Съдържание
- Генетика срещу геномика
- Роля на геномното тестване
- Геномно тестване при рак
- Домашно геномно тестване
Геномното тестване често се бърка с генетичното тестване. Основната разлика е, че генетичните тестове са предназначени да открият единична генна мутация (като мутациите BRCA1 и BRCA2, свързани с рак на гърдата и яйчниците), докато геномните тестове разглеждат всички ваши гени.
Чрез по-широк поглед върху генетичния ви състав, включително как гените ви са секвенирани и как те си влияят взаимно, геномните тестове могат да ви дадат представа за това как тялото ви работи на молекулярно ниво и какво означава това по отношение на риска от заболяване, прогресията или рецидив.
Геномното тестване обикновено се използва при лечение на рак, за да се определи как е вероятно туморът да се държи. Това може да помогне на лекарите да предскажат колко агресивен ще бъде вашият рак и дали е вероятно той да се разпространи (метастазира) в други части на тялото.
Геномното тестване е централен инструмент в разработването на персонализирана медицина, който има за цел да персонализира лечението, продуктите и практиките за отделния човек.
Генетика срещу геномика
Докато генетиката и геномиката са свързани с гени, те имат съвсем различни цели и приложения.
Генетика
Генетиката е изследване на ефектите, които гените имат върху индивида. Гените предоставят на тялото инструкции как да произвежда протеини; протеините от своя страна определят структурата и функцията на всяка клетка на тялото.Гените са изградени от градивни елементи, наречени ДНК, които са подредени в низ, наречен "бази". Редът или последователността на базите ще определи кои инструкции се изпращат и кога.
Докато много гени са кодирани, за да произвеждат специфични протеини, други некодирани гени регулират как и кога протеините се произвеждат (по същество включват и изключват определени гени). Всяко отклонение в начина на работа на гена може да повлияе на риска от някои заболявания в зависимост от това кои протеини са засегнати.
В някои случаи една генна мутация може да доведе до заболявания като муковисцидоза, мускулна дистрофия и сърповидно-клетъчна болест.
Генетичните тестове могат да търсят всяка генетична мутация, която сте наследили от родителите си, или за потвърждаване на диагноза, предсказване на бъдещ риск или за установяване дали сте носител.
Геномика
Геномиката е изследване на структурата, функцията, картографирането и еволюцията на пълния набор от ДНК, включително всички гени. Генетичният материал плюс всички последователности се наричат геном. Целта на геномиката е да анализира функцията и структурата на генома, за да:
- Разберете как сложните биологични системи, като сърдечно-съдовата система и ендокринната (хормонална) система, си влияят взаимно
- Предскажете какви проблеми могат да възникнат, ако генетичните взаимодействия пречат на нормалните биологични функции
Като се има предвид, в човешкия геном има между 20 000 и 25 000 различни кодиращи протеини гени и приблизително 2000 некодирани регулаторни гени.
Геномиката е важна, защото ни помага да разберем защо някои хора са генетично предразположени към определени заболявания (дори ако не разбираме как взаимодействат определени гени). Вместо да идентифицира един генетичен път, геномиката оценява множеството генетични променливи, които влияят върху развитието и / или лечението на заболяване, като рак или диабет.
За разлика от генетиката, геномиката не е ограничена до наследствени мутации. Той идентифицира как вашият генетичен състав влияе върху хода на заболяването и, обратно, как околната среда, начинът на живот и лечението с лекарства могат да предизвикат мутации, които променят този ход.
Разбирайки тези постоянно променящи се променливи, лекарите могат да правят по-информиран избор при лечението, често с превантивна цел.
Роля на геномното тестване
Геномното тестване се основава на сегашното ни разбиране за човешкия геном, процес, който започна със съвместния проект за човешки геном от 1990 до 2003 г.
През годините на свикване учените успяват все по-често да идентифицират кои генетични аномалии водят не само до развитието на болестта, но и до характеристиките на болестта. Това даде представа защо някои хора развиват по-агресивни форми на рак, живеят по-дълго с ХИВ или не реагират на определени форми на химиотерапия.
