Зміст
- Генетика проти геноміки
- Роль геномного тестування
- Геномне тестування на рак
- Домашнє геномне тестування
Геномне тестування часто плутають з генетичним. Головна відмінність полягає в тому, що генетичні тести призначені для виявлення мутації одного гена (наприклад, мутації BRCA1 та BRCA2, пов’язаної з раком молочної залози та яєчників), тоді як геномні тести розглядають усі ваші гени.
Поглянувши ширше на ваш генетичний склад, включаючи те, як генезують послідовність і як вони впливають один на одного, геномне тестування може дати уявлення про те, як ваше тіло працює на молекулярному рівні і що це означає з точки зору ризику захворювання, прогресування або рецидив.
Геномне тестування зазвичай використовується при лікуванні раку, щоб визначити, як може поводитися пухлина. Це може допомогти лікарям передбачити, наскільки агресивним буде ваш рак, і чи можливо він пошириться (метастазує) в інші частини тіла.
Геномне тестування є центральним інструментом у розробці персоналізованої медицини, метою якого є адаптація лікування, продуктів та практик до конкретної людини.
Генетика проти геноміки
Хоча генетика та геноміка пов’язані з генами, вони мають абсолютно різні цілі та програми.
Генетика
Генетика - це вивчення впливу, який гени мають на людину. Гени дають вказівки організму про те, як виробляти білки; білки, в свою чергу, визначають структуру та функції кожної клітини тіла.Гени складаються з будівельних блоків, які називаються ДНК, які розташовані в рядку, який називається "основи". Порядок або послідовність баз визначатиме, які інструкції надсилатимуться і коли.
Хоча багато генів кодуються для отримання специфічних білків, інші некодовані гени регулюють, як і коли виробляються білки (по суті, включаючи та вимикаючи певні гени). Будь-які порушення в роботі гена можуть впливати на ризик деяких захворювань залежно від того, які білки уражені.
У деяких випадках мутація одного гена може призвести до таких захворювань, як муковісцидоз, м’язова дистрофія та серповидно-клітинна хвороба.
Генетичні тести можуть виявити будь-яку генетичну мутацію, яку ви успадкували від батьків, або для підтвердження діагнозу, прогнозування майбутнього ризику або для визначення того, чи є ви носієм.
Геноміка
Геноміка - це вивчення будови, функції, картографування та еволюції повного набору ДНК, включаючи всі гени. Генетичний матеріал плюс всі послідовності називаються геном. Метою геноміки є аналіз функції та структури геному з метою:
- Зрозумійте, як складні біологічні системи, такі як серцево-судинна система та ендокринна (гормональна) система, впливають одна на одну
- Прогнозуйте, які проблеми можуть виникнути, якщо генетичні взаємодії заважають нормальним біологічним функціям
Загалом, в геномі людини є від 20000 до 25000 різних кодуючих білок генів і приблизно 2000 некодованих регуляторних генів.
Геноміка важлива, оскільки вона допомагає нам зрозуміти, чому деякі люди генетично схильні до певних захворювань (навіть якщо ми не розуміємо, як певні гени взаємодіють). Замість того, щоб визначити єдиний генетичний шлях, геноміка оцінює безліч генетичних змінних, які впливають на розвиток та / або лікування захворювання, такого як рак або діабет.
На відміну від генетики, геноміка не обмежується лише спадковими мутаціями. Він визначає, як ваш генетичний склад впливає на перебіг захворювання і, навпаки, як навколишнє середовище, спосіб життя та лікування наркотиками можуть викликати мутації, які змінюють цей перебіг.
Розуміючи ці постійно мінливі змінні, лікарі можуть робити більш обгрунтований вибір у лікуванні, часто з превенцією.
Роль геномного тестування
Геномне тестування ґрунтується на нашому теперішньому розумінні геному людини, процес, який розпочався спільним проектом геному людини з 1990 по 2003 рік.
У роки скликання вчені змогли дедалі більше виявляти, які генетичні аномалії впливають не тільки на розвиток захворювання, але і на характеристики захворювання. Це дало уявлення про те, чому деякі люди розвивають більш агресивні форми раку, довше живуть з ВІЛ або не реагують на певні форми хіміотерапії.
