Что может сказать вам геномное тестирование о рисках для здоровья

Геномное тестирование - это тип теста, который рассматривает не только ваши гены, но и способы, которыми взаимодействуют ваши гены, и то, что эти взаимодействия значат для вашего здоровья.

Геномное тестирование часто путают с генетическим тестированием. Основное отличие заключается в том, что генетические тесты предназначены для выявления мутации одного гена (например, мутации BRCA1 и BRCA2, связанной с раком молочной железы и яичников), в то время как геномные тесты проверяют все ваши гены.

При более широком рассмотрении вашего генетического состава, в том числе последовательности ваших генов и их влияния друг на друга, геномное тестирование может дать представление о том, как ваше тело работает на молекулярном уровне и что это означает с точки зрения риска заболевания, прогрессирования или рецидивы.

Геномное тестирование обычно используется в лечении рака, чтобы определить, как опухоль может вести себя. Это может помочь врачам предсказать, насколько агрессивным будет ваш рак и будет ли он распространяться (метастазировать) в другие части тела.

Геномное тестирование является центральным инструментом в развитии персонализированной медицины, которая направлена ​​на то, чтобы индивидуализировать лечение, продукты и методы индивидуально.

Генетика против Геномики

Хотя генетика и геномика связаны с генами, они имеют совершенно разные цели и приложения.

генетика

Генетика - это изучение влияния генов на человека. Гены предоставляют организму инструкции о том, как производить белки; белки, в свою очередь, определяют структуру и функцию каждой клетки организма. Гены состоят из строительных блоков, называемых ДНК, которые расположены в виде последовательности, называемой «основания». Порядок или последовательность баз будет определять, какие инструкции отправляются и когда.

В то время как многие гены кодируются для получения специфических белков, другие некодированные гены регулируют, как и когда производятся белки (по сути, включая и выключая определенные гены). Любое отклонение в работе гена может влиять на риск определенных заболеваний в зависимости от того, какие белки поражены.

В некоторых случаях мутация одного гена может вызывать такие заболевания, как муковисцидоз, мышечная дистрофия и серповидно-клеточная анемия.

Генетические тесты могут также искать любую генетическую мутацию, которую вы, возможно, унаследовали от своих родителей, чтобы подтвердить диагноз, предсказать будущий риск или определить, являетесь ли вы носителем.

Genomics

Геномика - это изучение структуры, функции, картирования и эволюции полного набора ДНК, включая все гены. Генетический материал плюс все последовательности называются геном, Целью геномики является анализ функции и структуры генома с целью:

• Понять, как сложные биологические системы, такие как сердечно-сосудистая система и эндокринная (гормональная) система, влияют друг на друга
• Предсказать, какие проблемы могут возникнуть, если генетические взаимодействия мешают нормальным биологическим функциям

В общей сложности в геноме человека содержится от 20 000 до 25 000 различных кодирующих белок генов и примерно 2 000 некодированных регуляторных генов.

Геномика важна, потому что она помогает нам понять, почему некоторые люди генетически предрасположены к определенным заболеваниям (даже если мы не понимаем, как взаимодействуют определенные гены). Вместо того, чтобы идентифицировать единственный генетический путь, геномика оценивает множество генетических переменных, которые влияют на развитие и / или лечение заболевания, такого как рак или диабет.

В отличие от генетики, геномика не ограничивается наследственными мутациями. Он определяет, как ваша генетическая структура влияет на течение болезни и, наоборот, как окружающая среда, образ жизни и лекарственные препараты могут вызывать мутации, которые изменяют этот курс. Понимая эти постоянно меняющиеся переменные, врачи могут делать более осознанный выбор в лечении, часто превентивно.

Роль геномного тестирования

Геномное тестирование основано на нашем нынешнем понимании генома человека, процесс, который начался с совместного проекта генома человека с 1990 по 2003 год.

В последние годы ученые смогли все чаще определять, какие генетические аномалии приводят не только к развитию заболевания, но и к характеристикам заболевания. Это позволило понять, почему у некоторых людей развиваются более агрессивные формы рака, они дольше живут с ВИЧ или не реагируют на определенные формы химиотерапии.

