Personlig genomik

Personlig genomik är den gren av genomik som sysslar med sekvensering och analys av det mänskliga genomet . Genotypningssteget använder en mängd olika metoder, inklusive single nucleotide polymorphic (SNP) analyschips (som vanligtvis omfattar 0,02% av genomet), såväl som partiell eller hel genomsekvensering. När en genotyp har dechiffrerats kan den analyseras med den publicerade litteraturen för att bestämma sannolikheten för sjukdomsrisk.

Användningen av personlig genomik i prediktiv och precisionsmedicin

Prediktiv medicin är medicin som använder informationen från personlig genomik för att välja de medicinska procedurer som behövs för en viss person. Precisionsmedicin är baserad på "den nya systematiken för mänskliga sjukdomar baserad på molekylärbiologi ". [ett]

Exempel på användning av prediktiv medicin och precisionsmedicin inkluderar medicinsk genetik , onkogenomik och farmakogenomik . Inom farmakogenomik kan genetisk information användas för att välja det mest lämpliga läkemedlet för en patient . Läkemedlet bör väljas med maximal möjlighet att uppnå önskat resultat och minimera biverkningar hos patienten. Genetisk information kan göra det möjligt för läkare att skräddarsy procedurer för en viss patient, för att öka läkemedlets effektivitet och minimera biverkningar. I oktober 2012 finns det 167 medicinskt användbara genpar av vilka information för närvarande är användbar, och detta antal växer snabbt. [2]

Sjukdomsrisken kan beräknas baserat på genetiska markörer och genomomfattande associationsstudier för vanliga sjukdomar som är multipla ärftliga och bör ta hänsyn till geners interaktion med miljön vid bedömning av . Sällsynta sjukdomar som är individuella (som drabbar mindre än 1 av 200 000 [3] ) är ändå kumulativt ganska betydande (påverkar ungefär 8-10% av USA :s befolkning ). Över 2500 av dessa sjukdomar (inklusive de vanligaste) har stor betydelse för prediktiv genetik, för vilka medicinska studier för enskilda gener (och genomsekvensering i allmänhet) rekommenderas och deras antal ökar med 200 nya sjukdomar per år. [fyra]

Kostnaden för att sekvensera det mänskliga genomet

Kostnaden för sekvensering av mänskligt genom faller snabbt på grund av den ständiga utvecklingen av nya, snabba och billiga DNA- sekvenseringsteknologier , såsom "nästa generations DNA-sekvensering".

National Human Genome Research Institute, en del av US National Institutes of Health , har satt upp som mål att vara redo för 100 000 USD av genomsekvensering i mänsklig storlek till 2009 och 1 000 USD till 2014. [5] [6]

Det diploida mänskliga genomet innehåller 6 miljarder baspar. Statistisk analys visar att en täckning på cirka 10 gånger kräver täckning av båda allelerna på 90 % av det mänskliga genomet med ett 25 baspar avläsning med slumpmässig hagelgevärssekvensering. [7] Det betyder att totalt 60 miljarder baspar måste sekvenseras. Sekvenseringsmaskiner från Applied Biosystems SOLid, Illumina eller Helicos [8] kan sekvensera från 2 till 10 miljarder baspar, med sekvenseringskostnader som sträcker sig från $8 000 till $18 000. Även kostnader för inköp, personal och databehandling ska beaktas. Kostnaden för att sekvensera det mänskliga genomet 2008 var cirka 300 000 dollar.

År 2009 tillkännagav Complete Genomics of Mountain View en sekvenseringstjänst för hela genomet på 5 000 USD med effekt från juni 2009 [9] Tjänsten var endast tillgänglig för akademisk forskning och inte för privata kunder. [tio]

Med hänsyn till de etiska frågorna om presymptomatisk genetisk testning av minderåriga [11] [12] [13] [14] är det möjligt att personlig genomik först kommer att tillämpas på vuxna som kan samtycka till en sådan studie.