Докато генетичните тестове могат да потвърдят или отхвърлят предполагаемо генетично състояние, геномиката предприема тестване още една стъпка напред, като ни предоставя:
- Маркери на риска с цел скрининг за болести
- Прогностични маркери за да се предскаже колко бързо ще прогресира дадено заболяване, колко вероятно е да се повтори и вероятният резултат от заболяването
- Предсказващи маркери за насочване на избора на лечение и избягване на токсичност
- Маркери за отговор за определяне на ефикасността на различни лечения
Докато геномиката се фокусира върху последиците от генетичния ни състав, независимо от всички други фактори, тя не се използва изолирано.
Нарастващото движение към персонализирана медицина променя начина, по който подхождаме към болестите като цяло. Вместо универсално решение, персонализираната медицина отчита високата вариативност в генетиката, околната среда и начина на живот, за да предложи по-специално решение за всеки индивид.
Как работи тестът
Геномните тестове обикновено се предлагат като панел от насочени гени, вариращи от анализ на генетични „горещи точки“ (добре установени места на мутация) до пълна генна секвенция. Тестовете обикновено се извършват в специализирана лаборатория, сертифицирана съгласно Измененията на клиничната лаборатория за подобряване (CLIA) от 1988 г. Днес в Съединените щати има над 500 сертифицирани CLIA генетични лаборатории.
Повечето тестове изискват проба от кръв или слюнка или тампон от вътрешната страна на бузата (известен като устна мазка). В зависимост от целите на теста може да са необходими само няколко капки кръв или няколко флакона. Биопсия на тумор или костен мозък може да е необходима за хора с рак.
След като пробата бъде получена, обикновено отнема между една и четири седмици, за да се получат резултатите. В зависимост от лекуваното състояние може да бъде на разположение генетичен консултант, който да ви помогне да разберете ограниченията на теста и какво означават и не означават резултатите.
Последователност от следващо поколение
Последователността от следващо поколение (NGS) е основният инструмент за геномно тестване. Използва се за идентифициране и оценка на генетичната последователност на милиони къси ДНК сегменти, наречени „четения“. След това отчитанията се събират в пълна последователност, за да се определи кои генетични вариации (варианти) присъстват и какво означават.
NGS е изключително гъвкав и може да се използва за секвениране само на няколко гена, като например за наследствен панел за рак на гърдата или целия геном, използван обикновено за изследователски цели за скрининг на редки заболявания.
Тъй като повечето варианти имат малко или никакво известно влияние върху човешкото здраве, те ще бъдат филтрирани, за да се идентифицират малкото, които имат медицинско значение. След това тези варианти ще бъдат оценявани по петстепенна скала, варираща от:
- Доброкачествени (не причиняват болести)
- Вероятно доброкачествени
- Несигурно
- Вероятно патогенни (причиняващи заболявания)
- Патогенни
Докато повечето лаборатории ще докладват за патогенните и вероятните патогенни находки, някои също ще включват несигурните, вероятно доброкачествени и доброкачествени открития. Ще бъде включено и тълкуване от сертифициран генетик.
Първични и вторични резултати
Резултатите, пряко свързани със съмнително състояние, се отнасят за първични резултати, докато тези, които имат медицинско значение, но не са свързани, се наричат вторични (или случайни) резултати.
Вторичните констатации често са от значение и могат да разкрият генетичния риск на човек от бъдещо заболяване, статус на носител или фармакогенетични констатации (как тялото ви обработва конкретно лекарство). В някои случаи може да се извърши и тестване на родителите ви, за да се определи кои варианти са споделени и кои са de novo (не по наследство).
Геномно тестване при рак
Развитието на геномните тестове се случи повече или по-малко в тандем с нарастването на целенасочените терапии за рак. Когато учените започнаха да разбират как определени генетични варианти превърнаха нормалните клетки в ракови, те успяха да разработят тестове за скрининг на специфични варианти и да разработят лекарства, насочени към тези гени.
Днес геномните тестове стават все по-неразделна част от лечението и управлението на много различни видове рак, включително рак на гърдата и рак на белия дроб.