В то время как генетические тесты могут подтвердить или исключить предполагаемое генетическое состояние, геномика делает тестирование еще на один шаг вперед, предоставляя нам:

• Маркеры риска для выявления заболеваний
• Прогностические маркеры предсказать, как быстро заболевание будет прогрессировать, какова вероятность его повторения и вероятный исход заболевания
• Предиктивные маркеры направлять выбор лечения и избегать токсичности
• Маркеры ответа определить эффективность различных методов лечения

Хотя геномика фокусируется на последствиях нашего генетического состава независимо от всех других факторов, она не используется в изоляции.

Растущее движение к персонализированной медицине меняет наш подход к болезням в целом. Вместо индивидуального решения, подходящего для всех, персонализированная медицина учитывает высокую изменчивость генетики, окружающей среды и образа жизни, чтобы предложить более индивидуальное решение для каждого человека.

Как работает тест

Геномные тесты, как правило, предлагаются в качестве панели целевых генов, начиная от анализа генетических «горячих точек» (хорошо установленных сайтов мутаций) до полного секвенирования генов. Тесты обычно проводятся в специализированной лаборатории, сертифицированной в соответствии с Поправками об улучшении клинической лаборатории (CLIA) 1988 года. Сегодня в Соединенных Штатах существует более 500 генетических лабораторий, сертифицированных CLIA.

Для большинства анализов требуется образец крови или слюны или мазок изнутри щеки (известный как буккальный мазок). В зависимости от целей теста может потребоваться всего несколько капель крови или несколько флаконов. Биопсия опухоли или костного мозга может потребоваться людям с раком.

Как только образец получен, получение результатов обычно занимает от одной до четырех недель. В зависимости от состояния, которое вы лечите, вам может помочь генетический консультант, который поможет вам понять ограничения теста и то, что результаты означают и не значат.

Секвенирование следующего поколения

Секвенирование следующего поколения (NGS) является основным инструментом для геномного тестирования. Он используется для идентификации и оценки генетической последовательности миллионов коротких сегментов ДНК, называемых «читает». Чтения затем собираются в полную последовательность, чтобы определить, какие генетические вариации (варианты) присутствуют и что они означают.

NGS чрезвычайно гибок и может использоваться для секвенирования только нескольких генов, таких как панель наследственного рака молочной железы, или всего генома, обычно используемого в исследовательских целях для скрининга редких заболеваний.

Поскольку большинство вариантов практически не оказывают влияния на здоровье человека, они будут отфильтрованы для выявления тех немногих, которые имеют медицинское значение. Затем эти варианты будут оцениваться по пятибалльной шкале:

1. Доброкачественные (не вызывающие заболевания)
2. Скорее всего доброкачественный
3. неуверенный
4. Вероятно патогенный (вызывающий заболевание)
5. патогенный

В то время как большинство лабораторий сообщит о патогенных и вероятных патогенных результатах, некоторые также будут включать в себя неопределенные, вероятно, доброкачественные и доброкачественные результаты. Интерпретация от сертифицированного генетика также будет включена.

Первичные и вторичные результаты

Результаты, непосредственно связанные с подозреваемым состоянием, относятся к первичным результатам, в то время как результаты, которые имеют медицинское значение, но не связаны, называются вторичными (или побочными) результатами.

Вторичные результаты часто имеют отношение к делу и могут выявить генетический риск человека в будущем заболевания, статуса носителя или фармакогенетических результатов (как ваш организм обрабатывает конкретное лекарство). В некоторых случаях может также проводиться тестирование ваших родителей, чтобы помочь определить, какие варианты являются общими, а какие de novo (не наследуется).

Геномное тестирование при раке

Развитие геномного тестирования происходило более или менее в тандеме с ростом таргетной терапии рака. Когда ученые начали понимать, как определенные генетические варианты превращают нормальные клетки в раковые, они смогли разработать тесты для скрининга конкретных вариантов и разработать лекарственные средства для нацеливания на эти гены.

Сегодня геномное тестирование становится все более неотъемлемой частью лечения и лечения многих различных видов рака, включая рак молочной железы и рак легких.

