биомолекула.ру. Взгляд изнутри.
 

Логин:
Пароль:


Эра геномной превентивной медицины: перспективы и ожидания

[31 октября, 2013 г.]

Статья на конкурс «био/мол/текст»: На текущий момент не существует ни одного примера использования генетического скрининга для исследования риска заболевания на популяционном уровне. Предсказательная генетика, так же как и любая другая новая технология, должна быть оценена по отношению к каждой болезни и в каждой популяции. Безопасность и эффективность применения генетических подходов требуют создания четкой политики по популяционному скринингу.

Обратите внимание!

Эта статья представлена на конкурс научно-популярных работ «био/мол/текст»-2013 в номинации «Лучший обзор».


Спонсор конкурса — дальновидная компания Life Technologies. Спонсор приза зрительских симпатий — фирма Helicon.

XXI век — начало эры геномной превентивной медицины

Идеальный метод генетического скрининга заболеваний должен иметь, по меньшей мере, три преимущества перед «традиционными» диагностическими тестами:

  1. Результаты такого скрининга должны точнее говорить о риске развития заболевания, чем фенотипический и (или) биохимический скрининг.
  2. Должен существовать экономически оправданный и высокоэффективный способ предотвращения данного заболевания у «подозреваемых» пациентов.
  3. Рекомендации, полученные в результате генетического тестирования, должны исполняться пациентами беспрекословно.

Пока все эти преимущества являются чисто умозрительными, а значит и целесообразность применения массового генетического скрининга остается по сей день спорной.

В конце прошлого века многие исследователи возлагали большие надежды на результаты массовых скрининговых программ, направленных на выявление предрасположенности к развитию онкопатологии и заболеваний сердечнососудистой системы, являющихся причиной почти двух третей всех смертей в мире [1]. Предполагалось, что всех людей можно будет разделить по степени генетической восприимчивости и дать соответствующие рекомендации по изменению образа жизни или обеспечить своевременную медикаментозную коррекцию, чтобы снизить риск развития этих заболеваний [2]. Полногеномные исследования, стартовавшие в начале XXI века и продолжающиеся до сих пор, так и не привели к идентификации главных аллелей предрасположенности для тех самых распространенных заболеваний [34]. Очень редко выявленные предрасполагающие аллели имели высокую предсказательную способность для оценки риска заболевания. Гены предрасположенности, выявленные на данный момент, способны объяснить лишь малый процент генетического риска заболеваний, а связь между этими генетическими вариациями и факторами риска окружающей среды еще недостаточно изучена [5].

Однако, несмотря ни на что, многие исследователи, посвятившие свою жизнь исследованию генетических основ наследственности, продолжают придерживаться линии использования результатов генетического тестирования для предсказания риска развития заболеваний. А о коммерциализации данного направления говорить не приходится вовсе — ведь это многомиллионные проекты, а доход, по мнению некоторых аналитиков, может быть сопоставим с ситуацией в компьютерной индустрии в конце прошлого века [6]. Давайте попробуем разобраться, остались ли в силе высказанные в конце прошлого века радужные перспективы в отношении генетического скрининга на популяционном уровне?

Радужное начало — неоднозначный конец

Целый ряд исследований показал, что информация о многочисленных генетических вариантах (однонуклеотидные полиморфизмы; SNP) не говорит ничего нового по сравнению с уже выявленными факторами риска, такими как семейный анамнез или факторы окружающей среды. В теории, индивидуальные генетические варианты могли бы предсказывать риск развития того либо иного заболевания, но только в случае, если были бы определены все потенциальные эффекты всех предрасполагающих аллелей. К сожалению, реализовать этот подход практически невозможно.