I juni 2009 tillkännagav Illumina lanseringen av personlig Full Genome Sequencing med en 30X täckning för $48 000 per genom [15] Och bara ett år senare (2010) sänkte de kostnaden med 60% till $19,500. [16] De närmaste åren kommer att förväntas sänka priserna på grund av stordriftsfördelar och ökad konkurrens. [17] [18] Knome syftar till sekvensering som en helhet [19] snarare än att läsa noder individuellt i hela den eukromatiska delen av det mänskliga genomet (cirka tre miljarder noder). Även om det är mycket dyrare än chip SNP - genotypning. Detta tillvägagångssätt ger betydligt mer data, identifierar de senaste och kända sekvenseringsalternativen, av vilka några kan vara av särskild betydelse för att försöka förstå människors hälsa och härkomst . [tjugo]

Jämförande genomik

Jämförande genomisk analys studerar skillnader och likheter mellan hela genom. Det kan appliceras på både genom från olika individer och arter, eller på individer av samma art, till en lägre kostnad än att sekvensera från grunden.

Projekt och tjänster som redan är tillgängliga

• The Genographic Project  är ett National Geographic Society och IBM -projekt som samlar in DNA-prover för att reproducera modeller av historiska mänskliga migrationer. Det antogs 2005 (med 500 000 medlemmar i december 2012) och har hjälpt till att skapa en konsumenttillgänglig (DTC) genetisk testindustri.
• The Personal Genome Project (PGP) är ett långsiktigt stort företag baserat vid Harvard Medical School med målet att sekvensera och publicera de färdiga genomen och medicinska journaler från 100 000 frivilliga för att styra forskning om personlig genomik och personlig medicin.
• SNPedia  är en wiki som samlar in och sprider information om effekterna av DNA-variation, och genom det relaterade Promethease- programmet Arkiverad 10 mars 2022 på Wayback Machine kan alla som har fått DNA-data om sig själva (från vilket företag som helst) få en gratis, oberoende rapport som innehåller en riskbedömning och relaterad information.
• deCODEme.com [21] tar ut $1 100 för att genotypa cirka 1 miljon SNP och tillhandahåller riskbedömningar för 47 sjukdomar och härstamningsanalyser.
• Existence [22] Genetics tillhandahåller genetiska testtjänster genom hälso- och hälsoorganisationer till en kostnad från 299 USD [23] Detta företag tillhandahåller testning av över 1 200 vanliga och sällsynta sjukdomar och deras karakteristiska egenskaper, inklusive hjärtsjukdomar , cancer , autoimmuna sjukdomar , fetma , nutrigenomics , farmakogenomics , fitness och atletisk prestation för att förhindra plötslig hjärtdöd , och mycket farlig hypertermi [24] . Existence Genetics tillhandahåller genetiska testcenter för fitness och sportprestanda för Equinox Fitness. [25]
• Navigenics [26] började erbjuda SNP :er baserade på genomisk riskbedömning från och med april 2008. Navigenics betonar läkarnas roll i att dechiffrera genetiska och medicinska fynd. Affymetrix Genome-Wide Human SNP Array 6.0-genotyper består av 900 000 SNP. [27]
• Pathway Genomics [28] analyserar över 100 genetiska markörer för att identifiera risken för genetiska sjukdomar som melanom , prostatacancer och reumatoid artrit .
• 23andMe säljer postorder SNP genotyping kit. [29] Informationen lagras i användarens profil och används för att bedöma en patients risk för 178 genetiska sjukdomar och analysera stamtavlan . 23andMe använder Illumina DNA- matriser .
• Knome [30] erbjuder tjänster för sekvensering av hela genomet (98 % av genomet) för 4 998 USD för sekvensering av hela genomet och dess transkription till patienter [31] , eller till en kostnad av 29 500 USD för sekvensering av hela genomet och studieanalyser, beroende på kravet. [10] [32] [33] [34]
• meragenome.com Personal Genomics and Collaborative Research Organization i Indien . [35]
• Mapmygenome.in  är ett personligt genomikföretag som specialiserat sig på indiska genom. [36]
• HelloGene och HelloGenome  är personliga genomiska informationstjänster som beskriver genotyper och full genotypsekvensering som drivs av Teragen i Korea. HelloGenome är det första kommersiella helgenomsekvenseringscentret i Asien, medan HelloGene är det första i Korea. HelloGene använder Affymetrix SNP -chips medan HelloGenome använder Solexa-maskiner.
• Illumina , Oxford Nanopore Technologies, Sequenom, Pacific Biosciences, Complete Genomics och 454 Life Sciences kommersialiserar sekvensering av hela genomet men tillhandahåller inte genetisk analys eller konsultation. [37] [38] [39] [40]
• Gene by Gene erbjuder tjänster för sekvensering av hela genomet från $6 995 till $7 595 och mer.
• Life Technologies
• Genotek  är en leverantör av sekvenseringstjänster i CIS för vetenskapliga och diagnostiska ändamål, tillhandahåller tjänster för att identifiera predispositioner för sjukdomar och fastställa statusen för en bärare av recessiva genetiska sjukdomar.

