Vad genomisk testning kan berätta om hälsorisker

Innehåll

• Genetik vs genomik
• Rollen med genomtestning
• Genomisk testning vid cancer
• Hemgenomisk testning

Genomisk testning är en typ av test som tittar på mer än bara dina gener utan hur dina gener interagerar och vad dessa interaktioner betyder för din hälsa.

Genomisk testning förväxlas ofta med genetisk testning. Huvudskillnaden är att genetiska tester är utformade för att detektera en enstaka genmutation (såsom BRCA1- och BRCA2-mutationer associerade med bröst- och äggstockscancer), medan genomtest tittar på alla dina gener.

Genom att ta en bredare titt på din genetiska sammansättning - inklusive hur dina gener sekvenseras och hur de påverkar varandra - genomisk testning kan ge insikter om hur din kropp fungerar på molekylär nivå och vad det betyder när det gäller sjukdomsrisk, progression eller upprepning.

Genomisk testning används ofta vid cancerbehandling för att bestämma hur en tumör sannolikt kommer att uppträda. Detta kan hjälpa läkare att förutsäga hur aggressiv din cancer kommer att bli och om den sannolikt kommer att spridas (metastaseras) till andra delar av kroppen.

Genomisk testning är ett centralt verktyg i utvecklingen av personlig medicin som syftar till att anpassa behandlingar, produkter och metoder till individen.

Genetik vs genomik

Även om genetik och genomik är associerade med gener, har de helt olika syften och tillämpningar.

Genetik

Genetik är studien av effekterna som gener har på en individ. Gener ger kroppsinstruktioner om hur man gör proteiner; proteinerna bestämmer i sin tur strukturen och funktionen för varje cell i kroppen.Generna består av byggstenar, kallade DNA, som är ordnade i en sträng som kallas "baser". Ordningen eller sekvensen av baser kommer att avgöra vilka instruktioner som skickas och när.

Medan många gener är kodade för att producera specifika proteiner, reglerar andra icke-kodade gener hur och när proteinerna produceras (i huvudsak slår på och av vissa gener). Varje avvikelse i hur en gen fungerar kan påverka risken för vissa sjukdomar beroende på vilka proteiner som påverkas.

I vissa fall kan en enda genmutation ge sjukdomar som cystisk fibros, muskeldystrofi och sigdcellsjukdom.

Genetiska tester kan leta efter genetisk mutation som du kanske har ärvt från dina föräldrar, antingen för att bekräfta en diagnos, förutsäga framtida risk eller identifiera om du är bärare.

Genomik

Genomik är studien av strukturen, funktionen, kartläggningen och utvecklingen av den kompletta uppsättningen DNA, inklusive alla gener. Det genetiska materialet plus alla sekvenser kallas genom. Syftet med genomik är att analysera ett genomets funktion och struktur för att:

• Förstå hur komplexa biologiska system, såsom det kardiovaskulära systemet och det endokrina systemet (hormon), påverkar varandra
• Förutsäg vilka problem som kan uppstå om genetiska interaktioner stör normala biologiska funktioner

Allt sagt finns det mellan 20 000 och 25 000 olika proteinkodande gener och ungefär 2000 icke-kodade reglerande gener i det mänskliga genomet.

Genomik är viktigt eftersom det hjälper oss att förstå varför vissa människor är genetiskt utsatta för vissa sjukdomar (även om vi inte förstår hur vissa gener interagerar). I stället för att identifiera en enda genetisk väg utvärderar genomics mångfalden av genetiska variabler som påverkar utvecklingen och / eller behandlingen av en sjukdom, såsom cancer eller diabetes.

Till skillnad från genetik är genomik inte begränsad till ärftliga mutationer. Den identifierar hur din genetiska sammansättning påverkar sjukdomsförloppet och omvänt hur miljö-, livsstils- och läkemedelsbehandlingar kan utlösa mutationer som förändrar kursen.

Genom att förstå dessa ständigt föränderliga variabler kan läkare göra mer informerade val i behandlingen, ofta förebyggande.

Rollen med genomtestning

Genomisk testning bygger på vår nuvarande förståelse av det mänskliga genomet, en process som började med det samarbetsvilliga Human Genome Project från 1990 till 2003.

Under de sammanträffande åren har forskare i allt högre grad kunnat identifiera vilka genetiska anomalier som översätts till inte bara utvecklingen av en sjukdom utan även sjukdomens egenskaper. Att göra det har gett insikter om varför vissa människor utvecklar mer aggressiva former av cancer, lever längre med HIV eller inte svarar på vissa former av kemoterapi.