Вот несколько примеров того, как генетический скрининг пытались использовать для предсказания заболеваний на больших выборках. В одной работе исследователи использовали 18 полиморфных генетических маркеров для выявления предрасположенности к диабету второго типа [7]. Было показано, что комбинированное использование этих признаков, каждый из которых в той или иной степени предсказывает вероятность заболевания диабетом второго типа, не сильно увеличивает аккуратность разделения тестовой выборки больных и контрольной группы здоровых людей. В другом исследовании ученые попытать оценить целесообразность оценки риска сердечнососудистых заболеваний при помощи генетических маркеров, однако было показано, что генетическая информация менее эффективна в предсказании этих заболеваний, чем данные о возрасте, артериальном давлении, курении, диабете и уровнях холестерина и триглицеридов в крови.

Однако существуют заболевания (в частности, рак молочной железы), при которых генетическая информация может оказаться исключительно полезна для диагностики [8].

Эти скудные успехи анализа большого количества эмпирических генетических данных могут объясняться различиями между популяциями — как этническими, так и возрастными, географическими, экологическими и поведенческими. Таким образом, предсказательная способность и возможность клинического использования генетических тестов сильно зависят от конкретной популяции и заболевания, а значит, такие тесты должны разрабатываться с обязательным учетом такой информации.

Эффективность предсказательной медицины

Когда говорят об эффективности использования информации генетического тестирования, предполагается, что получаемые результаты действительно предсказывают риски заболеваний. Но даже в этом случае популяционный скрининг будет оправдан, только если будут созданы действенные и экономически целесообразные способы предотвращения заболеваний у пациентов с повышенным риском их развития. В случае наиболее распространенных онкопатологий (например, рака молочной железы) регулярный мониторинг и лечение на ранней стадии помогает кардинальным образом снизить количество смертельных исходов. Наличие в семейном анамнезе (у родственников первой-второй степени родства) рака молочной железы в совокупности с данными молекулярно-генетического тестирования (мутации в высопенентратных генах при РМЖ — BRCA1,2) позволят снизить опасность заболевания с помощью своевременного медицинского вмешательства. Вспомните хотя бы недавнюю операцию по радикальной мастэктомии у Анжелины Джоли.

Таким образом, даже если существует доступная профилактика, необходимо проведение большого количества клинических исследований. Только их результаты позволят оценить, будет ли назначение этих профилактических процедур лицам с отсутствием симптомов заболевания, но с повышенным генетическим риском, эффективнее, чем простое лечение всех людей с физиологическими факторами риска (например, в случаях повышенного кровяного давления или повышенного уровня холестерина для сердечнососудистых заболеваний).

Влияние информации о генетическом риске на поведение

Некоторые адепты медицинской этики утверждают, что предоставление информации о генетических рисках пациентам приведет к изменениям в их поведении [910]. Информация о генетической склонности к заболеваниям в большинстве случаев вызывает чувство обреченности, и в таких случаях ошибочные данные могут подорвать веру пациента в способность что-либо изменить. Некорректное разъяснение результатов генетического анализа может натолкнуть пациента на мысли о совершенно ненужном фармакологическом вмешательстве. Например, когда пациентам с гиперхолестеринемией сообщали результаты генетических тестов, они норовили начать принимать медикаменты, снижающие уровень липидов, вместо того, чтобы изменить диету и начать вести подвижный образ жизни, что действительно требуется в данной ситуации.

Еще одним доказательством в пользу вышесказанного является работа, в которой продемонстрировали, что курильщикам, которым говорили, что у них имеется генетическая предрасположенность к никотиновой зависимости, было гораздо легче прибегнуть к лекарствам, нежели положиться на свою силу воли [11]. Также было показано, что найденная генетическая предрасположенность к раку легких повышала число отказов от курения (или снижала количество выкуриваемых сигарет), но ни первое, ни второе изменения в поведении не длились более полугода.

Конкурирующие стратегии в здравоохранении

Предсказательная геномная медицина говорит пациентам с высоким риском развития заболевания, «как жить дальше». Эпидемиологи утверждают, что непроработанные стандарты генетических тестирований могут нарушить уже существующую практику борьбы с зависимостями и заболеваниями — например, алкоголизмом, курением, гипертонической болезнью, гиподинамией и др.