Etiska frågor

Genetisk diskriminering  är diskriminering baserad på information erhållen från det mänskliga genomet. Genetiska antidiskrimineringslagar har antagits i vissa delstater i Amerika och på federal nivå genom lagen om genetisk information mot diskriminering (GINA). GINA-lagstiftningen förhindrar diskriminering av sjukförsäkringar och arbetsgivare, men täcker inte livförsäkring eller långtidsförsäkring.

Patienter bör vara medvetna om tolkningen av sina resultat så att de senare, med erfarenhet, kan tolka dem rationellt. Detta gäller inte bara gemene man i behov av att sekvensera sina egna genom, utan också yrkesverksamma, inklusive läkare och vetenskapsjournalister , som måste förses med nödvändig kunskap för att informera och utbilda sina patienter och allmänheten. [41]

Andra frågor

Helgenomsekvensering kan identifiera enstaka nukleotidsubstitutioner ( polymorfismer ), såväl som deletioner och insertioner , som är så sällsynta att inga slutsatser kan dras om deras inverkan på hälsan, vilket skapar viss osäkerhet i analysen av individuella genom, särskilt i samband med klinisk hjälp. Den tjeckiska medicinska genetikern Eva Machakova skriver: "I vissa fall är det svårt att särskilja om en detekterad sekvenserad variant är orsaken till en mutation eller en neutral (polymorf) variation utan någon effekt på fenotypen . "Dechiffrera sällsynta sekvenseringsvarianter av okänd betydelse hittas i sjukdomsframkallande gener blir allt mer genomsamlingar Det finns allvarliga diskussioner om hur man kan göra resultaten av personliga[42] , om det finns allvarliga konsekvenser för sjukdomsmedvetenheten och om det är värt den potentiella psykologiska stressen. Det finns också tre potentiella problem med legitimiteten hos personliga genomsammansättningar . Det första är studiens giltighet Hantering av provfel ökar risken för fel som kan påverka studieresultat och tolkning. Det andra påverkar kliniska åtgärder som kan påverka studiens förmåga att upptäcka eller förutsäga relaterade störningar. Den tredje frågan är den kliniska tillämpningen av en personlig uppsättning genom och de associerade riskerna och fördelarna med att introducera dem i klinisk praxis. [43]

Läkare gör för närvarande forskning där vissa av dem inte är utbildade för att korrekt tolka resultaten. Många har inte ens en aning om hur SNP:er reagerar med varandra. Dessa resultat kan i efterhand vilseleda patienten, vilket kommer att medföra en belastning på det redan överbelastade nervsystemet. [44] Detta kan leda till dåligt beslutsfattande, som att anta en ohälsosam livsstil och ändra familjeplanering. Dessutom minskar negativa resultat, som kan vara felaktiga, teoretiskt livskvaliteten och försämrar individens mentala hälsa (ökar sannolikheten för depression och ångest). Det finns också kontroverser förknippade med företag som forskar om individuellt DNA. Det finns frågor som rör "läckage" av information, rätten till konfidentialitet och företagets ansvar om detta inte görs. De fastställda reglerna är fortfarande oklara. Hittills har det ännu inte fastställts vem som lagligen äger genominformationen: företaget eller den vars arvsmassa avlästes. Prover av den använda genomiska informationen har publicerats. [45] Samt staten. Institutioner och det akademiska samfundet pekar alltmer på ytterligare integritetsfrågor [46] relaterade till till exempel genetisk diskriminering, brott mot anonymitet och psykologiska konsekvenser. [47] Omvänt kommer genomsekvensering att tillåtas för mer personliga medicinska procedurer med användning av farmakogenomik; använda genetisk information för att välja lämpliga läkemedel. [48] ​​Behandlingar kan vara individualiserade och kan ha olika genetiska egenskaper (t.ex. personlig kemoterapi ).

