Personlig genomik

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 4. oktober 2019; checks kræver 10 redigeringer .

Personlig genomik er den gren af ​​genomik , der beskæftiger sig med sekventering og analyse af det menneskelige genom . Genotypetrinnet anvender en række forskellige metoder, herunder single nucleotid polymorphic (SNP) analysechips (som almindeligvis omfatter 0,02% af genomet), såvel som delvis eller hel genomsekventering. Når en genotype er blevet dechifreret , kan den analyseres ved hjælp af den publicerede litteratur for at bestemme sandsynligheden for sygdomsrisiko.

Brugen af ​​personlig genomik i prædiktiv og præcisionsmedicin

Prædiktiv medicin er medicin , der bruger informationen fra personlig genomik til at vælge de medicinske procedurer, der er nødvendige for en bestemt person. Præcisionsmedicin er baseret på "den nye systematik af menneskelige sygdomme baseret på molekylærbiologi ". [en]

Eksempler på brugen af ​​prædiktiv og præcisionsmedicin omfatter medicinsk genetik , onkogenomik og farmakogenomi . I farmakogenomi kan genetisk information bruges til at vælge det mest passende lægemiddel til en patient . Lægemidlet skal vælges med størst mulig mulighed for at opnå det ønskede resultat og minimere bivirkninger hos patienten. Genetisk information kan gøre det muligt for læger at skræddersy procedurer til en bestemt patient for at øge lægemidlets effektivitet og minimere bivirkninger. Fra oktober 2012 er der 167 medicinsk nyttige genpar, hvoraf information i øjeblikket er nyttig, og dette antal vokser hurtigt. [2]

Sygdomsrisiko kan beregnes baseret på genetiske markører og genom-dækkende associationsundersøgelser for almindelige sygdomme, der er multiple arvelige og bør tage hensyn til genernes interaktion med miljøet ved vurderingen . Sjældne sygdomme, der er individuelle (som rammer mindre end 1 ud af 200.000 [3] ) er ikke desto mindre kumulativt ret signifikante (påvirker ca. 8-10% af den amerikanske befolkning ). Over 2500 af disse sygdomme (inklusive de mest almindelige) er af stor betydning for prædiktiv genetik, for hvilke medicinske undersøgelser for individuelle gener (og genomsekventering generelt) anbefales, og deres antal stiger med 200 nye sygdomme om året. [fire]

Omkostningerne ved at sekventere det menneskelige genom

Omkostningerne ved sekventering af humant genom falder hurtigt på grund af den konstante udvikling af nye, hurtige og billige DNA- sekventeringsteknologier , såsom "næste generations DNA-sekventering".

National Human Genome Research Institute, som er en del af US National Institutes of Health , har sat sig som mål at være klar til $100.000 værd af genomsekventering i menneskestørrelse i 2009 og $1.000 i 2014. [5] [6]

Det diploide menneskelige genom indeholder 6 milliarder basepar. Statistisk analyse viser, at en dækning på cirka 10 gange kræver dækning af begge alleler på 90 % af det humane genom med en 25 basepar aflæsning ved hjælp af tilfældig haglgeværsekventering. [7] Det betyder, at i alt 60 milliarder basepar skal sekventeres. Sekvenseringsmaskiner fra Applied Biosystems SOLid, Illumina eller Helicos [8] kan sekvensere fra 2 til 10 milliarder basepar, med sekventeringsomkostninger fra $8.000 til $18.000. Der skal også tages højde for indkøb, personale og databehandlingsomkostninger. Omkostningerne ved at sekventere det menneskelige genom i 2008 var cirka $300.000.

I 2009 annoncerede Complete Genomics of Mountain View en $5.000 helgenomsekventeringstjeneste med virkning fra juni 2009 [9] Tjenesten var kun tilgængelig for akademisk forskning og ikke for private kunder. [ti]

Under hensyntagen til de etiske spørgsmål om præsymptomatisk genetisk testning af mindreårige [11] [12] [13] [14] er det muligt, at personlig genomik først vil blive anvendt på voksne, der kan give samtykke til en sådan undersøgelse.

I juni 2009 annoncerede Illumina lanceringen af ​​personlig Full Genome Sequencing med en 30X dækning til $48.000 pr. genom [15] Og kun et år senere (i 2010) reducerede de omkostningerne med 60% til $19.500. [16] De næste par år vil forventes at reducere priserne på grund af stordriftsfordele og øget konkurrence. [17] [18] Knome sigter mod sekventering som en helhed [19] frem for at læse noder individuelt i hele den eukromatiske del af det menneskelige genom (ca. tre milliarder noder). Mens det er meget dyrere end chip -SNP -genotypning. Denne tilgang giver betydeligt flere data og identificerer de seneste og kendte sekvenseringsmuligheder, hvoraf nogle kan være af særlig betydning i forsøget på at forstå menneskers sundhed og herkomst . [tyve]

Sammenlignende genomik

Komparativ genomisk analyse studerer forskellene og lighederne mellem hele genomer. Det kan anvendes på både genomer fra forskellige individer og arter, eller på individer af samme art, til en lavere pris end sekventering fra bunden.