Хоча генетичні тести можуть підтвердити або виключити підозру на генетичний стан, геноміка робить тестування ще один крок далі, надаючи нам:
- Маркери ризику з метою скринінгу на наявність хвороб
- Прогностичні маркери прогнозувати, наскільки швидко прогресуватиме хвороба, наскільки ймовірно, що вона повториться, і ймовірний результат захворювання
- Індикативні маркери для керівництва вибором лікування та уникнення токсичності
- Маркери відповідей для визначення ефективності різних методів лікування
Хоча геноміка фокусується на наслідках нашого генетичного складу, незалежно від усіх інших факторів, вона не використовується окремо.
Зростаючий рух до персоналізованої медицини змінює підхід до захворювань загалом. Замість універсального рішення, персоналізована медицина враховує високу мінливість у генетиці, навколишньому середовищі та способі життя, щоб запропонувати більш індивідуальне рішення для кожної людини.
Як працює тест
Геномні тести, як правило, пропонуються як група цільових генів, починаючи від аналізу генетичних "гарячих точок" (добре встановлених місць мутації) і закінчуючи повноцінним секвенуванням генів. Зазвичай тести проводяться в спеціалізованій лабораторії, сертифікованій відповідно до Поправок до клінічної лабораторії (CLIA) 1988 року. Сьогодні в США існує більше 500 сертифікованих CLIA генетичних лабораторій.
Для більшості тестів потрібні проби крові або слини або мазок з внутрішньої сторони щоки (відомий як щічний мазок). Залежно від цілей тесту, може знадобитися лише кілька крапель крові або кілька флаконів. Для людей, хворих на рак, може знадобитися біопсія пухлини або кісткового мозку.
Отримавши зразок, зазвичай потрібно від одного до чотирьох тижнів для отримання результатів. Залежно від стану, що лікується, може бути під рукою генетичний консультант, який допоможе вам зрозуміти обмеження тесту та те, що результати означають, а що не означають.
Послідовність наступного покоління
Секвенування наступного покоління (NGS) є основним інструментом для геномного тестування. Він використовується для ідентифікації та оцінки генетичної послідовності мільйонів коротких сегментів ДНК, які називаються "зчитування". Потім зчитування збираються в повну послідовність, щоб визначити, які генетичні варіації (варіанти) присутні і що вони означають.
NGS надзвичайно гнучкий і може бути використаний для послідовності лише кількох генів, наприклад, для спадкової панелі раку молочної залози або цілого геному, який зазвичай використовується для дослідницьких цілей для скринінгу рідкісних захворювань.
Оскільки більшість варіантів мають незначний або зовсім не знають впливу на здоров’я людини, їх буде відфільтровано, щоб визначити ті кілька, які мають медичне значення. Потім ці варіанти будуть оцінюватися за п’ятибальною шкалою:
- Доброякісний (не викликає хвороб)
- Ймовірно доброякісні
- Невпевнено
- Ймовірно патогенні (хвороботворні)
- Патогенний
Хоча більшість лабораторій повідомлятимуть про патогенні та ймовірні патогенні знахідки, деякі також включатимуть невизначені, ймовірно доброякісні та доброякісні результати. Також буде включено тлумачення сертифікованого генетика.
Первинні та вторинні результати
Результати, безпосередньо пов’язані із підозрою на стан, відносяться до первинних результатів, тоді як ті, що мають медичне значення, але не пов’язані між собою, називаються вторинними (або випадковими) результатами.
Вторинні висновки часто є актуальними і можуть виявити генетичний ризик людини для майбутньої хвороби, статус носія або фармакогенетичні висновки (як ваш організм обробляє конкретний препарат). У деяких випадках тестування може також проводитися на ваших батьках, щоб допомогти визначити, які варіанти є спільними, а які de novo (не передається у спадок).
Геномне тестування на рак
Розвиток геномного тестування відбулося більш-менш в тандемі із зростанням цільової терапії раку. Коли вчені почали розуміти, як певні генетичні варіанти перетворювали нормальні клітини на ракові, вони змогли розробити тести для виявлення конкретних варіантів та розробити препарати для націлювання на ці гени.