Se även

• Personlig medicin

Anteckningar

1. ↑ Mot precisionsmedicin: Bygga ett kunskapsnätverk för biomedicinsk forskning och en ny  sjukdomsklassificering . — National Academies Press, 2011.
2. ↑ The Pharmacogenomics Knowledgebase (länk ej tillgänglig) . Hämtad 11 maj 2013. Arkiverad från originalet 13 maj 2013. (obestämd) 
3. ^ NIH-kontor för forskning om sällsynta sjukdomar . Hämtad 11 maj 2013. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd)
4. ↑ Gentester . Hämtad 30 september 2017. Arkiverad från originalet 10 maj 2013. (obestämd)
5. ↑ 1 2 Wetterstrand, Kris DNA-sekvenseringskostnader: Data från NHGRI:s storskaliga genomsekvenseringsprogram (länk ej tillgänglig) . Storskaligt genomsekvenseringsprogram . National Human Genome Research Institute (21 maj 2012). Hämtad 24 maj 2012. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd) 
6. ↑ Kommer snart: Din personliga DNA-karta? . News.nationalgeographic.com (28 oktober 2010). Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd)
7. ↑ JDW-genome-supp-mat-march-proof.doc (PDF). Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd)
8. ↑ True Single Molecule Sequencing (tSMS): Helicos BioSciences (länk ej tillgänglig) . Helicosbio.com. Datum för åtkomst: 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet den 23 november 2007. (obestämd) 
9. ↑ Karow, Julia slutför Genomics för att erbjuda 5 000 USD Human Genome as a Service Business under Q2 2009 | I sekvens | Sekvensering . GenomeWeb. Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd)
10. ↑ 1 2 Lauerman, John Komplett genomik driver ner kostnaden för genomsekvens till $5 000 . Bloomberg (5 februari 2009). Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd)
11. ↑ McCabe LL, McCabe ER Postgenomisk medicin. Presymptomatisk testning för förutsägelse och förebyggande  (engelska)  // Clin Perinatol: journal. - 2001. - Juni ( vol. 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. Etiska problem med genetisk testning inom pediatrik  //  Pediatrics. — American Academy of Pediatrics, 2001. - Juni ( vol. 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. - Februari ( vol. 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 ( vol. 70 , nr 5 ). - s. 374-381 . - doi : 10.1111/j.1399-0004.2006.00692.x . — PMID 17026616 .
15. ↑ Individuell genomsekvensering - Illumina, Inc (länk ej tillgänglig) . Everygenome.com. Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd) 
16. ↑ Illumina Cutting Personal Genome Sequencing Pris med 60 % | GPlus.com . Glgroup.com (4 juni 2010). Tillträdesdatum: 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet den 24 juli 2011. (obestämd)
17. ↑ Arkiverad kopia (länk ej tillgänglig) . Hämtad 11 maj 2013. Arkiverad från originalet 25 augusti 2009. (obestämd) 
18. ↑ Illumina lanserar personlig genomsekvenseringstjänst för $48 000: Genetic Future (länk ej tillgänglig) . scienceblogs.com. Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 14 juni 2009. (obestämd) 
19. ↑ Karow, Julia . Knome lägger till Exome-sekvensering, börjar erbjuda tjänster till forskare , GenomeWeb (19 maj 2009). Arkiverad från originalet den 13 maj 2010. Hämtad 24 februari 2010.
20. ↑ Harmon, Katherine . Genome Sequencing for the Rest of Us , Scientific American (28 juni 2010). Arkiverad från originalet den 19 mars 2011. Hämtad 13 augusti 2010.
21. ↑ Amy Doneen, sjuksköterska läste våra kundberättelser. deCODEme, lås upp ditt DNA (otillgänglig länk) . Decodeme.com (15 oktober 2011). Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd) 
22. ↑ Domännamn | Världens största domännamnsregistrator - GoDaddy.com . Hämtad 11 maj 2013. Arkiverad från originalet 23 september 2013. (obestämd)
23. ↑ Existensgenetik l Skärmbild för sällsynta sjukdomar l Omfattande genetisk testning och analys av sällsynta sjukdomar . Existensgenetik. Hämtad 27 december 2011. Arkiverad från originalet 22 november 2011. (obestämd)