В то время как генетические тесты могут помочь определить риск развития рака у человека, геномное тестирование помогает нам определить генетические маркеры, связанные с характеристикой заболевания. Это позволяет нам прогнозировать вероятное поведение опухоли, в том числе, насколько быстро она будет расти и насколько вероятно ее метастазирование.

Это важно, учитывая, что клетки опухоли подвержены быстрой мутации. Даже если за возникновение опухоли ответственен один генетический вариант, само заболевание может пройти много разных течений, некоторые агрессивные, а другие нет. Хотя генетический тест может помочь выявить злокачественную опухоль, геномный тест может определить наиболее эффективные способы его лечения.

Более того, если опухоль внезапно мутирует, геномный тест может определить, является ли мутация восприимчивой к целевой терапии. Одним из таких примеров является препарат Nerlynx (нератиниб), используемый для нацеливания и лечения HER2-положительного рака молочной железы на ранней стадии.

Сравнение генетического и геномного тестирования при раке молочной железы

генетика

• Изучение наследственных генетических признаков, в том числе связанных с определенными заболеваниями

• Генетики устанавливают ваш риск наследования рака от ваших родителей

• Тест BRCA1 и BRCA2 может предсказать ваш риск заболеть раком молочной железы или яичников

• После того, как вы узнаете свой риск рака молочной железы, вы можете предпринять шаги, чтобы активно снизить риск

Genomics

• Изучение активности и взаимодействия генов в геноме, в том числе их роли при определенных заболеваниях

• Когда у вас рак, геномика определяет, как опухоль будет вести себя

• Тесты рака молочной железы Oncotype DX и PAM50 используются для определения профиля опухоли и прогнозирования реакции на химиотерапию.

• На основании результатов геномного теста вы и ваш врач можете решить, какие варианты лечения являются наиболее подходящими после операции

Домашнее Геномное Тестирование

Домашнее геномное тестирование уже проникло в нашу повседневную жизнь, начав в основном с выпуска домашнего генетического набора 23andMe для потребителя в 2007 году.

В то время как некоторые домашние генетические тесты, такие как тесты AncestryDNA и National Geographic Geno 2.0, были предназначены исключительно для отслеживания родословной человека, 23andMe предложили потребителям возможность идентифицировать свой риск определенных генетических нарушений здоровья.

Это бизнес-модель, которая была чревата проблемами. В 2010 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) приказало 23andMe и другим производителям домашних генетических тестов, связанных со здоровьем, прекратить продажу устройств, которые, по мнению регулирующего органа, были «медицинскими устройствами» в соответствии с федеральным законом.

В апреле 2016 года, после нескольких лет переговоров с FDA, 23andMe было предоставлено право опубликовать свой тест на риск генетического здоровья для службы личного генома, который может предоставить информацию о предрасположенности человека к следующим 10 заболеваниям:

• Дефицит альфа-1 антитрипсина (генетическое заболевание, связанное с заболеваниями легких и печени)
• Целиакия
• Первичная дистония с ранним началом (непроизвольное двигательное расстройство)
• Дефицит фактора XI (нарушение свертываемости крови)
• Болезнь Гоше, тип 1
• Дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (расстройство эритроцитов)
• Наследственный гемохроматоз (нарушение перегрузки железом)
• Наследственная тромбофилия (нарушение свертываемости крови)
• Болезнь Альцгеймера с поздним началом
• Болезнь Паркинсона

Тесты на основе слюны предлагают такой же уровень точности, как и те, которые используются врачами.

Несмотря на преимущества этих продуктов, некоторые сторонники по-прежнему обеспокоены потенциальным риском дискриминации в случае распространения генетической информации без разрешения потребителя. Некоторые указывают на тот факт, что фармацевтический гигант GlaxoSmithKline (GSK) уже является инвестором 23andMe и планирует использовать результаты испытаний более чем пяти миллионов клиентов для разработки новых фармацевтических препаратов.

Чтобы противостоять критике, 23andMe сообщил FDA, что результаты будут «де-идентифицированы», что означает, что личность и информация потребителя не будут переданы GSK.