Сьогодні геномне тестування стає дедалі невід’ємнішою частиною лікування та лікування багатьох різних типів раку, включаючи рак молочної залози та легенів.
Хоча генетичні тести можуть допомогти визначити ризик раку людини, геномне тестування допомагає нам визначити генетичні маркери, пов’язані з характеристикою захворювання. Це дозволяє нам передбачити ймовірну поведінку пухлини, включаючи те, як швидко вона буде рости і наскільки ймовірно, що вона метастазує.
Це важливо, враховуючи, що клітини пухлини схильні до швидкої мутації. Навіть якщо один генетичний варіант відповідає за зростання пухлини, сама хвороба може проходити безліч різних шляхів, деякі агресивні, а інші ні. Хоча генетичний тест може допомогти виявити злоякісну пухлину, геномний тест може визначити найбільш ефективні способи її лікування.
Більше того, якщо пухлина раптово мутує, геномний тест може визначити, чи є мутація сприйнятливою до цілеспрямованої терапії. Одним з таких прикладів є препарат Nerlynx (нератиніб), який використовується для націлювання та лікування HER2-позитивного раку молочної залози на ранній стадії.
Порівняння генетичного та геномного тестування на рак молочної залози
ГенетикаВивчення спадкових генетичних ознак, у тому числі пов’язаних з певними захворюваннями
Генетика визначає ризик успадкування раку від батьків
Тест BRCA1 та BRCA2 може передбачити ризик захворіти на рак молочної залози або яєчників
Дізнавшись про ризик раку молочної залози, ви можете вжити заходів для активного зменшення ризику
Вивчення активності та взаємодії генів у геномі, включаючи їх роль у деяких захворюваннях
Як тільки у вас рак, геноміка встановлює, як поводитиметься пухлина
Тести на рак молочної залози Oncotype DX та PAM50 використовуються для профілактики пухлини та прогнозування реакції на хіміотерапію
На підставі результатів геномного тесту ви та ваш лікар можете вирішити, які варіанти лікування є найбільш доцільними після операції
Домашнє геномне тестування
Домашнє геномне тестування вже проникло в наше повсякденне життя, починаючи здебільшого з випуску домашнього генетичного набору 23andMe безпосередньо до споживача в 2007 році.
Хоча деякі домашні генетичні тести, такі як тести AncestryDNA та National Geographic Geno 2.0, були розроблені виключно для відстеження походження людини, 23andMe пропонував споживачам можливість визначити ризик певних генетичних розладів здоров’я.
Це бізнес-модель, яка несе в собі труднощі. У 2010 році Управління з контролю за продуктами та ліками США (FDA) наказало 23andMe та іншим виробникам домашніх генетичних тестів припинити продаж пристроїв, які регулятор вважав "федеральними виробами" за федеральним законом.
У квітні 2016 року, після багаторічних переговорів з FDA, 23andMe отримали право випустити свій тест на генетичний ризик для здоров'я особистих геномних служб, який може надати інформацію про схильність людини до наступних 10 захворювань:
- Дефіцит антитрипсину альфа-1 (генетичне захворювання, пов’язане із захворюваннями легенів та печінки)
- Целіакія
- Первинна дистонія раннього початку (мимовільний розлад руху)
- Дефіцит фактора XI (порушення згортання крові)
- Хвороба Гоше 1 тип
- Дефіцит глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (розлад еритроцитів)
- Спадковий гемохроматоз (розлад перевантаження залізом)
- Спадкова тромбофілія (порушення згортання крові)
- Пізня хвороба Альцгеймера
- Хвороба Паркінсона
Тести на основі слини пропонують такий же рівень точності, як і ті, що використовуються лікарями.
Незважаючи на переваги цих продуктів, у деяких прихильників залишаються занепокоєння щодо потенційного ризику дискримінації у разі надання генетичної інформації без дозволу споживача. Деякі вказують на той факт, що фармацевтичний гігант GlaxoSmithKline (GSK) вже є інвестором в 23andMe і планує використовувати результати тестів п'яти мільйонів клієнтів для розробки нових фармацевтичних препаратів.
Щоб протидіяти критиці, 23andMe повідомив FDA, що результати будуть "де-ідентифіковані", що означає, що особисті дані та інформація споживача не будуть передаватися GSK.