24. ↑ Paneler l Predictive Medicine . Existensgenetik. Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 10 juni 2010. (obestämd)
25. ↑ Existensgenetik l Optimera atletisk prestation och kondition . Existensgenetik. Hämtad 27 december 2011. Arkiverad från originalet 22 november 2011. (obestämd)
26. ↑ Personifierade genetiska hälsotjänster . Navigenics. Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd)
27. ↑ Aaron, Internetentreprenör. Navigenics - Hur det fungerar (inte tillgänglig länk) . Navigenics.com. Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 5 september 2012. (obestämd) 
28. ↑ Genetiska DNA-rapporter | Pathway Genomics . pathway.com. Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd)
29. ↑ 23andMe - Vår tjänst: Hur processen fungerar  (nedlänk)
30. ↑ Knomes hemsida (nedlänk) . Knome.com. Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd) 
31. ↑ Specialpriser för Knome (inte tillgänglig länk) . Knome.com (5 oktober 2011). Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd) 
32. ↑ Herper, Matthew . Ditt genom kommer , Forbes  (3 juni 2010). Hämtad 13 augusti 2010.  (inte tillgänglig länk)
33. ↑ Knome FAQ (nedlänk) . Hämtad 11 maj 2013. Arkiverad från originalet 23 juli 2008. (obestämd) 
34. ↑ Harmon, Amy DNA-åldern: Genkartan blir ett lyxobjekt . New York Times (4 mars 2008). Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd)
35. ↑ meragenome.com webbplats . Hämtad 11 maj 2013. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd)
36. ↑ mapmygenome.in . Hämtad 11 maj 2013. Arkiverad från originalet 19 maj 2013. (obestämd)
37. ↑ Januari 2009+BW20090112 Illumina och Oxford Nanopore Enter into Broad Commercialization Agreement , Reuters (12 januari 2009). Arkiverad från originalet den 2 april 2015. Hämtad 23 februari 2009.
38. ↑ Single Molecule Real Time (SMRT) DNA-sekvensering , Pacific Biosciences. Arkiverad från originalet den 2 juni 2008. Hämtad 23 februari 2009.
39. ↑ Komplett översikt av teknologi för mänskligt genomsekvensering , komplett genomik. Arkiverad från originalet den 31 oktober 2008. Hämtad 23 februari 2009.
40. ↑ Arkiverad kopia (länk ej tillgänglig) . Hämtad 11 maj 2013. Arkiverad från originalet 31 mars 2012. (obestämd) 
41. ↑ Lunshof, Jeantine, Mardis, Elaine. [Hämtad från http://www.future-science-group.com/_img/pics/Mardis_-_Foreward.pdf Navigenics – How it works] (länk ej tillgänglig) . Future Medicine Magazine. Hämtad 30 mars 2012. Arkiverad från originalet 10 september 2014. (obestämd) 
42. ↑ Macháckova, Eva. Sjukdomsframkallande mutationer kontra neutral polymorfism: Användning av bioinformatik och DNA-diagnos  (engelska)  // Cas Lek Cesk : journal. - Tjeckien: Ceskoslovenska Lekarska Spolecnost, 2003. - Vol. 142 , nr. 3 . - S. 150-153 . — PMID 12756842 .
43. ↑ Hunter DJ, Khoury MJ, Drazen JM Att släppa genomet ur flaskan – kommer vi att få vår önskan?  (engelska)  // N. Engl. J. Med.  : journal. - 2008. - Januari ( vol. 358 , nr 2 ). - S. 105-107 . - doi : 10.1056/NEJMp0708162 . — PMID 18184955 .
44. ↑ Lea DH, Skirton H., Read CY, Williams JK Implikationer för att utbilda nästa generation sjuksköterskor om genetik och genomik under 2000-talet  //  J Nurs Scholarsh: journal. - 2011. - Mars ( vol. 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? (engelska)  // Eur. J. Hum. Genet. : journal. - 2009. - Juli ( vol. 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?  (engelska)  // ArXiv Repository: journal. — 2012.
47. ↑ Presidentens kommission för studier av bioetiska frågor. Sekretess och framsteg i sekvensering av hela genomet . - 2012. Arkiverad 18 mars 2013.
48. ↑ Blow N. Genomics: den personliga sidan av genomik   // Nature . - 2007. - Oktober ( vol. 449 , nr 7162 ). - s. 627-630 . - doi : 10.1038/449627a . — PMID 17914399 .