Projekter og tjenester, der allerede er tilgængelige

Etiske spørgsmål

Genetisk diskrimination  er diskrimination baseret på information indhentet fra det menneskelige genom. Genetiske antidiskriminationslove er blevet vedtaget i nogle stater i Amerika og på føderalt niveau af Genetic Information Anti-Discrimination Act (GINA). GINA-lovgivningen forhindrer forskelsbehandling af sygeforsikringer og arbejdsgivere, men dækker ikke livsforsikring eller langtidsforsikring.

Patienter bør være opmærksomme på fortolkningen af ​​deres resultater, så de senere med erfaring kan fortolke dem rationelt. Dette gælder ikke kun for den almindelige mand, der har behov for at sekventere deres egne genomer, men også for fagfolk, herunder læger og videnskabsjournalister , som skal have den nødvendige viden til at informere og uddanne deres patienter og offentligheden. [41]

Andre spørgsmål

Helgenomsekventering kan identificere enkelte nukleotidsubstitutioner ( polymorfier ) ​​såvel som deletioner og insertioner , som er så sjældne, at der ikke kan drages konklusioner om deres indvirkning på sundheden, hvilket skaber en vis usikkerhed i analysen af ​​individuelle genomer, især i forbindelse med klinisk hjælp. Den tjekkiske medicinske genetiker Eva Machakova skriver: "I nogle tilfælde er det vanskeligt at skelne mellem, om en detekteret sekventeret variant er årsagen til en mutation eller en neutral (polymorf) variation uden nogen effekt på fænotypen . "Dechifrering af sjældne sekventeringsvarianter af ukendt betydning fundet i sygdomsfremkaldende gener bliver i stigende grad genomsamlinger Der er seriøse diskussioner om, hvordan man kan gøre resultaterne af personlige[42] , om der er alvorlige konsekvenser for sygdomsbevidstheden, og om det er værd at den potentielle psykologiske stress. Der er også tre potentielle problemer med legitimiteten af ​​personlige genomsamlinger . Den første er undersøgelsens validitet Håndtering af prøvefejl øger muligheden for fejl, der kan påvirke undersøgelsesresultater og fortolkning. Den anden påvirker kliniske handlinger, der kan påvirke undersøgelsens evne til at opdage eller forudsige relaterede lidelser. Det tredje problem er den kliniske anvendelse af et personligt sæt genomer og de tilhørende risici og fordele ved at introducere dem i klinisk praksis. [43]

Læger laver i øjeblikket forskning, hvor nogle af dem ikke er uddannet til at fortolke resultaterne korrekt. Mange har ikke engang en anelse om, hvordan SNP'er reagerer med hinanden. Disse resultater kan efterfølgende vildlede patienten, hvilket vil medføre en belastning af det allerede overbelastede nervesystem. [44] Dette kan føre til dårlig beslutningstagning, såsom at adoptere en usund livsstil og ændre familieplanlægning. Derudover reducerer negative resultater, som kan være unøjagtige, teoretisk livskvaliteten og forringer individets mentale sundhed (øger sandsynligheden for depression og angst). Der er også kontroverser forbundet med virksomheder, der forsker i individuelt DNA. Der er spørgsmål i forbindelse med "lækage" af oplysninger, retten til fortrolighed og virksomhedens ansvar, hvis dette ikke sker. De etablerede regler er stadig uklare. Indtil nu er det endnu ikke fastslået, hvem der lovligt ejer de genomiske oplysninger: virksomheden eller den, hvis genom blev aflæst. Prøver af den anvendte genomiske information er blevet offentliggjort. [45] Samt stat. Institutioner og det akademiske samfund peger i stigende grad på yderligere privatlivsspørgsmål [46] relateret til for eksempel genetisk diskrimination, brud på anonymitet og psykologiske konsekvenser. [47] Omvendt vil genomsekventering være tilladt for mere personlige medicinske procedurer ved brug af farmakogenomik; ved hjælp af genetisk information til at vælge passende lægemidler. [48] ​​Behandlinger kan være individualiserede og kan have forskellige genetiske karakteristika (f.eks. personlig kemoterapi ).