Medan genetiska tester kan bekräfta eller utesluta ett misstänkt genetiskt tillstånd tar genomics testet ett steg längre genom att ge oss:

• Riskmarkörer för att söka efter sjukdomar
• Prognostiska markörer för att förutsäga hur snabbt en sjukdom kommer att utvecklas, hur sannolikt det är att återkomma och det troliga resultatet av en sjukdom
• Förutsägbara markörer för att vägleda behandlingsval och undvika toxicitet
• Svarsmarkörer för att bestämma effekten av olika behandlingar

Medan genomik fokuserar på konsekvenserna av vår genetiska sammansättning, oavsett alla andra faktorer, används den inte isolerat.

Den växande rörelsen mot personlig medicin förändrar hur vi närmar oss sjukdomar i allmänhet. Snarare än en lösning som passar alla, tar personlig medicin hänsyn till den stora variationen i genetik, miljö och livsstil för att erbjuda en mer skräddarsydd lösning för varje individ.

Hur testet fungerar

Genomiska tester erbjuds vanligtvis som en panel med riktade gener, allt från en analys av genetiska "hot spots" (väletablerade mutationsställen) till fullständig gensekvensering. Testerna utförs vanligtvis i ett specialiserat laboratorium som är certifierat enligt Clinical Laboratory Improvement Amendments (CLIA) från 1988. Idag finns det mer än 500 CLIA-certifierade genetiklaboratorier i USA.

De flesta tester kräver ett blod- eller salivprov eller en svabb på insidan av kinden (känd som en buccal smear). Beroende på syftet med testet kan det bara kräva några droppar blod eller flera flaskor. En biopsi av en tumör eller benmärg kan behövas för personer med cancer.

När provet väl erhållits tar det vanligtvis mellan en och fyra veckor att få resultaten. Beroende på tillståndet som behandlas kan en genetisk rådgivare finnas till hands för att hjälpa dig att förstå testets begränsningar och vad resultaten betyder och inte betyder.

Nästa generations sekvensering

Nästa generations sekvensering (NGS) är det primära verktyget för genomtestning. Den används för att identifiera och utvärdera den genetiska sekvensen för miljontals korta DNA-segment som kallas "läser". Avläsningarna samlas sedan i en fullständig sekvens för att bestämma vilka genetiska variationer (varianter) som finns och vad de betyder.

NGS är extremt flexibel och kan användas för att sekvensera endast ett fåtal gener, till exempel för en ärftlig bröstcancerpanel, eller hela genomet som vanligtvis används för forskningsändamål för screening för sällsynta sjukdomar.

Eftersom de flesta varianter har liten eller ingen känd inverkan på människors hälsa kommer de att filtreras bort för att identifiera de få som är medicinskt meningsfulla. Dessa varianter kommer sedan att göras på en fem-punkts skala som sträcker sig från:

1. Godartad (inte sjukdomsframkallande)
2. Sannolikt godartad
3. Osäker
4. Sannolikt patogent (sjukdomsframkallande)
5. Sjukdomsalstrande

Medan de flesta laboratorier rapporterar de patogena och troligen patogena fynden, kommer vissa också att inkludera de osäkra, troligtvis godartade och godartade fynden. En tolkning från en certifierad genetiker skulle också inkluderas.

Primära och sekundära resultat

Resultat som är direkt relaterade till ett misstänkt tillstånd hänvisas till primära resultat, medan de som är medicinskt meningsfulla men inte relaterade kallas sekundära (eller tillfälliga) resultat.

Sekundära fynd är ofta relevanta och kan avslöja en persons genetiska risk för en framtida sjukdom, bärarstatus eller farmakogenetiska fynd (hur din kropp behandlar ett specifikt läkemedel). I vissa fall kan testning också utföras på dina föräldrar för att identifiera vilka varianter som delas och vilka de novo (inte ärvt).

Genomisk testning vid cancer

Utvecklingen av genomisk testning skedde mer eller mindre i takt med ökningen av riktade cancerterapier. När forskare började förstå hur vissa genetiska varianter förvandlade normala celler till cancerceller kunde de utveckla tester för att söka efter specifika varianter och utveckla läkemedel för att rikta sig mot dessa gener.