Стратегии, основанные на контроле потребления табачных изделий населением (такие, как, например, повышение налогов на сигареты), способствовали снижению табакокурения в Австралии и США вдвое за последние 35 лет. Как показала практика, данный подход оказался более эффективным, чем стратегии, связанные с изучением повышенного риска заболеваний, т.к. требуется намного меньше ресурсов, чем в случае тотального обследования всего населения. Сходные аргументы имеются и по поводу эффективности аналогичных стратегий по снижению риска алкоголизма, ожирения и диабета, рака.

Необходимость оценки технологий

Главная задача в популяционном скрининге — четко сформулировать политику использования и следить, чтобы выгоды геномной медицины по борьбе с распространенными заболеваниями не противоречили существующим инициативам в области здравоохранения. Предполагается, что в медицинском контексте использование оздоровительных программ для населения должно быть отделено от генетической информированности. Исследования генетической предрасположенности могут помочь идентифицировать редко встречающиеся генетические варианты, имеющие сильный прогностический эффект, что может быть использовано при составлении программы лечения пациентов в клинических условиях. Такие редко встречающиеся варианты также могут также способствовать появлению новых лекарств, нацеленных на лечение распространенных заболеваний.

Хотя первые исследования не дали реальных доказательств предсказательной силы объединенного использования генетических факторов и факторов внешней среды, использование метода Менделевской рандомизации может позволить эпидемиологам оценить влияние факторов окружающей среды на распространенные заболевания. Если связь между генетическими факторами и факторами окружающей среды будет охарактеризована подробнее, то использование тестов по общему обследованию здоровья населения будет оправдано только при условии комбинирования фенотипической информации и информации о факторах окружающей среды. И целесообразным будет применение этих тестов только среди тех категорий населения, у которых уже имеются иные показатели повышенного риска (например, наличия заболеваний у близких родственников).

Но абсолютно ясно, что генетическое обследование всего населения не может привести к изменению превентивной медицины в направлении, предсказанном в начале XXI века. Внедрение системы предсказаний индивидуального генетического риска в превентивные стратегии сохранения здоровья населения потребует неоспоримых свидетельств того, что такие меры будут иметь эффективность по сравнению с уже имеющимися. Предсказательная генетика, так же как и любая другая новая технология, должна быть оценена по отношению к каждой болезни и в каждой популяции. Ее польза будет зависеть не только от цены генетического обследования (которая в последнее время довольно быстро снижается), но также от эффективности ее при определении повышенного риска и количества случаев заболевания и смертности, которые эти вмешательства могут помочь избежать.

Литература

  1. Collins F.S. (1999). Shattuck lecture—medical and societal consequences of the Human Genome Project. N. Engl. J. Med. 341, 28–37;
  2. van Ommen G.J., Bakker E., den Dunnen J.T. (1999). The human genome project and the future of diagnostics, treatment, and prevention. Lancet 354, Suppl. 5–10;
  3. биомолекула: «Код жизни: прочесть не значит понять»;
  4. биомолекула: «Геном человека: как это было и как это будет»;
  5. Donnelly P. (2008). Progress and challenges in genome-wide association studies in humans. Nature 456, 728–731;
  6. биомолекула: «Перевалило за тысячу: третья фаза геномики человека»;
  7. Lango H., Palmer C.N., Morris A.D., Zeggini E., Hattersley A.T., et al. (2008). Assessing the combined impact of 18 common genetic variants of modest effect sizes on type 2 diabetes risk. Diabetes 57, 3129–3135;
  8. Pharoah P.D., Antoniou A., Bobrow M., Zimmern R.L., Easton D.F., et al. (2002). Polygenic susceptibility to breast cancer and implications for prevention. Nat. Genet. 31, 33–36;
  9. биомолекула: «Слово о генетике поведения»;
  10. биомолекула: «Спасибо, дорогой Минздрав, что предупредил!»;
  11. Wright A.J., Weinman J., Marteau T.M. (2003). The impact of learning of a genetic predisposition to nicotine dependence: an analogue study. Tob. Control 12, 227–230.

