perusteella voit päättää lääkäriltäsi, mitkä hoitovaihtoehdot ovat sopivimmat leikkauksen jälkeen

Home Genomic Testing

Kotiromanomisen testaus on jo tunkeutunut jokapäiväiseen elämäämme, ja se alkaa suurelta osin suoraan kuluttajakäyttöön tarkoitetun 23andMe-kodin geneettisen paketin julkaisemisesta vuonna 2007.

Vaikka jotkut kotigeneettiset testit, kuten AncestryDNA- ja National Geographic Geno 2.0 -testit, suunniteltiin yksinomaan ihmisen jälkeläisten jäljittämiseksi, 23andMe tarjosi kuluttajille mahdollisuuden tunnistaa tiettyjen geneettisten terveyshäiriöiden riski.

Se on liiketoimintamalli, joka on ollut täynnä haasteita. Vuonna 2010 Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) määräsi 23andMe: lle ja muille terveyteen liittyvien kotigeneettisten testien valmistajille lopettamaan laitteiden myynnin, jonka sääntelyviranomainen katsoi olevan "lääketieteellisiä laitteita" liittovaltion lainsäädännön mukaisesti.

Huhtikuussa 2016 FDA: n kanssa käytyjen vuosien neuvottelujen jälkeen 23andMe: lle annettiin oikeus vapauttaa henkilökohtaisen genomipalvelunsa geneettisen terveysriskin testi, joka pystyy antamaan tietoa henkilön taipumuksesta seuraaviin 10 sairauteen:

• Alfa-1-antitrypsiinipuutos (keuhkoihin ja maksasairauksiin liittyvä geneettinen häiriö)
• Keliakia
• Varhaisen alkuvaiheen dystonia (tahaton liikkumisen häiriö)
• Tekijä XI: n puutos (veren hyytymishäiriö)
• Gaucherin taudin tyyppi 1
• Glukoosi-6-fosfaattihydrogenaasin puutos (punasolujen häiriö)
• Perinnöllinen hemokromatoosi (raudan ylikuormitushäiriö)
• Perinnöllinen trombofilia (veren hyytymishäiriö)
• Alzheimerin taudin myöhästyminen
• Parkinsonin tauti

Sylkeihin perustuvat testit tarjoavat saman tarkkuuden kuin lääkärit.

Näiden tuotteiden eduista huolimatta eräät kannattajat ovat edelleen huolissaan mahdollisesta syrjinnän vaarasta, jos geneettistä tietoa jaetaan ilman kuluttajan lupaa. Jotkut viittaavat siihen, että lääkealan jättiläinen GlaxoSmithKline (GSK) on jo 23andMe: n sijoittaja ja aikoo käyttää viiden miljoonan asiakkaan testituloksia suunnittelemaan uusia lääkkeitä.

Jotta kritiikki voitaisiin torjua, 23andMe ilmoitti FDA: lle, että tulokset olisivat "tunnistettuja", mikä tarkoittaa, että kuluttajan henkilöllisyyttä ja tietoja ei jaeta GSK: lle.