Idag har genomtestning blivit en alltmer integrerad del av behandlingen och hanteringen av många olika typer av cancer, inklusive bröstcancer och lungcancer.

Även om genetiska tester kan hjälpa till att identifiera en persons risk för cancer, hjälper genomisk testning oss att identifiera de genetiska markörerna som är förknippade med sjukdomens egenskaper. Det gör att vi kan förutsäga en tumörs troliga beteende, inklusive hur snabbt den kommer att växa och hur sannolikt det är att metastasera.

Detta är viktigt med tanke på att tumörcellerna är utsatta för snabb mutation. Även om en enda genetisk variant är ansvarig för uppkomsten av en tumör kan sjukdomen i sig ta många olika kurser, vissa aggressiva och andra inte. Medan ett genetiskt test kan hjälpa till att identifiera maligniteten kan ett genomtest identifiera de mest effektiva sätten att behandla det.

Dessutom, om en tumör plötsligt muterar, kan ett genomiskt test upptäcka om mutationen är mottaglig för riktad terapi. Ett sådant exempel är läkemedlet Nerlynx (neratinib) som används för att rikta och behandla HER2-positiv bröstcancer i tidigt stadium.

Jämförelse av genetisk och genomisk testning vid bröstcancer

Genetik

• Studien av ärftliga genetiska egenskaper, inklusive de som är associerade med vissa sjukdomar

• Genetik fastställer din risk för att ärva cancer från dina föräldrar

• BRCA1- och BRCA2-testet kan förutsäga din risk att få bröstcancer eller äggstockscancer

• När du väl känner till din risk för bröstcancer kan du vidta åtgärder för att aktivt minska risken

Genomik

• Studien av aktiviteten och interaktionen mellan gener i genomet, inklusive deras roll i vissa sjukdomar

• När du har cancer fastställer genomik hur tumören kommer att bete sig

• Oncotype DX- och PAM50-bröstcancertesterna används för att profilera en tumör och förutsäga hur du kommer att svara på kemoterapi

• Baserat på resultaten från det genomiska testet kan du och din läkare bestämma vilka behandlingsalternativ som är mest lämpliga efter operationen

Hemgenomisk testning

Hemgenomiska tester har redan infiltrerat våra vardagsliv, och började till stor del med lanseringen av det genetiska kit 23andMe hem-till-konsumenten 2007.

Medan vissa hemgenetiska tester, som AncestryDNA och National Geographic Geno 2.0-testerna, enbart utformades för att spåra en persons anor, erbjöd 23andMe konsumenterna chansen att identifiera risken för vissa genetiska hälsostörningar.

Det är en affärsmodell som har varit full av utmaningar. Under 2010 beordrade den amerikanska livsmedels- och läkemedelsmyndigheten (FDA) 23andMe och andra tillverkare av hälsorelaterade hemgenetiska tester att sluta sälja enheterna, som tillsynsmyndigheten ansåg vara ”medicintekniska produkter” enligt federal lag.

I april 2016, efter år av förhandlingar med FDA, fick 23andMe rätten att släppa sitt personliga genomtjänstgenetiska hälsorisktest som kan ge information om en persons benägenhet för följande 10 sjukdomar:

• Alfa-1 antitrypsinbrist (en genetisk sjukdom kopplad till lung- och leversjukdom)
• Celiaki
• Tidig debut av primär dystoni (en ofrivillig rörelsestörning)
• Faktor XI-brist (en blodproppssjukdom)
• Gauchers sjukdom typ 1
• Glukos-6-fosfatdehydrogenasbrist (en störning i röda blodkroppar)
• Ärftlig hemokromatos (en järnöverbelastningsstörning)
• Ärftlig trombofili (en blodproppssjukdom)
• Alzheimers sjukdom sent
• Parkinsons sjukdom

De salivbaserade testerna har samma noggrannhet som de som används av läkare.

Trots fördelarna med dessa produkter finns det fortfarande oro bland vissa förespråkare för den potentiella risken för diskriminering om genetisk information delas utan konsumentens tillstånd. Vissa pekar på det faktum att läkemedelsjätten GlaxoSmithKline (GSK) redan är en investerare i 23andMe och planerar att använda testresultaten från de fem miljoner kunderna för att designa nya läkemedel.

För att motverka kritiken rekommenderade 23andMe FDA att resultaten skulle "avidentifieras", vilket innebär att konsumentens identitet och information inte skulle delas med GSK.