Se også

Noter

  1. Mod præcisionsmedicin: Opbygning af et vidensnetværk for biomedicinsk forskning og en ny  sygdomstaksonomi . — The National Academies Press, 2011.
  2. The Pharmacogenomics Knowledgebase (link utilgængeligt) . Hentet 11. maj 2013. Arkiveret fra originalen 13. maj 2013. 
  3. NIH Office of Rare Disease Research . Hentet 11. maj 2013. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013.
  4. Gentests . Hentet 30. september 2017. Arkiveret fra originalen 10. maj 2013.
  5. 1 2 Wetterstrand, Kris DNA-sekventeringsomkostninger: Data fra NHGRI Large-Scale Genome Sequencing Program (link ikke tilgængeligt) . Storskala genomsekventeringsprogram . National Human Genome Research Institute (21. maj 2012). Hentet 24. maj 2012. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013. 
  6. Kommer snart: Dit personlige DNA-kort? . News.nationalgeographic.com (28. oktober 2010). Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013.
  7. JDW-genome-supp-mat-march-proof.doc (PDF). Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013.
  8. Ægte enkeltmolekyle-sekventering (tSMS): Helicos BioSciences (link utilgængeligt) . Helicosbio.com. Dato for adgang: 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen den 23. november 2007. 
  9. Karow, Julia fuldfører Genomics for at tilbyde $5.000 Human Genome as a Service Business i 2. kvartal 2009 | I rækkefølge | Sekvensering . GenomeWeb. Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013.
  10. 1 2 Lauerman, John Complete Genomics sænker omkostningerne ved genomsekvens til $5.000 . Bloomberg (5. februar 2009). Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013.
  11. McCabe LL, McCabe ER Postgenomisk medicin. Præsymptomatisk testning til forudsigelse og forebyggelse  (engelsk)  // Clin Perinatol: journal. - 2001. - Juni ( bind 28 , nr. 2 ). - S. 425-434 . - doi : 10.1016/S0095-5108(05)70094-4 . — PMID 11499063 .
  12. Nelson RM, Botkjin JR, Kodish ED, et al. Etiske problemer med genetisk testning i pædiatri  //  Pædiatri. — American Academy of Pediatrics, 2001. - juni ( bd. 107 , nr. 6 ). - S. 1451-1455 . - doi : 10.1542/peds.107.6.1451 . — PMID 11389275 .
  13. Borry P., Fryns JP, Schotsmans P., Dierickx K. Carrier testing in minors: a systematic review of guidelines and position papers   // Eur . J. Hum. Genet. : journal. - 2006. - Februar ( bind 14 , nr. 2 ). - S. 133-138 . - doi : 10.1038/sj.ejhg.5201509 . — PMID 16267502 .
  14. Borry P., Stultiens L., Nys H., Cassiman JJ, Dierickx K.  Presymptomatic and predictive genetic testing in minors: a systematic review of guidelines and position papers  // Genetik : journal. — Genetics Society of America, 2006. - November ( bd. 70 , nr. 5 ). - s. 374-381 . - doi : 10.1111/j.1399-0004.2006.00692.x . — PMID 17026616 .
  15. Individuel genomsekventering - Illumina, Inc (link ikke tilgængeligt) . Everygenome.com. Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013. 
  16. Illumina Cutting Personal Genome Sequencing Pris med 60 % | GPlus.com . Glgroup.com (4. juni 2010). Dato for adgang: 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen den 24. juli 2011.
  17. Arkiveret kopi (link ikke tilgængeligt) . Hentet 11. maj 2013. Arkiveret fra originalen 25. august 2009. 
  18. Illumina lancerer personlig genomsekventeringstjeneste for $48.000: Genetic Future (link utilgængeligt) . scienceblogs.com. Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 14. juni 2009. 
  19. Karow, Julia . Knome tilføjer Exome-sekvensering, begynder at tilbyde tjenester til forskere , GenomeWeb (19. maj 2009). Arkiveret fra originalen den 13. maj 2010. Hentet 24. februar 2010.
  20. Harmon, Katherine . Genome Sequencing for the Rest of Us , Scientific American (28. juni 2010). Arkiveret fra originalen den 19. marts 2011. Hentet 13. august 2010.
  21. Amy Doneen, Nurse Practitioner læste vores kundehistorier. deCODEme, lås dit DNA op (utilgængeligt link) . Decodeme.com (15. oktober 2011). Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013. 
  22. Domænenavne | Verdens største domænenavneregistrator - GoDaddy.com . Hentet 11. maj 2013. Arkiveret fra originalen 23. september 2013.