Докато генетичните тестове могат да помогнат за идентифициране на риска от рак на човек, геномните тестове ни помагат да идентифицираме генетичните маркери, свързани с характеристиката на заболяването. Позволява ни да предскажем вероятното поведение на тумора, включително колко бързо ще расте и колко вероятно е да метастазира.
Това е важно, като се има предвид, че клетките на тумора са склонни към бърза мутация. Дори ако един генетичен вариант е отговорен за нарастването на тумора, самата болест може да отнеме много различни курсове, някои агресивни, а други не. Докато генетичният тест може да помогне за идентифициране на злокачественото заболяване, геномният тест може да идентифицира най-ефективните начини за лечение.
Освен това, ако туморът внезапно мутира, геномният тест може да установи дали мутацията е възприемчива за таргетна терапия. Такъв пример е лекарството Nerlynx (нератиниб), използвано за насочване и лечение на ранен стадий на HER2-позитивен рак на гърдата.
Сравнение на генетичното и геномното тестване при рак на гърдата
ГенетикаИзследване на наследствени генетични черти, включително тези, свързани с определени заболявания
Генетиката установява риска от наследяване на рак от родителите ви
Тестът BRCA1 и BRCA2 може да предскаже риска от получаване на рак на гърдата или яйчниците
След като разберете риска от рак на гърдата, можете да предприемете стъпки за активно намаляване на риска
Изследване на активността и взаимодействието на гените в генома, включително тяхната роля при определени заболявания
След като имате рак, геномиката установява как ще се държи туморът
Тестовете за рак на гърдата Oncotype DX и PAM50 се използват за профилиране на тумор и предсказване как ще реагирате на химиотерапията
Въз основа на резултатите от геномния тест вие и Вашият лекар можете да решите кои възможности за лечение са най-подходящи след операция
Домашно геномно тестване
Домашното геномно тестване вече е проникнало в нашето ежедневие, започвайки до голяма степен с пускането на домашен генетичен комплект 23andMe директно към потребителя през 2007 г.
Докато някои домашни генетични тестове, като тестовете AncestryDNA и National Geographic Geno 2.0, са предназначени единствено за проследяване на предците на даден човек, 23andMe предлага на потребителите възможност да идентифицират риска от определени генетични разстройства на здравето.
Това е бизнес модел, който е изпълнен с предизвикателства. През 2010 г. Американската администрация по храните и лекарствата (FDA) нареди на 23andMe и други производители на домашни генетични тестове, свързани със здравето, да спрат продажбата на устройствата, които според регулатора са "медицински изделия" съгласно федералния закон.
През април 2016 г., след години на преговори с FDA, 23andMe получиха правото да пуснат своя тест за генетично здраве на личния геном, който може да предостави информация за предразположението на човек към следните 10 заболявания:
- Алфа-1 антитрипсинов дефицит (генетично заболяване, свързано с белодробни и чернодробни заболявания)
- Цьолиакия
- Ранна поява на първична дистония (неволно разстройство на движението)
- Дефицит на фактор XI (нарушение на кръвосъсирването)
- Болест на Гоше тип 1
- Дефицит на глюкоза-6-фосфат дехидрогеназа (нарушение на червените кръвни клетки)
- Наследствена хемохроматоза (нарушение на претоварването с желязо)
- Наследствена тромбофилия (нарушение на кръвосъсирването)
- Късно начало на болестта на Алцхаймер
- Болестта на Паркинсон
Базираните на слюнка тестове предлагат същото ниво на точност като тези, използвани от лекарите.
Въпреки предимствата на тези продукти, някои застъпници остават загрижени относно потенциалния риск от дискриминация, ако генетичната информация се споделя без разрешение на потребителя. Някои посочват факта, че фармацевтичният гигант GlaxoSmithKline (GSK) вече е инвеститор в 23andMe и планира да използва резултатите от тестовете на пет милиона клиенти за проектиране на нови фармацевтични лекарства.
За да се противопостави на критиката, 23andMe съветва FDA, че резултатите ще бъдат „де-идентифицирани“, което означава, че самоличността и информацията на потребителя няма да бъдат споделяни с GSK.