Автор: Кипень Вячеслав.

Число просмотров: 520.

Creative Commons License — условия использования и распространения материалов сайта.
Вернуться в раздел «Медицина»

Комментарии

(Оставить комментарий) (показывать сначала старые комментарии)

Re: Эра геномной превентивной медицины: перспективы и ожидания

Кабанова Светлана — 8 ноября, 2013 г. 14:51. (ссылка)

Большое спасибо, Вячеслав, за интересную статью! Вопрос острый, вопрос будущего, он затронут, и это очень важно.
Позвольте мне, пожалуйста, сделать комментарий общего плана. Многолетний опыт научного работника одного их "наших" академических институтов, а также постдоковского сотрудника в немецких научных организациях развеял один из моих прочных мифов: если научный сотрудник что-то делает, он не должен забывать о коллегах из института. Забывать, конечно, не должен. Желать успехов - должен. Но не оглядываться назад, а делать свое дело. Если кто-то на данный момент достиг большего, чем он сам или его коллеги, то значит именно этот кто-то заслуживает первоочередного цитирования и прочих почестей. Развитие науки не остановить рамками отдельной профильной организации. Это - факт, как бы пафосно это не звучало.
Удачи Вам, Вячеслав!
Светлана Кабанова

(ответить)

Re: Эра геномной превентивной медицины: перспективы и ожидания

Китаев Константин — 5 ноября, 2013 г. 21:54. (ссылка) (свернуть ветвь)

Во-первых, началом вашего обзора вы прямо в душу плюнули всем тем, кто у нас в институте работает в области генетического скрининга предрасположенности к многофакторным заболеваниям. Люди работаю именно на популяционном уровне. Вот например проводили анализ риска развития болезней дыхательных путей у работников химического производства и жителей местного города, в зависимости от тех или иных однонуклеотидных полиморфизмов. И много таких примеров, просто надо искать, смотреть прикладные издания, а не только Nature и Science. Притом у вас только две статьи 2008 года, а остальные много старше. В области медицинской генетики каждый месяц обновляется информация, даже по моногенным заболеваниям, не говоря уже о многофакторных.
Во-вторых, три ваших тезиса про необходимые преимущества, не более чем мечтания диванного теоретика. Превентивная медицина ведь направлена на то, чтобы биохимических и физиологических изменений и не возникало. Тут только генетический и эпигенетический скрининг может служить источником информации. Другое дело, что до таких высот пока далеко, а значит приходится довольствоваться полумерами. Но тем не менее и они дают положительные результаты, просто пока рано говорить о полной оценке всех результатов. К тому же генетическое прогнозирование здоровья не отменяет того множества мер по профилактике, которые сейчас уже развиты и внедрены в практику, однако на основе генетического анализа можно давать персональные рекомендации с самого раннего возраста, что естественно будет улучшать профилактический эффект.

(ответить)

Re: Re: Эра геномной превентивной медицины: перспективы и ожидания

Старокадомский Петр — 5 ноября, 2013 г. 22:09. (ссылка)