  23. Eksistensgenetik l Sjælden sygdomsskærm l Omfattende genetisk test og analyse af sjældne sygdomme . Eksistensgenetik. Hentet 27. december 2011. Arkiveret fra originalen 22. november 2011.
  24. Paneler l Prædiktiv medicin . Eksistensgenetik. Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 10. juni 2010.
  25. Eksistensgenetik l Optimering af atletisk præstation og fitness . Eksistensgenetik. Hentet 27. december 2011. Arkiveret fra originalen 22. november 2011.
  26. Personlige genetiske sundhedstjenester . Navigenics. Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013.
  27. Aaron, internetiværksætter. Navigenics - Sådan virker det (utilgængeligt link) . Navigenics.com. Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 5. september 2012. 
  28. Genetiske DNA-rapporter | Pathway Genomics . pathway.com. Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013.
  29. 23andMe - Vores service: Sådan fungerer processen  (downlink)
  30. Knome hjemmeside (downlink) . Knome.com. Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013. 
  31. Knome Special Pricing (ikke tilgængeligt link) . Knome.com (5. oktober 2011). Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013. 
  32. Herper, Matthew . Dit genom kommer , Forbes  (3. juni 2010). Hentet 13. august 2010.  (ikke tilgængeligt link)
  33. Ofte stillede spørgsmål om Knome (downlink) . Hentet 11. maj 2013. Arkiveret fra originalen 23. juli 2008. 
  34. Harmon, Amy DNA-alderen: Genkort bliver en luksusvare . The New York Times (4. marts 2008). Hentet 19. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013.
  35. webstedet meragenome.com . Hentet 11. maj 2013. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013.
  36. mapmygenome.in . Hentet 11. maj 2013. Arkiveret fra originalen 19. maj 2013.
  37. Januar 2009+BW20090112 Illumina og Oxford Nanopore indgår en bred kommercialiseringsaftale , Reuters (12. januar 2009). Arkiveret fra originalen den 2. april 2015. Hentet 23. februar 2009.
  38. Single Molecule Real Time (SMRT) DNA-sekvensering , Pacific Biosciences. Arkiveret fra originalen den 2. juni 2008. Hentet 23. februar 2009.
  39. Komplet Human Genome Sequencing Technology Oversigt , Komplet Genomics. Arkiveret fra originalen den 31. oktober 2008. Hentet 23. februar 2009.
  40. Arkiveret kopi (link ikke tilgængeligt) . Hentet 11. maj 2013. Arkiveret fra originalen 31. marts 2012. 
  41. Lunshof, Jeantine, Mardis, Elaine. [Hentet fra http://www.future-science-group.com/_img/pics/Mardis_-_Foreward.pdf Navigenics – How it works] (link ikke tilgængeligt) . Future Medicine Magazine. Hentet 30. marts 2012. Arkiveret fra originalen 10. september 2014. 
  42. Macháckova, Eva. Sygdomsfremkaldende mutationer versus neutral polymorfi: Brug af bioinformatik og DNA-diagnose  (engelsk)  // Cas Lek Cesk : tidsskrift. - Tjekkiet: Ceskoslovenska Lekarska Spolecnost, 2003. - Vol. 142 , nr. 3 . - S. 150-153 . — PMID 12756842 .
  43. Hunter DJ, Khoury MJ, Drazen JM Lader genomet komme ud af flasken – får vi vores ønske?  (engelsk)  // N. Engl. J. Med.  : journal. - 2008. - Januar ( bind 358 , nr. 2 ). - S. 105-107 . - doi : 10.1056/NEJMp0708162 . — PMID 18184955 .
  44. Lea DH, Skirton H., Read CY, Williams JK Implikationer for at uddanne den næste generation af sygeplejersker om genetik og genomik i det 21. århundrede  //  J Nurs Scholarsh: tidsskrift. - 2011. - Marts ( bind 43 , nr. 1 ). - S. 3-12 . - doi : 10.1111/j.1547-5069.2010.01373.x . — PMID 21342419 .
  45. Gurwitz D., Bregman-Eschet Y. Personal genomics services: whose genomes? (engelsk)  // Eur. J. Hum. Genet. : journal. - 2009. - Juli ( bind 17 , nr. 7 ). - S. 883-889 . - doi : 10.1038/ejhg.2008.254 . — PMID 19259127 .
  46. De Cristofaro, E. Whole Genome Sequencing: Innovation Dream or Privacy Nightmare?  (engelsk)  // ArXiv Repository : tidsskrift. – 2012.
  47. Præsidentkommission for undersøgelse af bioetiske spørgsmål. Privatliv og fremskridt i hele genomsekvensering . - 2012. Arkiveret 18. marts 2013.
  48. Blow N. Genomics: the personal side of genomics   // Nature . - 2007. - Oktober ( bd. 449 , nr. 7162 ). - S. 627-630 . - doi : 10.1038/449627a . — PMID 17914399 .