Я думаю, мне стоитвступится за Вячеслава, потому что на лицо некоторое недопонимание. Но для начала я хочу задать пару уточняющих вопросов:
1. О каком институте идет речь?
2. "... Вот например проводили анализ риска развития болезней дыхательных путей..." - и чем в итоге этот анализ закончился (ссылку на статью)?
Поясню более широко, почему я вмешался: Вячеслав написал статью, чтоб привлечь внимание к этой архиважной проблеме и серьезному направлению в современной биологии. Сделал это самостоятельно, по своей инициативе, и на мой взгляд, очень не плохо. Ваши упреки в довольно неопрятной форме не достойны работника академического института: Вячеслав, по большому счету, сделал вам услугу - прорекламировал ваше направление, сделал его более понятным для большинства.
Т.е. он по сути сделал за вас вашу же работу - рассказал о том, чем ваш институт и подобные ему организации занимаются и зачем вообще на это тратятся деньги. Вы же в своем комментарии пока умудрились кроме упреков, не дать никакой полезнойинформации - кто-то что-то делал, слушали-постановили, бла-бла-бла. На диванного теоретика пока тянет именно ваш рассказ.

(ответить)

Re: Эра геномной превентивной медицины: перспективы и ожидания

Лапская Юлия — 2 ноября, 2013 г. 01:58. (ссылка) (свернуть ветвь)

Спасибо, Вы подняли очень интересную проблему: расшифровать геном можно, но нужно ли. Если о многом я знала иди догадывалась, то о чувстве безысходности после прочтения твоего генома я даже не задумывалась. Но все-же я думаю геном биологам нужно читать геном, но делать это подобно блондинке, открывшую книжку по квантовой механики: смотреть картинки, то есть обращать внимание на те немногие вещи, которые однозначно укажут на то, что можно предупредить. Ведь действительно, если сказать человеку, что у него ген "самоубийства", он не будет видеть смысла оттягивать процедуру.

(ответить)

Re: Re: Эра геномной превентивной медицины: перспективы и ожидания

Вячеслав — 2 ноября, 2013 г. 12:48. (ссылка)

Спасибо вам, Юлия, за комментарий. Факт неоспоримый - читать необходимо: чем больше мы будем знать (количественно), тем быстрее мы претворим в жизнь принцип диалектики "от количества к качеству".

(ответить)

Re: Эра геномной превентивной медицины: перспективы и ожидания

Дмитрий — 2 ноября, 2013 г. 00:18. (ссылка) (свернуть ветвь)

Полностью разделяю точку зрения автора этой интересной статьи, что в не далеком будущем технологии секвенирования станут более быстрыми и менее дорогими, что позволит использовать их для идентификации мишеней для лекарственной терапии онкологических больных. Уже сейчас анализ по технологии секвенирования следующего поколения (next-generation sequencing - NGS) от момента биопсии до завершения NGS занимает менее 100 дней. Столько же времени занимает секвенирование всего генома (whole genome sequencing - WGS) и секвенирование всего транскриптома (whole transcriptome sequencing - WTS). См.: Weiss GJ, Liang WS, Demeure MJ, Kiefer JA, Hostetter G, et al. (2013) A Pilot Study Using Next-Generation Sequencing in Advanced Cancers: Feasibility and Challenges. PLoS ONE 8(10): e76438. doi:10.1371/journal.pone.0076438

(ответить)

Re: Re: Эра геномной превентивной медицины: перспективы и ожидания

Вячеслав — 2 ноября, 2013 г. 12:56. (ссылка)

Дмитрий, мне также известно, что на данный момент широко предлагается технология подготовки панелей патогенетически значимых полиморфизмов, и анализ занимает не более двух суток (ABI - Ion Proton Sequencers). Но на данный момент остается до конца не выясненным, какие же именно полиморфизмы (с высоким предсказательным потенциалом) необходимо включать. Ведь немаловажным является вопрос стоимости такой предсказательной панели - поэтому, мне кажется, что проекты по полногеномному ресеквенированию должны не только продолжаться, но и наращивать свои темпы.

(ответить)

Яндекс.Метрика

© 2007–2015 «биомолекула.ру»
Электропочта: info@biomolecula.ru
О проекте · RSS · Сослаться на нас

Дизайн и программирование —
Batch2k15.

Сопровождение сайта — НТК «Биотекст».

Условия использования сайта
Об ошибках сообщайте вебмастеру.